Wie lädt man die Lithium-Eisenphosphat-Batterie richtig auf?
Der vollständige Name des LiFePO4 lautet Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Da seine Leistung besonders für Stromanwendungen geeignet ist, wird dem Namen das Wort „Leistung“ hinzugefügt, d. h. Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Manche Leute nennen es eine „Lithium-Eisen-Power-Batterie“, und Sie alle verstehen die Fähigkeiten zum Laden von Lithium mit Eisenphosphat? Hier ist ein Blick auf die Ladetechniken für Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
1. Bevor wir das Problem lösen, müssen wir zunächst den Aufbau und das Funktionsprinzip der Lithium-Eisenphosphat-Batterie LiFePO4 verstehen. Der Pluspol der Batterie besteht aus Aluminiumfolie und dem Pluspol der Batterie. In der Mitte befindet sich die Polymermembran, die Plus- und Minuspol trennt, aber Lithiumionen passieren lässt, Elektronen jedoch nicht. Die rechte Seite besteht aus Kohlenstoff (Graphit) und dem Minuspol der Batterie, der aus Kupferfolie und dem Minuspol der Batterieverbindung besteht. Zwischen dem oberen und unteren Ende der Batterie befindet sich der Elektrolyt der Batterie, der in einem Metallgehäuse eingeschlossen ist. Beim Laden einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie wandern die Lithiumionen im Pluspol durch die Polymermembran zum Minuspol, und beim Entladen wandern die Lithiumionen im Minuspol durch die Membran zum Pluspol. Lithium-Ionen-Batterien sind nach den Lithiumionen benannt, die beim Laden und Entladen hin und her wandern.
2. Beim Laden der Batterie wandern Lithiumionen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes von der Oberfläche des Lithiumeisenphosphatkristalls zur Kristalloberfläche, in den Elektrolyten, durch die Membran und dann durch den Elektrolyten zur Oberfläche des Graphitkristalls und werden in das Graphitgitter eingebettet. Gleichzeitig fließen Elektronen durch den leitfähigen Körper zur positiven Elektrode der Aluminiumfolie, durch Polklemme, Batteriepolsäule, externen Stromkreis, Minuspolsäule, Minusklemme zum Minuspol der Kupferfolien-Sammelflüssigkeit und dann durch den leitfähigen Körper zum Minuspol des Graphits, sodass sich die Ladung des Minuspols ausgleicht. Nachdem die Lithiumionen aus dem Lithiumeisenphosphat herausgelöst wurden, wird Lithiumeisenphosphat in Eisenphosphat umgewandelt.
3. Wenn die Batterie entladen wird, gelangen Lithiumionen aus dem Graphitkristall durch die Einlage in den Elektrolyten, durch die Membran und dann durch Elektrolytwanderung an die Oberfläche des Lithiumeisenphosphatkristalls und tauchen dann wieder in das Lithiumphosphatgitter ein. Gleichzeitig fließt die Batterie durch den leitfähigen Körper zum Minuspol der Kupferfolien-Sammelelektrode, durch das Polarohr, die Minussäule der Batterie, den externen Stromkreis, die Pluspolsäule, das Plusohr zur positiven Aluminiumfolien-Sammelflüssigkeit der Batterie und dann durch den leitfähigen Körper zum Pluspol des Lithiumeisenphosphats, sodass die positive Ladung ausgeglichen wird.
Hinweis: Denken Sie erneut daran, dass bei der Verwendung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien darauf geachtet werden muss, dass sie wasser- und staubdicht sind, sodass der Lagerort nicht mit Wasser in Berührung kommen kann, da dies die Leistung und Lebensdauer der Batterie beeinträchtigen würde.
Die richtige Lademethode für Lithium-Eisenphosphat-Akkus.
Zum Laden von Lithium-Eisenphosphat-Akkus wird die CCCV-Lademethode empfohlen, d. h. konstanter Strom und konstanter Druck. Bei konstantem Strom werden 0,3 °C empfohlen. Bei konstanter Spannung wird eine Spannung von 3,65 V empfohlen. Das bedeutet, dass bei konstantem Strom ein Ladestrom von 0,3 °C verwendet wird. Wenn die Akkuspannung 3,65 V erreicht, wird bei konstanter Spannung von 3,65 V geladen. Der Ladevorgang wird beendet, wenn der Ladestrom unter 0,1 °C (oder 0,05 °C) fällt, d. h. der Akku ist vollständig geladen. Achten Sie beim Laden mit einem Gegengewichtsnetzteil auch auf den Ladestrom. Es wird empfohlen, nicht mit zu hoher Spannung zu laden. Passen Sie die Spannung an, um sicherzustellen, dass der Ladestrom unter 0,5 °C liegt, was gut für den Akku ist.
Im Allgemeinen beträgt die Ladeoberspannung für Lithiumphosphat-Akkus 3,7 bis 4 V, die Entladeunterspannung 2 bis 2,5 V. Umfassende Berücksichtigung von Entladekapazität, mittlerer Entladespannung, Ladezeit, Prozentsatz der konstanten Stromkapazität und Sicherheit dieser 5 Aspekte. Verwendung eines Ladeschemas mit konstantem Strom und konstanter Spannung. Für Lithium-Eisenphosphat-Akkupacks ist die Ladegrenzspannung auf 3,55 bis 3,70 V eingestellt, der empfohlene Wert beträgt 3,60 bis 3,65 V und die Entladeunterspannung beträgt 2,2 V bis 2,5 V.
Das Ladegerät für Lithiumphosphat-Akkus unterscheidet sich von dem für herkömmliche Lithium-Akkus. Die maximale Ladeschlussspannung für Lithium-Akkus beträgt 4,2 Volt, für Lithiumphosphat-Akkus hingegen 3,65 Volt. Das Laden von Lithium-Eisenphosphat-Akkus erfolgt über eine symmetrische Ladeleitung. In der Regel wird von beiden Enden direkt in Reihe geschaltet, wobei die Ladespannung höher ist als die Akkuspannung. Die Leitung erfasst die Spannung jedes einzelnen Kerns, was einem Regler in einem Side-by-Side-System entspricht. Die einzelne Ladespannung überschreitet den Sollwert nicht, während die anderen Akkus über den Bypass-Schalter des Reglers weiter geladen werden.
Da zu diesem Zeitpunkt die Leistung jeder Einheit nahezu voll ist und nur jeder Monolith ausgeglichen wird, ist der Ladestrom gering und ergänzt den Ausgleich der vollen Leistung jedes Kerns. Das Ladegerät kann nur dazu dienen, die Endspannung des gesamten Akkupacks zu schützen. Die ausgeglichene Ladeplatte soll sicherstellen, dass jede Einheit überladen und jede Einheit voll ist. Dies kann nicht dazu führen, dass der gesamte Lithium-Akkupack aufgrund einer vollen Ladezelle nicht mehr geladen wird.
Die Lademethode des Lithium-Eisenphosphat-Akkupacks.
(1) Konstantspannungsladeverfahren: Während des Ladevorgangs bleibt die Ausgangsspannung des Ladenetzteils konstant. Ändert sich der Ladezustand des Lithium-Eisenphosphat-Akkus, passt sich der Ladestrom automatisch an. Bei einem geeigneten Konstantspannungswert ist nicht nur eine vollständige Ladung des Akkus gewährleistet, sondern auch Entgasung und Wasserverlust werden minimiert. Dieses Ladeverfahren berücksichtigt nur die Änderung der einzelnen Batteriespannung und spiegelt den Gesamtladezustand des Akkus nicht effektiv wider. Der anfängliche Ladestrom ist zu hoch, was häufig zu Schäden am Akku führt. Aufgrund dieses Nachteils wird das Konstantspannungsladen selten eingesetzt.
(2) Konstantstromladeverfahren: Der Ladestrom wird durch Anpassen der Ausgangsspannung während des Ladevorgangs konstant gehalten. Bei unverändertem Ladestrom ist die Laderate relativ niedrig. Das Konstantstromladeverfahren ist einfach, aber da die zulässige Stromkapazität des Lithium-Akkupacks mit dem Ladevorgang allmählich abnimmt, verringert sich im späteren Ladevorgang die Akkukapazität und die Ladestromnutzungsrate wird stark reduziert. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die einfache, bequeme und leicht zu implementierende Bedienung sowie die einfache Berechnung der Ladeleistung.
(3) Konstantstrom-Konstantspannungs-Ladeverfahren: Dieses Ladeverfahren ist eine einfache Kombination der beiden oben genannten Verfahren. In der ersten Stufe wird das Konstantstrom-Ladeverfahren verwendet, wodurch der Ladestrom zu Beginn des Konstantspannungsladens vermieden wird. In der zweiten Stufe wird das Konstantspannungs-Ladeverfahren verwendet, wodurch das Phänomen der Überladung beim Konstantstromladen vermieden wird. Lithium-Eisenphosphat-Akkus sollten wie alle anderen versiegelten Akkus beim Laden kontrolliert und nicht überladen werden, da sie sonst leicht beschädigt werden können. Lithium-Eisenphosphat-Akkus verwenden in der Regel das Ladeverfahren mit zunächst konstantem Strom und dann mit Druckbegrenzung.
(4) Chopper-Lademethode: Zum Laden wird die Chopper-Methode verwendet. Bei dieser Methode ändert sich der Strom der Konstantstromquelle nicht, und die Schaltröhre wird so gesteuert, dass sie für einen bestimmten Zeitraum eingeschaltet und dann für einen bestimmten Zeitraum ausgeschaltet wird. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass beim Laden der Batterie über einen externen Stromkreis die Ionenerzeugung in der Batterie eine gewisse Reaktionszeit benötigt. Bei kontinuierlicher Ladung kann dies zu einer Verringerung ihrer Kapazität führen. Nach einer Ladezeit wird eine Abschaltzeit hinzugefügt, um den polaren Ionen der Batterie einen Diffusionsprozess zu ermöglichen, sodass die Batterie eine „Verdauungszeit“ hat. Dies erhöht die Batterieauslastung erheblich und verbessert den Ladeeffekt.
