Nabíjení lithiové baterie olověnou nabíječkou: Rizika

Když na to přijdenabíjení lithiové baterie, bezpečnost je nejvyšší prioritou. Mnoho uživatelů, kteří hledají pohodlí nebo úsporu nákladů, se často ptá: "Mohu nabíjet lithiovou baterii pomocí olověné-nabíječky?"

Odpověď je definitivní Ne.Přestože oba mohou vypadat jako standardní zdroje napájení, algoritmy potřebné pro nabíjení lithiových baterií se zásadně liší od algoritmů používaných pro chemii olova-kyseliny. Použití nesprávného vybavení nejen zkrátí životnost baterie, ale může také způsobit vážné nebezpečí požáru.

Aby byla zajištěna bezpečnost,-ať už zacházíte se standardním lithium-iontovým nebo specifickýmLiFePO4 baterienabíjení-je zásadní porozumět těmto technickým mezerám. Tento průvodce se ponoří do pročolověné nabíječky-jsou pro lithiové baterie smrtelné a pomáhají vám vybrat správné řešení nabíjení pro váš systém.

Můžete nabíjet lithiovou baterii pomocí olověné nabíječky?

Rozhodně to nedoporučujeme dělat,-je to extrémně nebezpečné!

I když v některých nouzových situacích se může olověná-nabíječka zdátnabijte lithiovou baterii,nabíjecí algoritmya základní technické principy obou jsou zcela odlišné. Pomocí aolověná nabíječka pro lithiové baterie{0} proto může mít vážné následky.

1. Neshoda režimu nabíjení (algoritmu).

• Lithiové baterie:Použijte nabíjecí profil CC/CV (konstantní proud / konstantní napětí). Jakmile baterie dosáhne přednastaveného napětí, nabíjecí proud se rychle zmenší a poté se zastaví, aby byla baterie chráněna.
• Olověné-baterie:Nabíjení je rozděleno do několika fází. Nejnebezpečnější na tom je, že olověné nabíječky-obvykle obsahují fázi „plovoucího nabíjení“. Olověné-kyselinové baterie vyžadují k udržení napětí trvalý malý proud, ale lithiové baterie toto neustálé namáhání nesnesou, což může vést k přebití a poškození článku.

2. Smrtící "Desulfation Mode"

Toto je nejnebezpečnější aspekt. Mnoho moderních olověných-nabíječek je vybaveno funkcí pulzní desulfatace, která vysílá vysokonapěťové -pulzy (někdy až 15–16 V nebo více), aby obnovily olověné-baterie.

• Tyto vysokonapěťové pulsy mohou okamžitě prorazit ochranný obvod BMS (Battery Management System) lithiové baterie, což způsobí vyhoření elektronických součástek a ponechá baterii bez jakýchkoli ochranných funkcí.

3. Riziko tepelného úniku (vážné bezpečnostní riziko)

Protože se olověná nabíječka po úplném nabití lithiové baterie zcela nevypne (protože čeká na přechod do fáze plovoucího nabíjení), zůstává baterie po dlouhou dobu pod vysokým napětím. To může způsobit tvorbu lithiového dendritu uvnitř baterie a ve vážných případech může způsobit tepelný únik, který může vést k požáru nebo dokonce explozi.

Shrnutí a doporučení:

• Vždy používejte vyhrazenou nabíječku:Lithiové baterie (jako je LiFePO₄ nebo ternární lithium) musí být nabíjeny nabíječkou speciálně navrženou pro chemii lithia.
• Ověřte jmenovité napětí:I když používáte lithiovou nabíječku, ujistěte se, že napětí nabíječky přesně odpovídá baterii (např. 12V, 24V, 36V nebo 48V).

tipy:Na některých platformách můžete stále vidět určité olověné-baterie označené jako „kompatibilní s lithiovými bateriemi." Toto tvrzení však není přesné.

Olověné-akumulátory a lithiové baterie se zásadně liší v nabíjecích algoritmech, napěťových rozsazích a strategiích ochrany. Přímé míchání je lze snadnovést k nesprávným parametrům nabíjení. Takové nesprávné použití je jedním z hlavních důvodů, proč mnoho lithiových baterií předčasně stárne nebo selhává!

CC/CV vs. více-fáze: Pochopení algoritmů účtování

CC/CV je speciálně navrženo pro lithiové baterie, zatímco více{0}}nabíjení je určeno pro olověné-kyselinové baterie.

Spojení těchto dvou je jako připojení počítače, který vyžaduje přesnou regulaci napětí, k nestabilnímu-zdroji vysokého napětí-, je to recept na katastrofu.

Algoritmus nabíjení lithiové baterie: CC/CV (konstantní proud / konstantní napětí)

Lithiové baterie jsou extrémně citlivé a vyžadují vysoce přesný proces nabíjení.

• Stupeň CC (konstantní proud):Když je stav nabití baterie nízký, nabíječka dodává pevný proud. Během této fáze napětí postupně stoupá-podobně jako při rychlém naplnění prázdného kbelíku vodou.
• Stupeň CV (konstantní napětí):Jakmile napětí baterie dosáhne své horní hranice (například 4,2 V na článek), nabíječka přestane zvyšovat napětí a místo toho udržuje konstantní napětí, zatímco nabíjecí proud pomalu klesá. Když proud klesne blízko nule, nabíjení se úplně zastaví.
• Klíčový bod:Po úplném nabití lithiové baterie je nutné ji odpojit od dalšího nabíjení; aplikace trvalého napětí není povolena.

Algoritmus nabíjení olověných-baterií: Vícestupňové nabíjení-

Olověné-baterie jsou relativně robustní, ale trpí samo-vybíjením, a proto je pro údržbu vyžadován složitější, vícestupňový{2}}proces nabíjení.

Fáze 1: Hromadné (vysoké-aktuální nabíjení)

Podobně jako ve fázi CC tato fáze nabíjí baterii na přibližně 80 % kapacity.

Fáze 2: Absorpce

Tato fáze, srovnatelná se stupněm CV, postupně doplňuje zbývající kapacitu.

Fáze 3: Float - Zdroj nebezpečí

Toto je klíčový rozdíl. Po úplném nabití olověného-baterie se nabíječka nevypne. Místo toho udržuje nižší napětí a nadále dodává energii. Toto je známé jako plovoucí nabíjení, které se používá ke kompenzaci přirozeného samo-vybíjení olověných-baterií.

Fáze 4: Vyrovnání (vyrovnání / desulfatace) - Osudné riziko

Některé nabíječky pravidelně aplikují vysokonapěťové impulsy, aby odstranily nahromaděný síran na deskách baterie.

Základní konflikt: Proč nejsou zaměnitelné

Proč režim desulfatace v olověných nabíječkách zabíjí lithiové baterie?

Jednoduše řečeno, "Režim desulfatace“ se nazývá „zabiják“ lithiových baterií, protože vysílá vysokonapěťové{0}}pulsy, které lithiové baterie prostě nemohou odolat.

1. Co je desulfatační režim? ("Lék" na olověné-kyselinové baterie)

Postupem času se u olověných{0}}baterií vytvoří na deskách tvrzené krystaly síranu olovnatého (sulfatace), což snižuje kapacitu baterie. K vyřešení tohoto problému je mnoho olověných nabíječek-vybaveno režimem desulfatace nebo opravy.

• Princip:Nabíječka vysílá vysoko{0}}frekvenční, vysoko{1}}napěťové pulsy (někdy s okamžitým nárůstem napětí na 16 V, 20 V nebo dokonce vyšší) ve snaze rozbít krystaly pomocí „elektrických vibrací“.

2. Proč je to pro lithiové baterie „jed“?

Struktura a chemie lithiových baterií je činí extrémně citlivými na napětí. Režim desulfatace může zničit lithiové baterie dvěma způsoby:

A. Okamžitá porucha systému BMS (Battery Management System)

Uvnitř každé lithiové baterie je ochranná deska (BMS). Elektronické součástky na BMS (jako jsou MOSFETy) mají aomezení jmenovitého napětí.

• Následek:Vysokonapěťové pulsy z režimu desulfatace olověné nabíječky dalece překračují toleranci BMS. Je to jako když je žárovka dimenzovaná na 220 V náhle vystavena 1000 V-BMS okamžitě shoří. Jakmile BMS selže, baterie ztratí ochranu proti přebití a zkratu-, čímž se promění v nebezpečné, nechráněné zařízení.

B. Nucené poškození chemické struktury buňky

Lithiové baterie mají velmi přísné limity nabíjení (např. jednotlivé články nesmí překročit 4,2V nebo 3,65V).

• Následek:I když BMS zázračně přežije, vysokonapěťové pulsy nutí ionty lithia, aby narážely na anodu abnormální rychlostí, což způsobuje tvorbulithiové dendrity (drobné kovové hroty). Tyto hroty mohou prorazit separátor mezi anodou a katodou, což vede k vnitřním zkratům,které mohou vyvolat samovznícení-nebo dokonce výbuch.

Mnoho uživatelů si myslí: "Chvíli jsem to nabíjel a baterie nevybuchla, takže by to mělo být v pořádku, ne?"

Pravda je taková: poškození je často nevratné a latentní.Režim desulfatace již mohl způsobit extrémní nestabilitu BMS nebo poškození vnitřních buněk. Ke katastrofě může dojít pouze během dalšího nabíjení nebo v případě, že baterie utrpí šok.

Nebezpečí „udržovacího nabíjení“ pro životnost lithiové baterie

Plovoucí nabíjeníje standardní operace pro olověné-nabíječky, ale u lithiových baterií působí jako chronický jed, který zásadně zkracuje životnost baterie.

Co je plovoucí nabíjení?

Olověné-baterie mají relativně vysokou míru samovybíjení-. Po úplném nabití baterie tedy olověná nabíječka-nepřeruší napájení. Místo toho zachovává amalý proud a konstantní napětíabyste zajistili, že baterie zůstane na100% plné nabití.

Proč lithiové baterie nepotřebují plovoucí nabíjení?

Lithiové baterie mají velmi stabilní chemii a extrémně nízkou míru samovybíjení-. Po úplném nabití nevyžadují k udržení své kapacity žádný další proud.

Lithiový princip: Po úplném nabití zastavte nabíjení (Cut-off).

Tři hlavní poškození plovoucího nabíjení lithiových baterií

A. Zrychlený rozklad elektrolytu (chemická degradace)

Lithiové baterie jsou nejzranitelnější, když jsou plně nabité (vysoké napětí). Udržovací nabíjení nutí baterii zůstat na maximálním vypínacím napětí po dlouhou dobu.

• Následek:Toto dlouhodobé vysokonapěťové prostředí způsobuje chemický rozklad vnitřního elektrolytu baterie, generování plynu a zvýšení vnitřního odporu.To je důvod, proč se u mnoha lithiových baterií nesprávně používaných s nesprávnou nabíječkou rozvine bobtnání ("nafouknutí").

B. Růst lithiových dendritů

Při neustálém namáhání plovoucím nabíjením se mohou ionty lithia hromadit na povrchu anody a vytvářet jehličky-jako kovové krystaly známé jako „lithiové dendrity."

• Následek:Tyto ostré krystaly mohou postupně prorazit vnitřní separátor baterie. Jakmile dojde k porušení separátoru, dojde k vnitřnímu zkratu, který spustí tepelný únik a potenciálně způsobí vybití baterievzplanout nebo vybuchnout.

C. Snížení životnosti cyklu

Životnost lithiové baterie je určena jejími cykly nabíjení. Udržovací nabíjení způsobuje, že baterie opakovaně cykluje mezi malými vybitími a mikro-nabitím.

• Následek:Přestože je každý jednotlivý náboj malý,tyto dlouhodobé-nepatrné výkyvy postupně vyčerpávají aktivní materiály v buňkáchcož vede k rychlé ztrátě kapacity. Baterie původně dimenzovaná na 5 let může zaznamenat výrazné snížení dojezdu během 1–2 let v důsledku prodlouženého udržovacího nabíjení.

Klíčové technické rozdíly mezi olověnými-kyselinovými a lithiovými nabíječkami baterií

Specifické důsledky smíchání různých nabíječek baterií

Pro bezpečnost vaší baterie okamžitě přejděte na vyhrazenou nabíječku LiFePO₄. [Kliknutím zobrazíte vyhrazenou sérii Copow]

Můžete nabíjet baterii lifepo4 pomocí nabíječky lithiových baterií?

Nedoporučuje se to dělat; je třeba se vyvarovat míchání nabíječek.

AčkoliLiFePO4 bateriea standardní lithiové baterie patří do rodiny lithiových baterií, jejich napěťové charakteristiky se výrazně liší.Použití nesprávné nabíječky může způsobit poškození baterie nebo zabránit jejímu úplnému nabití.

1. Nesprávné přerušení napětí (nejdůležitější důvod)

Toto je přímá příčina poškození baterie:

• Standardní lithiové baterie (ternární Li{0}}iontové):Plné{0}}nabíjecí napětí na článek je obvykle 4,2 V.
• LiFePO₄ baterie:Plné{0}}nabíjecí napětí na článek je obvykle 3,65 V.
• Následek:Pokud používáte standardní lithiovou nabíječku knabijte LiFePO₄ bateriinabíječka se pokusí zvýšit napětí až na 4,2 V, což způsobí vážné přebití. Zatímco LiFePO₄ je relativně bezpečný a není náchylný k vznícení,přebíjení může vést k nabobtnání, rychlé ztrátě kapacity a dokonce k úplnému selhání baterie.

2. Strukturální rozdíly u 12V bateriových sad

U běžných 12V bateriových sad jsou vnitřní konfigurace zcela odlišné:

• 12V LiFePO4:Obvykle se skládá ze 4 článků v sérii (4S) s plným-nabíjecím napětím 14,6V.
• 12V standardní lithium (Li-}ion):Obvykle se skládá ze 3 článků v sérii (3S) s plným-nabíjecím napětím 12,6V.

Nepříjemné situace při míchání nabíječek

• Použití 12,6V nabíječky na 14,6V baterii: Baterie se nikdy plně nenabije, typicky dosahuje pouze asi 20 %–30 % své kapacity.
• Použití 14,6V nabíječky na 12,6V baterii:Baterie bude silně přepětía pokud selže BMS (Battery Management System), hrozí velmi vysoké riziko požáru.

3. Zátěž na BMS (Battery Management System)

Přestože vysoce kvalitní{0}}baterie mají systém BMS, který dokáže násilně přerušit nabíjení při přepětí,BMS slouží jako bezpečnostní poslední linka a neměl by být používán jako denní regulátor nabíjení.

• Nutit nabíječku, aby „bojovala“ s vypínacím napětím BMS dlouhodobě, urychluje stárnutí součástí ochranné desky.
• Jakmile BMS selže a nabíječce chybí správné vypínací napětí, následky mohou být katastrofální.

související článek:

Vysvětlení doby odezvy BMS: Rychlejší není vždy lepší

Co je LiFePO4 Battery Management System?

Komplexní průvodce specifikací nabíjení LiFePO4 vs. olova-

Shrnutí: Jak vybrat správnou nabíječku baterií lifepo4?

Pro zajištění bezpečnostiNabíjení LiFePO4 baterií, výběr nabíječky není jen o tom, zda dokáže nabíjet baterii,-ale o tomzda jsou jeho specifikace přesné a kompatibilní.

1. Ujistěte se, že algoritmus nabíjení je CC/CV

LiFePO₄ baterievyžadují nabíjecí logiku konstantního proudu / konstantního napětí (CC/CV).

• Požadavek:Nabíječka musí být schopna úplně odpojit výstup, jakmile je dosaženo vypínacího napětí, nebo vstoupit do režimu velmi minimální údržby. Nikdy nesmí obsahovat vysokonapěťové „desulfatační“ pulsy nebo nepřetržité „plovoucí nabíjení“ jako olověná nabíječka-kyselin.

2. Ověřte přesné výstupní napětí

• 12V baterie (4S): Výstup nabíječky musí být 14,6V
• 24V baterie (8S): Výstup nabíječky musí být 29,2V
• 36V baterie (12S): Výstup nabíječky musí být 43,8V
• 48V baterie (16S): Výstup nabíječky musí být 58,4V

Poznámka:Dokonce i rozdíl 0,1 V z dlouhodobého hlediska může ovlivnitživotnost baterie lifepo4, takže napětí musí být přesně přizpůsobeno.

3. Zvolte vhodný nabíjecí proud (proud)

Rychlost nabíjení závisí na proudu.Doporučuje se řídit se směrnicí 0,2C až 0,5C.

• Výpočet:Pro baterii s kapacitou 100Ah je doporučený nabíjecí proud 20A (0,2C) až 50A (0,5C).
• Tip:Příliš vysoký proud může způsobit nadměrné zahřívání a zkrátit životnost baterie, zatímco příliš nízký proud bude mít za následek příliš dlouhé doby nabíjení.

💡 3 „úskalí{1}}jak se vyvarovat“ při nákupu nabíječky baterií Lifepo4

• Zkontrolujte štítek:Preferujte produkty jasně označené jako „LiFePO₄ Charger“ na krytu. Vyhněte se obecným štítkům „Lithium Charger“.
• Zkontrolujte zástrčku a polaritu:Ujistěte se, že konektor nabíječky (např. Andersonova zástrčka, letecký konektor, krokosvorka) odpovídá vaší baterii a nikdy nezaměňujte kladný a záporný pól.
• Zkontrolujte ventilátor a chlazení:Pro nabíječky s vysokým{0}}výkonem zvolte model v hliníkovém{1}}pouzdře s aktivním chladicím ventilátorem pro stabilnější a bezpečnější provoz.

Nejlepší volbou je vždy originální nabíječka dodávaná výrobcem baterie. Baterie Copow LiFePO₄ jsou dodávány s nabíječkami speciálně navrženými pro ně.