LiFePO4 in litij-ionski

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Posameznik LiFePO4 celice imajo nazivno napetost približno 3,2 V ali 3,3 V. Za izdelavo litijevega železovega fosfatnega akumulatorja uporabljamo več celic (običajno 4).

• Če zaporedno uporabimo štiri litijeve železove fosfatne celice, dobimo približno 12,8-14,2 voltov, ko so polni. To je najbližja stvar tradicionalne svinčeve ali AGM baterije.
• Celice litijevega železovega fosfata imajo v deležu teže večje gostote celic kot svinčeve kisline.
• Litijeve železove fosfatne celice imajo manjšo gostoto celic kot litijeve ione. Zaradi tega so manj hlapni, varnejši za uporabo, saj ponuja skoraj eno za drugo zamenjavo paketov AGM.
• Da dosežemo enako gostoto kot litij-ionske celice, moramo vzporedno zložiti litijeve železove fosfatne celice, da povečamo njihovo zmogljivost. Torej bo litij-železov fosfatna baterija z enako zmogljivostjo litij-ionske celice večja, saj potrebuje vzporedno več celic, da doseže isto zmogljivost.
• Litijeve železove fosfatne celice lahko uporabljamo v visokotemperaturnih okoljih, kjer se litijeve ionske celice nikoli ne smejo uporabljati nad +60 Celzija.
• Običajna pričakovana življenjska doba litijeve železovega fosfatnega akumulatorja je 1500–2000 polnilnih ciklov do 10 let.
• Običajno bo litij železov fosfat šel 350 dni.
• Litijeve železove fosfatne celice imajo štirikrat (4x) kapaciteto svinčevih baterij.

Litij-ionski

Posameznik Litij-ionski celice imajo običajno nazivno napetost 3,6 V ali 3,7 voltov. Za izdelavo litij -ionske baterije ~ 12 voltov uporabljamo več celic (običajno 3).

• Če želite uporabiti litij-ionske celice za 12V banko moči, jih vstavimo v serijo 3, da dobimo 12,6-voltni paket. To je najbližje doseganju nazivne napetosti zapečatene baterije s svinčeno kislino z uporabo litij-ionskih celic
• Litijeve ionske celice imajo višjo gostoto celic kot litijev železov fosfat, o čemer smo govorili zgoraj. To pomeni, da jih uporabimo manj za želeno zmogljivost. Večja gostota celic je dražja zaradi večje hlapnosti.
• Tako kot pri litijevem železovem fosfatu lahko tudi litij-ionske celice vzporedno zložimo, da povečamo kapaciteto svojih zavojčkov.
• Običajna pričakovana življenjska doba litij-ionske baterije je dve do tri leta ali 300 do 500 polnilnih ciklov.
• Običajno bo litij-ionski paket napolnil 300 dni.

Paket napetosti

Ta oddelek bom dodal na podlagi povratnih informacij enega od naših Facebook sledilcev.
Razlog, da za litij-ionske baterije uporabljamo 3 celice zapored, je napetost. Litij -ionski paket 4S ima previsoko napetost (~ 16,8 V), ko je poln. Nasprotno pa obstajajo nekateri radijski sprejemniki, ki potrebujejo več napetosti, kot jih lahko na koncu napetostne krivulje zagotovi nizka stran 3-s-litij-ionskega paketa. Če še vedno želimo uporabljati litij -ionski paket 4S, moramo za upravljanje izhodne napetosti vgraditi regulator DC DC. Ali, kot sem omenil v drugem odstavku, lahko uporabimo tudi litijeve železove fosfatne celice, ki imajo 14,2-14,4v popolnoma napolnjenih. To je za večino radijskih postaj povsem v redu, vendar preberite napetostne zahteve za vaš radio.

Polnjenje

polnjenje litijevega železovega fosfata + litijeve ionske celice je zelo podobno. Oba za polnjenje uporabljata konstantni tok in nato konstantno napetost. Če govorimo o enem od baterijskih baterij DIY iz kanala, se polnjenje s soncem ali namizjem ponavadi opravi z dvema kosoma prestave.

• Najprej imamo napetost in tok. To je lahko nastavljiv dolar ali na primer sončna plošča.
• Nato imamo krmilnik polnjenja. To uravnava napetost in tok, ki izhaja iz našega napetostnega / tokovnega vira in napaja BMS.
• Končno BMS pošlje regulirano napetost v paket. Prav tako odzračuje napetost iz celic, ki imajo višjo napetost od drugih. To daje drugim priložnost, da se ujamejo. Kljub temu, kar pravi Bioenno, nikoli ne priključite neurejenega vira na baterijo (BMS ali ne!).

Hladno vreme

Kot pri vseh baterijah tudi mraz vpliva na sposobnost polnjenja litij-ionskih ali litijevih železo-fosfatnih celic. Zato moramo nekaj storiti, da baterija ne pade pod zmrzovanje. Polnjenje akumulatorja je eden od razlogov, da v hladnem vremenu namestim zavetje. Relativno enostavno je ohraniti temperaturo v zavetišču nad zmrzovanjem, medtem ko vaša sončna energija ali generator ostane zunaj šotora. Eden od trikov, ki preprečujejo, da bi se te celice ohranile pred zmrzovanjem, je hranjenje njih in radijske opreme v zaprtem prostoru. Vsi radijski sprejemniki segrejejo toploto, tako da omejevanje (do neke mere) prezračevanja, toplota iz radia znatno ogreje prostor okoli akumulatorja. Drugi trik je uporaba kemičnih grelnikov za roke v bližini ali v notranjosti predelka za baterije. Bistvo je, da uporabite zdrav razum. Ker vemo, da baterij ne smemo napolniti pod zamrzovanjem, lahko to preprosto odpravite z enostavno spremembo operativnih praks.

Uravnoteženje

Če gradite paket z več celicami v seriji, boste morali uravnotežiti celice v pakiranju ali v polnilniku.
Pomembno je poudariti, da lahko nekdo ustvari YouTube video ali blog, ki prikazuje, kako sestaviti paket, ne pomeni nujno, da točno vedo, kaj počnejo.
V spodnji vrstici morate bodisi ročno uravnotežiti svoje celice bodisi aktivno uravnotežiti svoje celice. če gradite enega od mojih baterijskih projektov in ga boste uporabljali ob hkratnem polnjenju in praznjenju, je aktivno uravnavanje. Po drugi strani pa če paket uporabljate samo za odvajanje, jih odpeljete v polje za praznjenje in nato napolnite, ko se vrnete domov, tehnično ne potrebujete nobene uravnoteženosti med praznjenjem paketa. Če boste celice napolnili kot celoten paket 4 ali 3, boste potrebovali tehtnico ali jih napolnili posebej. Seveda, če uporabljate 18650 baterij in vaš polnilnik omogoča polnjenje več kot ene celice naenkrat, ste vsi dobri!

Izbira BMS-a

Naslednji odstavek se nanaša samo na tiste, ki bi želeli sestaviti celoten komplet baterij. Zdaj, ko ste prebrali zgornje odstavke, razumete, da so napetosti med litijevim ionom in litijevim železovim fosfatom edinstvene. To pomeni tudi, da so BMS, ki jih uporabljate za baterijski paket Pack, značilni za litijev ion ali litijev železov fosfat. V projektih na kanalu lahko najdete številne različne izravnalne plošče. Izravnalne plošče izberemo glede na zmogljivosti, ki jih zahtevamo od njih. Pred izbiro deske moramo vedeti:

• Koliko amperov želimo potegniti skozi desko
• Koliko celic je v seriji
• Ali se bodo uporabljale litijeve ionske ali litijeve železove fosfatne celice
• Ali tabla ponuja uravnoteženje celic (če uporabljate BMS, vedno dobite eno z izravnavo celic)

Ko imate te številke, lahko z njimi izberete pravi BMS pri svojem dobavitelju. Sploh ne bi smeli gledati na ceno, dokler ne razumete svojih zahtev. Pazite tudi na prodajalce eBay in Alibaba. Pogosto napačno označijo BMS plošče z veliko večjimi zmogljivostmi, kot jih dejansko ponujajo. Zato uporabite svoj zdrav razum. Če vem, da bom iz BMS potegnil 15 amperov, ponavadi kupim enega z eBaya, ki je ocenjen na 30 amperov.
Zakaj bi drugače želeli vključiti BMS v svoj projekt? Dober BMS ponuja tudi te funkcije:

• Zaščita pred prenapetostjo
• Zaščita pred prenapetostjo
• Zaščita pred kratkim stikom
• Uravnoteženje

Kadar vam ljudje govorijo, da ne uporabljate večpredstavnostnih sporočil ali uravnavanje ni potrebno, to storijo, ne da bi razumeli dodatno zaščito, ki jo nudi BMS. Hrana za misli!

Graf razelektritve med litijem in SLA

Včasih, ne glede na to, kako zelo se trudim, operaterji še vedno držijo iluzije, da je zapečatena baterija s svinčeno kislino enake kapacitete nič drugačna ali celo boljša od litijevega ionskega ali litijevega železovega fosfata. To običajno temelji na ceni. To je popolna neumnost!
Tu je nekaj dejstev.

• Razlog številka ena za neuporabo svinčeve baterije je teža. Pakiranja z litijevim in litijevim železovim fosfatom so del teže, hkrati pa nudijo večjo gostoto celic. To pomeni večji čas delovanja ali zmožnost, da našo gonilno silo dalj časa napajamo, ne da bi povečali velikost / težo.
• Majhne zapečatene baterije s svinčeno kislino imajo močan padec napetosti pod velikim bremenom. Nikoli niso bili zasnovani za visokonapetostne aplikacije. Dejansko so bile majhne zapečatene baterije s svinčeno kislino zasnovane tako, da so jih dolgo obremenile. Če uporabimo značilne 15 do 20 amperov sodobnega radijskega radia 100 W, občutimo padec napetosti. Pravilno vgrajena litijeva ionska ali litijeva železova fosfatna embalaža ne kaže enakega padca napetosti kot baterije s svinčeno kislino. Dejansko je pod obremenitvijo napetost sorazmerno ravna, medtem ko izpuščajo litijeve ione in litijeve železove fosfate.
• Ena od iluzij o litij-ionskih ali litij-železovih fosfatnih baterijah je, da jih je "težko napolniti". Pravzaprav je litijeve ionske in litijeve železove fosfatne embalaže lažje napolniti kot zapečateno baterijo s svinčno kislino, če ji le odpremo svoje misli. Vedeti moramo le, koliko celic imamo v seriji in napetost posameznih celic v pakiranju. Nato s to številko uporabite konstantni napetost konstantnega toka na paketu. To je osnovna matematika! Pri polnjenju litijevega ali litijevega železovega fosfata ni nobene napetosti plovca. Samo stalni napetost konstantni tok. Ko baterija doseže vrh napetostne krivulje, je polna. Brez plavanja ali absorpcije, .. je ravno poln, ko doseže vrh svoje napetostne krivulje.

Torej je na internetu veliko napačnih informacij. Na YouTubu je še več, ki jih vodijo YouTubers, ki ali ne vedo ali niso opravili raziskave. Ne gremo jih, vendar je pomembno, da vsak od nas sam opravi svoje raziskave. Strinjam se, da se na površini zdi, da bi bilo svinčevo baterijo ceneje kupiti, kot pa litij-ionsko ali litijevo železov fosfat. Obstaja toliko drugih stvari, ki jih je treba pogledati nad ceno, ki nam dajo pravi odgovor na to vprašanje. Sploh ne razmišljam, da bi v nobenem svojem projektu uporabljali svinčene baterije. Tako ostane litijev ion in litijev železov fosfat. Katerega naj uporabite v projektu? No, tukaj sem izbral.

• Če se trudim, da grem na ultralahko potovanje precej oddaljeno peš, je verjetno boljši način litijev ion. Večja gostota celic daje daljši čas delovanja v manjši embalaži kot litijev železov fosfat,
• Če iščem nekaj preprostega za delo, večjo količino vatnih ur čez 3S Li-Ion, kjer sem ga že tradicionalno uporabljal pri bateriji SLA, je LiFePO4 boljša izbira.
• Če iščem najboljše naložbe za shranjevanje baterij v brezžičnem solarnem generatorju, 1500-2000 ciklov, ničelno vzdrževanje in 10 ali več let se sliši precej neverjetno.

Kot vse na svetu tudi rezultati naših projektov temeljijo na raziskavah, ki jih izvajamo. Pogosto sem deležen kritik, da ne objavim toliko videoposnetkov, toda ko delaš raziskave in delate v ozadju, je nemogoče vsak dan vreči kakšen star mrzličen video. Tako tudi raziskovalci. Na koncu bo zelo koristno.

Potovanje z litijevimi baterijami

Pravila se spreminjajo iz ene pristojnosti v drugo tako enostavno, kot se dan spreminja v noč. Trenutno se zdi, da so najtežje omejitve glede litijevih baterij letele v Severno Ameriko ali iz nje. Glede na spletna mesta FAA in TSA so litijeve baterije z več kot 100 vatnimi urami dovoljene v nosilnih vrečah z odobritvijo letalske družbe, vendar so omejene na dve rezervni bateriji na potnika. V ohranjenih vrečah so prepovedane ohlapne litijeve baterije. FAA in TSA ne razlikujeta med litijevim ionom ali litijevim železovim fosfatom.