Nabíjanie lítiovej batérie pomocou olovenej nabíjačky: Riziká

Keď príde na tonabíjanie lítiovej batérie, bezpečnosť je najvyššia priorita. Mnoho používateľov, ktorí hľadajú pohodlie alebo úsporu nákladov, sa často pýta: "Môžem nabíjať lítiovú batériu olovenou-nabíjačkou?"

Odpoveď je definitívne Nie.Aj keď oba môžu vyzerať ako štandardné napájacie zdroje, algoritmy potrebné na nabíjanie lítiovej batérie sa zásadne líšia od algoritmov používaných na olovenú-kyselinu. Použitie nesprávneho vybavenia nielenže skráti životnosť batérie, ale môže spôsobiť aj vážne nebezpečenstvo požiaru.

Na zaistenie bezpečnosti-či už narábate so štandardným lítium-iónom alebo so špecifickýmLiFePO4 batérianabíjanie-je dôležité pochopiť tieto technické medzery. Táto príručka sa ponorí do prečoolovené-nabíjačkysú smrteľné pre lítiové batérie a pomôžu vám vybrať správne riešenie nabíjania pre váš systém.

Môžete nabíjať lítiovú batériu pomocou olovenej nabíjačky?

Absolútne sa to neodporúča-je to mimoriadne nebezpečné!

Hoci v niektorých núdzových situáciách sa môže zdať, že olovená-nabíjačkanabite lítiovú batériu,nabíjacie algoritmya základné technické princípy oboch sú úplne odlišné. Pomocou aolovená nabíjačka lítiovej batérie- môže preto viesť k vážnym následkom.

1. Nezhoda režimu nabíjania (algoritmu).

• Lítiové batérie:Použite nabíjací profil CC/CV (konštantný prúd / konštantné napätie). Keď batéria dosiahne prednastavené napätie, nabíjací prúd sa rýchlo zníži a potom sa zastaví, aby sa batéria chránila.
• Olovené-kyselinové batérie:Nabíjanie je rozdelené do viacerých etáp. Najnebezpečnejšou časťou je, že olovené-nabíjačky zvyčajne obsahujú fázu „plávajúceho nabíjania“. Olovené-kyselinové batérie vyžadujú nepretržitý malý prúd na udržanie napätia, ale lítiové batérie nedokážu tolerovať toto neustále napätie, ktoré môže viesť k prebitiu a poškodeniu článku.

2. Smrtiaci "režim desulfatácie"

Toto je najnebezpečnejší aspekt. Mnoho moderných olovených-nabíjačiek je vybavených funkciou pulznej desulfatácie, ktorá vysiela vysokonapäťové impulzy (niekedy až 15 – 16 V alebo viac) na obnovu olovených-batérií.

• Tieto vysokonapäťové impulzy{0}} môžu okamžite prelomiť ochranný obvod BMS (Battery Management System) lítiovej batérie, čo spôsobí vyhorenie elektronických komponentov a ponechanie batérie bez akýchkoľvek ochranných funkcií.

3. Riziko tepelného úniku (vážne bezpečnostné riziko)

Keďže olovená nabíjačka sa po úplnom nabití lítiovej batérie úplne nevypne (keďže čaká na prechod do fázy plavákového nabíjania), batéria zostáva dlhší čas pod vysokým napätím. To môže spôsobiť tvorbu lítiového dendritu vo vnútri batérie a v závažných prípadoch môže spustiť tepelný únik, čo môže viesť k požiaru alebo dokonca k výbuchu.

Zhrnutie a odporúčanie:

• Vždy používajte vyhradenú nabíjačku:Lítiové batérie (ako je LiFePO₄ alebo ternárne lítium) sa musia nabíjať nabíjačkou špeciálne určenou pre lítiovú chémiu.
• Overte menovité napätie:Aj keď používate lítiovú nabíjačku, uistite sa, že napätie nabíjačky presne zodpovedá batérii (napr. 12V, 24V, 36V alebo 48V).

tipy:Na niektorých platformách môžete stále vidieť určité olovené-výrobky s kyselinovými batériami označené ako „kompatibilné s lítiovými batériami." Toto tvrdenie však nie je presné.

Olovené-a lítiové batérie sa zásadne líšia v algoritmoch nabíjania, rozsahoch napätia a stratégiách ochrany. Priame miešanie je možné ľahkoviesť k nesúladu parametrov nabíjania. Takéto nesprávne používanie je jedným z hlavných dôvodov, prečo mnohé lítiové batérie predčasne starnú alebo zlyhávajú!

CC/CV vs. Viac{1}}etapa: Pochopenie algoritmov účtovania

CC/CV je špeciálne navrhnutý pre lítiové batérie, zatiaľ čo viac{0}}nabíjanie je určené pre olovené-kyselinové batérie.

Miešanie týchto dvoch vecí je ako pripojenie počítača, ktorý vyžaduje presnú reguláciu napätia, k nestabilnému -zdroju vysokého napätia-, je to recept na katastrofu.

Algoritmus nabíjania lítiovej batérie: CC/CV (konštantný prúd / konštantné napätie)

Lítiové batérie sú mimoriadne citlivé a vyžadujú si vysoko presný proces nabíjania.

• Fáza CC (konštantný prúd):Keď je stav nabitia batérie nízky, nabíjačka dodáva stály prúd. Počas tejto fázy napätie postupne stúpa-podobne ako pri rýchlom naplnení prázdneho vedra vodou.
• CV (konštantné napätie) stupeň:Keď napätie batérie dosiahne svoju hornú hranicu (napríklad 4,2 V na článok), nabíjačka prestane zvyšovať napätie a namiesto toho udržiava konštantné napätie, zatiaľ čo nabíjací prúd pomaly klesá. Keď prúd klesne blízko nule, nabíjanie sa úplne zastaví.
• Kľúčový bod:Po úplnom nabití lítiovej batérie ju treba odpojiť od ďalšieho nabíjania; aplikácia trvalého napätia nie je povolená.

Algoritmus nabíjania olovených-batérií: Viacstupňové nabíjanie-

Olovené-batérie sú relatívne robustné, ale trpia samo{1}}vybíjaním, a preto je na údržbu potrebný zložitejší, viacstupňový{2}}proces nabíjania.

Fáza 1: Hromadné (vysoké-aktuálne nabíjanie)

Podobne ako vo fáze CC, táto fáza nabíja batériu na približne 80 % kapacity.

2. fáza: Absorpcia

V porovnaní s fázou CV táto fáza postupne dopĺňa zostávajúcu kapacitu.

Fáza 3: Plavák - Zdroj nebezpečenstva

Toto je kľúčový rozdiel. Po úplnom nabití olovenej batérie- sa nabíjačka nevypne. Namiesto toho udržiava nižšie napätie a pokračuje v dodávke energie. Toto je známe ako udržiavacie nabíjanie, ktoré sa používa na kompenzáciu prirodzeného samo-vybíjania olovených-kyselinových batérií.

Fáza 4: Vyrovnanie (vyváženie / desulfatácia) - Smrteľné riziko

Niektoré nabíjačky pravidelne používajú vysokonapäťové impulzy{0}, aby odstránili nahromadenie síranu na doštičkách batérie.

Základný konflikt: Prečo nie sú zameniteľné

Prečo režim desulfatácie v olovených nabíjačkách zabíja lítiové batérie?

Zjednodušene povedané, "Režim desulfatácie“ sa nazýva „zabijak“ lítiových batérií, pretože vyžaruje vysokonapäťové{0}}pulzy, ktoré lítiové batérie jednoducho nedokážu vydržať.

1. Čo je režim desulfatácie? ("Liek" na olovené-kyselinové batérie)

Postupom času sa v olovených-batériách vyvinú na platniach tvrdené kryštály síranu olovnatého (sulfatácia), čo znižuje kapacitu batérie. Na vyriešenie tohto problému je veľa olovených-nabíjačiek vybavených režimom odsírenia alebo opravy.

• Princíp:Nabíjačka vysiela vysoko{0}}frekvenčné, vysoko{1}}napäťové impulzy (niekedy s okamžitým napätím vyšplhajúcim sa na 16 V, 20 V alebo ešte vyššie) v snahe rozbiť kryštály prostredníctvom „elektrických vibrácií“.

2. Prečo je to "jed" pre lítiové batérie?

Štruktúra a chémia lítiových batérií ich robí mimoriadne citlivými na napätie. Režim desulfatácie môže zničiť lítiové batérie dvoma spôsobmi:

A. Okamžité zlyhanie BMS (systém správy batérie)

Vo vnútri každej lítiovej batérie je ochranná doska (BMS). Elektronické komponenty na BMS (ako sú MOSFETy) majú alimit menovitého napätia.

• Dôsledok:Vysokonapäťové impulzy z režimu odsírenia nabíjačky olova- ďaleko presahujú toleranciu BMS. Je to ako keď je žiarovka s napätím 220 V zrazu vystavená 1 000 V-BMS okamžite vyhorí. Keď BMS zlyhá, batéria stratí ochranu proti prebitiu a skratu-, čím sa zmení na nebezpečné, nechránené zariadenie.

B. Nútené poškodenie chemickej štruktúry bunky

Lítiové batérie majú veľmi prísne limity nabíjania (napr. jednotlivé články nesmú prekročiť 4,2V alebo 3,65V).

• Dôsledok:Aj keď BMS zázračne prežije, vysoko{0}}napäťové impulzy prinútia lítiové ióny naraziť na anódu abnormálnou rýchlosťou, čo spôsobí tvorbulítium dendrity (drobné kovové hroty). Tieto hroty môžu preraziť separátor medzi anódou a katódou, čo vedie k vnútorným skratom,čo môže spôsobiť samovznietenie-alebo dokonca výbuch.

Mnoho používateľov si myslí: "Chvíľu som to nabíjal a batéria nevybuchla, takže by to malo byť v poriadku, nie?"

Pravda je taká: poškodenie je často nezvratné a latentné.Režim desulfatácie už mohol spôsobiť, že BMS je extrémne nestabilný alebo poškodil vnútorné bunky. Katastrofa môže nastať až pri ďalšom nabíjaní alebo v prípade, že batéria zažije šok.

Nebezpečenstvo „plávajúceho nabíjania“ pre životnosť lítiovej batérie

Plavákové nabíjanieje štandardná operácia pre olovené-nabíjačky, ale v prípade lítiových batérií pôsobí ako chronický jed, ktorý zásadne skracuje životnosť batérie.

Čo je Float Charging?

Olovené-kyselinové batérie majú relatívne vysokú rýchlosť samovybíjania-. Preto po úplnom nabití batérie olovená-nabíjačka nepreruší napájanie. Namiesto toho zachováva amalý prúd a konštantné napätieaby ste sa uistili, že batéria zostane na100% plné nabitie.

Prečo lítiové batérie nepotrebujú plavebné nabíjanie?

Lítiové batérie majú veľmi stabilnú chémiu a extrémne nízku rýchlosť samo{0}}vybíjania. Po úplnom nabití nevyžadujú na udržanie svojej kapacity žiadny ďalší prúd.

Princíp lítia: Po nabití zastavte nabíjanie (prerušte-vypnuté).

Tri kľúčové poškodenia plavákového nabíjania lítiových batérií

A. Zrýchlený rozklad elektrolytu (chemická degradácia)

Lítiové batérie sú najzraniteľnejšie, keď sú plne nabité (vysoké napätie). Udržiavacie nabíjanie núti batériu, aby zostala na maximálnom vypínacom napätí po dlhšiu dobu.

• Dôsledok:Toto dlhotrvajúce prostredie s vysokým{0}}napätím spôsobuje, že vnútorný elektrolyt batérie sa chemicky rozkladá, vytvára plyn a zvyšuje vnútorný odpor.To je dôvod, prečo u mnohých lítiových batérií nesprávne používaných s nesprávnou nabíjačkou dochádza k opuchu ("nafúknutiu").

B. Rast lítiových dendritov

Pri neustálom namáhaní plavákového nabíjania sa lítiové ióny môžu hromadiť na povrchu anódy a vytvárať ihličky-ako kovové kryštály známe ako „lítne dendrity."

• Dôsledok:Tieto ostré kryštály môžu postupne preraziť vnútorný oddeľovač batérie. Akonáhle dôjde k porušeniu separátora, dôjde k vnútorným skratom, ktoré spustia tepelný únik a potenciálne spôsobia poruchu batérievznietiť alebo vybuchnúť.

C. Zníženie životnosti cyklu

Životnosť lítiovej batérie je určená jej nabíjacími cyklami. Udržiavacie nabíjanie spôsobuje, že batéria opakovane cykluje medzi malými vybitiami a mikro-nabitiami.

• Dôsledok:Hoci každý jednotlivý náboj je malý,tieto dlhodobé-nevýznamné výkyvy postupne vyčerpávajú aktívne látky v bunkáchčo vedie k rýchlej strate kapacity. Batéria pôvodne dimenzovaná na 5 rokov môže zaznamenať výrazné zníženie dosahu v priebehu 1–2 rokov v dôsledku dlhšieho udržiavacieho nabíjania.

Kľúčové technické rozdiely medzi olovenými-kyselinovými a lítiovými nabíjačkami batérií

Špecifické dôsledky zmiešania rôznych nabíjačiek batérií

Pre bezpečnosť vašej batérie okamžite prejdite na vyhradenú nabíjačku LiFePO₄. [Kliknutím zobrazíte venovanú sériu Copow]

Môžete nabíjať batériu lifepo4 pomocou nabíjačky lítiovej batérie?

Neodporúča sa to robiť; je potrebné vyhnúť sa miešaniu nabíjačiek.

HociLiFePO4 batériaa štandardné lítiové batérie patria do rodiny lítiových batérií, ich napäťové charakteristiky sa výrazne líšia.Použitie nesprávnej nabíjačky môže spôsobiť poškodenie batérie alebo zabrániť jej úplnému nabitiu.

1. Nezodpovedajúce odpojenie napätia (najdôležitejší dôvod)

Toto je priama príčina poškodenia batérie:

• Štandardné lítiové batérie (terná lítium{0}}iónová):Úplné nabitie{0} článku je zvyčajne 4,2 V.
• LiFePO₄ batérie:Úplné nabitie{0} článku je zvyčajne 3,65 V.
• Dôsledok:Ak používate štandardnú lítiovú nabíjačku nanabite LiFePO₄ batériu, nabíjačka sa pokúsi stlačiť napätie až na 4,2 V, čo spôsobí vážne prebitie. Zatiaľ čo LiFePO₄ je relatívne bezpečný a nie je náchylný na vznietenie,prebíjanie môže viesť k opuchu, rýchlej strate kapacity a dokonca k úplnému zlyhaniu batérie.

2. Štrukturálne rozdiely v 12V batériových súpravách

Pre bežné 12V batérie sú vnútorné konfigurácie úplne odlišné:

• 12V LiFePO4:Zvyčajne pozostáva zo 4 článkov v sérii (4S) s plným-nabíjacím napätím 14,6 V.
• 12V štandardné lítium (Li-}ion):Zvyčajne pozostáva z 3 článkov v sérii (3S) s plným-nabíjacím napätím 12,6 V.

Nepríjemné situácie pri miešaní nabíjačiek

• Použitie 12,6V nabíjačky na 14,6V batérii: Batéria sa nikdy úplne nenabije, typicky dosahuje len asi 20 % – 30 % svojej kapacity.
• Použitie 14,6V nabíjačky na 12,6V batérii:Batéria bude vážne prebitáa ak zlyhá BMS (Battery Management System), hrozí veľmi vysoké riziko požiaru.

3. Záťaž na BMS (Battery Management System)

Hoci kvalitné{0}}batérie majú systém BMS, ktorý dokáže násilne prerušiť nabíjanie pri prepätí,BMS slúži ako bezpečnostná posledná linka a nemal by sa používať ako denný regulátor nabíjania.

• Nútiť nabíjačku, aby dlhodobo „bojovala“ s vypínacím napätím BMS, urýchľuje starnutie komponentov ochrannej dosky.
• Akonáhle BMS zlyhá a nabíjačke chýba správne vypínacie napätie, následky môžu byť katastrofálne.

súvisiaci článok:

Vysvetlenie času odozvy BMS: Rýchlejšie nie je vždy lepšie

Čo je LiFePO4 Battery Management System?

Komplexný sprievodca špecifikáciami nabíjania LiFePO4 vs.-olovom

Zhrnutie: Ako si vybrať správnu nabíjačku batérií lifepo4?

Na zaistenie bezpečnostiNabíjanie LiFePO4 batérií, výber nabíjačky nie je len o tom, či dokáže nabíjať batériu,-ale o tomči sú jeho špecifikácie presné a kompatibilné.

1. Uistite sa, že algoritmus nabíjania je CC/CV

LiFePO₄ batérievyžadujú logiku nabíjania s konštantným prúdom / konštantným napätím (CC/CV).

• Požiadavka:Nabíjačka musí byť schopná úplne odpojiť výstup po dosiahnutí vypínacieho napätia alebo vstúpiť do režimu veľmi minimálnej údržby. Nikdy nesmie obsahovať vysokonapäťové „desulfatačné“ impulzy alebo kontinuálne fázy „plávajúceho nabíjania“, ako je olovená-nabíjačka.

2. Overte presné výstupné napätie

• 12V batéria (4S): Výstup nabíjačky musí byť 14,6V
• 24V batéria (8S): Výstup nabíjačky musí byť 29,2V
• 36V batéria (12S): Výstup nabíjačky musí byť 43,8V
• 48V batéria (16S): Výstup nabíjačky musí byť 58,4V

Poznámka:Dokonca aj rozdiel 0,1 V z dlhodobého hľadiska môže ovplyvniťživotnosť batérie lifepo4, takže napätie musí byť presne prispôsobené.

3. Zvoľte vhodný nabíjací prúd (prúd)

Rýchlosť nabíjania závisí od prúdu.Odporúča sa dodržiavať odporúčanú teplotu 0,2 C až 0,5 C.

• Výpočet:Pre batériu s kapacitou 100Ah je odporúčaný nabíjací prúd 20A (0,2C) až 50A (0,5C).
• Tip:Príliš vysoký prúd môže spôsobiť nadmerné zahrievanie a skrátiť životnosť batérie, zatiaľ čo príliš nízky prúd bude mať za následok príliš dlhé časy nabíjania.

💡 3 „nástražné{1}}tipy, ako sa vyhnúť“ pri kúpe nabíjačky batérií Lifepo4

• Skontrolujte štítok:Uprednostňujte produkty jasne označené ako „LiFePO₄ Charger“ na kryte. Vyhnite sa všeobecným označeniam „lítiová nabíjačka“.
• Skontrolujte zástrčku a polaritu:Uistite sa, že konektor nabíjačky (napr. Andersonova zástrčka, letecký konektor, krokosvorka) zodpovedá vašej batérii a nikdy nezamieňajte kladný a záporný pól.
• Skontrolujte ventilátor a chladenie:Pre vysokovýkonné nabíjačky si vyberte model s hliníkovým-krytom a aktívnym chladiacim ventilátorom pre stabilnejšiu a bezpečnejšiu prevádzku.

Najlepšou voľbou je vždy originálna nabíjačka dodávaná výrobcom batérie. Batérie Copow LiFePO₄ sa dodávajú s nabíjačkami špeciálne navrhnutými pre ne.