Cómo cargar baterías de fosfato de hierro y litio?
Cómo descargar baterías de fosfato de hierro y litio.?
Lea este artículo para ayudarle a comprender estos conocimientos profesionales..
Principio de construcción y funcionamiento del fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Batería
Estructura de la batería LiFePO4
Fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Las baterías constan de los siguientes componentes.:
Electrodo positivo, electrodo negativo, electrólito, separador, cables de electrodos positivos y negativos, terminal central, válvula de seguridad, anillo de sellado, y vivienda, etc..
En baterías de fosfato de hierro y litio., El material del electrodo positivo suele ser fosfato de hierro y litio., Mientras que el material del electrodo negativo es principalmente material de carbono..
En el lado izquierdo de la batería se encuentra LiFePO4 con estructura de olivino., que sirve como material del electrodo positivo y está conectado al electrodo positivo de la batería a través de papel de aluminio.
La parte media de la batería es un separador de polímero., que separa los electrodos positivo y negativo, permitiendo el paso de iones de litio Li+ pero impidiendo el paso de electrones e-.
En el lado derecho de la batería está el electrodo negativo., compuesto principalmente de material de carbono (como el grafito), y conectado al electrodo negativo de la batería a través de una lámina de cobre.
Las características estructurales del material del electrodo positivo de las baterías LFP determinan su menor conductividad., pero al mismo tiempo dotar al material de buena estabilidad y rendimiento de seguridad..
Principio de la batería LiFePO4
Durante el proceso de carga de las baterías LFP, Los iones de litio se desprenden de la superficie del cristal del electrodo positivo de fosfato de hierro y litio..
Después, impulsado por la fuerza del campo eléctrico, pasa a través del electrolito y el separador, y finalmente se incrusta en la red del electrodo negativo de grafito..
Al mismo tiempo, Los electrones fluyen desde el colector de corriente de lámina de cobre negativo al colector de corriente de lámina de aluminio positivo a través de un circuito externo., pasando por la oreja del electrodo y el polo de la batería.
Se utiliza para reponer la carga perdida del electrodo negativo y restaurar el material del electrodo positivo de fosfato de hierro y litio a su estado de fosfato de hierro..
Durante la descarga de las baterías LFP, Los iones de litio se liberan del electrodo negativo de grafito., Pasar por el electrolito y el separador., y migrar a la superficie del cristal del electrodo positivo de fosfato de hierro y litio..
La corriente fluye a través de un circuito externo desde el colector de corriente de lámina de aluminio en el electrodo positivo hasta el colector de corriente de lámina de cobre en el electrodo negativo., para equilibrar la carga acumulada en el electrodo positivo.
Cómo cargar la batería lifepo4?
Se recomienda utilizar corriente constante voltaje constante (CCCV) modo de carga para fosfato de hierro y litio (LFP) paquetes de baterías.
Primero, realizar carga de corriente constante, y luego cambiar a carga de voltaje constante.
Se recomienda una carga de corriente constante en una proporción de 0,3C, mientras que se recomienda configurar la carga de voltaje constante en 3,65 V.
¿Cuáles son las diferencias en los métodos de carga entre las baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías de iones de litio convencionales??
Ambos tipos de baterías utilizan corriente constante y voltaje constante. (CCCV) método de carga, pero sus puntos de corte para carga de voltaje constante son diferentes.
El voltaje nominal de las baterías de fosfato de hierro y litio es de 3,2 V., mientras que el voltaje de corte de carga se establece en 3,6 V.
A diferencia de, El voltaje nominal de una batería de iones de litio normal es de 3,6 V., Y el voltaje de corte de carga es de 4,2 V..
Método de carga de baterías de fosfato de hierro y litio
Cargando con energía solar
Carga de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Las baterías a través de la energía solar son una forma sostenible y respetuosa con el medio ambiente de utilizar la energía..
Cargar las baterías Lifepo4 con energía solar también puede gestionar de manera eficiente la energía recolectada por los paneles solares..
Controle el proceso de carga para garantizar una transferencia de energía óptima a la batería de fosfato de hierro y litio.
Esta aplicación es muy adecuada para zonas sin conexión a red., regiones remotas, y aquellos que buscan soluciones energéticas respetuosas con el medio ambiente.
Carga de baterías de fosfato de hierro y litio con un generador
No es recomendable utilizar un generador directamente al cargar baterías de fosfato de hierro y litio..
Porque la electricidad generada por los generadores suele ser corriente alterna o corriente continua pulsante., y las baterías de fosfato de hierro y litio requieren corriente continua estable para cargarse.
Se puede convertir y utilizar a través de dispositivos como inversores..
Carga con fuente de alimentación de CA
Uso de energía CA para cargar fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Las baterías son un método conveniente y confiable..
Para mejorar la efectividad del uso de la batería charge lifepo4 con fuente de alimentación, Se recomienda utilizar inversores con funcionalidad híbrida..
Este tipo de inversor integra la función de control de carga solar y está equipado con un módulo de carga de CA., que puede cargar la batería a través de un generador o red.
Este método es adecuado para sistemas de energía de respaldo de emergencia y conectados a la red., proporcionando diversas opciones de carga.
Algoritmo de carga LiFePO4
Fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Las baterías se cargan utilizando voltaje constante de corriente constante. (CCCV) tecnología de carga.
El proceso de carga se divide en dos etapas principales.: etapa de carga de corriente constante (también conocida como etapa de carga de alta corriente) y etapa de carga de voltaje constante (también conocida como etapa de carga de absorción).
Esto es similar al proceso de carga de las baterías de plomo-ácido., siendo la principal diferencia sus respectivos parámetros de ajuste de voltaje.
Durante la etapa de carga de corriente constante, el cargador de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) Las baterías se cargan a una corriente preestablecida y aumentan gradualmente el voltaje hasta el voltaje de carga preestablecido..
Los usuarios pueden configurar los valores de corriente y voltaje de carga..
Después de ingresar a la etapa de carga de voltaje constante, el cargador mantendrá un voltaje objetivo constante.
La corriente de carga disminuirá gradualmente a medida que la batería se acerque a la carga completa..
El objetivo de esta etapa es alcanzar y mantener el nivel de voltaje preestablecido..
A diferencia de las baterías de plomo-ácido, que tienen tres etapas de carga y deben cargarse completamente todos los días para evitar la sulfatación.
Las baterías de fosfato de hierro y litio no requieren carga lenta ni mantenimiento de carga flotante debido a su baja tasa de autodescarga..
En uso práctico, la gente pregunta a menudo: ¿Hacer fosfato de hierro y litio? (LiFePO4) las baterías necesitan carga flotante?
La respuesta es no.
Esta pregunta a menudo se debe al hecho de que muchos controladores de carga ofrecen múltiples opciones de configuración para diferentes tipos de características químicas de la batería..
Por ejemplo, Las baterías de plomo-ácido requieren carga flotante..
Por lo tanto, También es común que los controladores incluyan parámetros de carga flotante ajustables..
Si la función de "carga flotante" del cargador de batería lifepo4 no se puede desactivar, el voltaje de carga del flotador debe establecerse más bajo.
Este ajuste ayuda a evitar que la batería se cargue demasiado y evita reducir la vida útil de la batería..
Cómo descargar baterías LiFePO4?
Los siguientes son los pasos correctos para descargar fosfato de hierro y litio. (LiFePO4, abreviado como LFP) baterias:
Determinar el límite de seguridad de descarga.:
Las baterías LiFePO4 tienen un límite superior recomendado para la tasa de descarga, generalmente dentro del rango de 1C a 3C.
No exceda esta tasa de descarga para evitar dañar la batería..
1C significa que la batería se puede descargar en una hora, mientras que 3C significa que la batería se puede descargar en 20 minutos.
conectar carga:
Conecte la batería LFP al dispositivo o carga que desea descargar.
Garantiza una conexión estable y una polaridad correcta. (polo positivo conectado al polo positivo, polo negativo conectado al polo negativo).
Monitoreo del nivel de voltaje:
Durante el proceso de alta, Utilice un voltímetro para controlar continuamente los cambios de voltaje de la batería..
El voltaje de descarga de las baterías de fosfato de hierro y litio no debe ser inferior a 2,5 V por celda para evitar daños por descarga excesiva a la batería..
Descarga a una velocidad adecuada:
Descargue según la tasa de descarga recomendada (1C a 3C) y no exceda este rango.
Si la batería se calienta durante el proceso de descarga, la tasa de descarga debe reducirse.
Terminación oportuna del alta:
Cuando el voltaje de la batería cae al voltaje mínimo recomendado de 2,5 V por celda, la descarga debe detenerse inmediatamente.
Si el voltaje de la batería es inferior a 2,5 V por celda, Puede causar daños irreversibles a las baterías de fosfato de hierro y litio..
Almacene adecuadamente las baterías:
Después del alta, La batería de fosfato de hierro y litio debe almacenarse en un ambiente fresco y seco..
Evite almacenar la batería durante mucho tiempo en un estado completamente cargado o completamente vacío.. La capacidad de almacenamiento óptima es aproximadamente 50%.
Cómo prolongar la vida útil del fosfato de hierro y litio (LiFePO4) baterias?
Para baterías de fosfato de hierro y litio, debido a su desempeño único, existen altos requisitos para la consistencia de las células individuales.
Si alguna batería del grupo difiere de otras baterías, puede afectar seriamente el rendimiento de toda la batería.
El ciclo de vida de las baterías de fosfato de hierro y litio está influenciado por varios factores, como la calidad., presupuesto, frecuencia de uso, y métodos de carga y descarga de la propia batería.
Por lo tanto, cuando se utilizan baterías de fosfato de hierro y litio, Se debe prestar atención a los métodos de operación y mantenimiento correctos..
Reduce pérdidas innecesarias y prolonga la vida útil de la batería..
Evite la sobrecarga y la sobredescarga de las baterías.
Las baterías de iones de litio son muy sensibles a la sobrecarga y descarga excesiva., por lo que es aconsejable evitar cargar la batería a 100% o descargándolo abajo 20%.
Se recomienda comenzar a cargar cuando el nivel de la batería baje a aproximadamente 30%, e intente mantener el nivel de la batería dentro del rango de 40-80%.
Esto ayuda a extender el ciclo de vida de la batería..
Controlar razonablemente el tiempo de carga
No es recomendable cargar durante mucho tiempo. Se recomienda utilizar el cargador de batería original lifepo4 o un cargador de marca que cumpla con las especificaciones..
Una vez que la batería esté completamente cargada, la energía debe ser desconectada inmediatamente.
Mantener la limpieza de la batería
Limpie periódicamente la superficie de la batería para eliminar el polvo y la suciedad..
Evita que entren impurezas al interior de la batería y afecten su vida útil.
Evite el impacto de temperaturas extremas en las baterías
Las temperaturas extremas son perjudiciales para las baterías de iones de litio, ya que ser demasiado alto o demasiado bajo puede reducir la duración de la batería.
Intente mantener la temperatura de la batería dentro del rango ideal de 5 a 35 grados centígrados.
Evite apretar la batería con objetos pesados.
Debido a la fina capa de las baterías de fosfato de hierro y litio, es necesario evitar que las baterías sean aplastadas o aplastadas por objetos pesados.
Evite causar deformación de la batería o cortocircuitos internos..
Mantenimiento regular de baterías.
Mantenga regularmente la batería., incluida la comprobación del estado de fijación de las conexiones de la batería, limpieza de los terminales de la batería, e inspeccionar las líneas de conexión.
Estas medidas de mantenimiento ayudan a mantener el rendimiento de la batería y extender su vida útil..
Utilice un cargador adecuado
Utilice un cargador diseñado específicamente para baterías de fosfato de hierro y litio..
La falta de coincidencia entre la corriente y el voltaje del cargador y la batería puede dañar la batería y reducir su vida útil..
Por lo tanto, Es esencial utilizar un cargador de batería Lifepo legítimo y dedicado..
No mezcle diferentes marcas o modelos de cargador lifepo4.
¿Cuál es la corriente de carga de lifepo4??
Corriente de carga estándar:
La corriente de carga estándar o recomendada para baterías de fosfato de hierro y litio generalmente está entre 0,2C y 1C..
Por ejemplo, para una batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah de capacidad, el rango de corriente de carga estándar puede ser 20A (0.2C) a 100A (1C).
Corriente de carga rápida:
En comparación con otras baterías de iones de litio, Las baterías de fosfato de hierro y litio pueden soportar corrientes de carga más altas..
La corriente de carga rápida de las baterías de fosfato de hierro y litio generalmente está entre 1C y 3C..
Por lo tanto, la misma batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah se puede cargar rápidamente con corrientes que van desde 100 A (1C) a 300a (3C).
Carga equilibrada:
Durante el proceso de carga del fosfato de hierro y litio. (LiFePO4) baterias, Se requiere una carga equilibrada para garantizar una carga uniforme de cada batería del paquete de baterías..
La corriente para carga equilibrada generalmente está entre 0,1C y 0,2C..
Para una batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah de capacidad, la corriente de carga equilibrada debe establecerse entre 10A (0.1C) y 20A (0.2C).
Carga lenta:
Después de que la batería de fosfato de hierro y litio esté completamente cargada, Se puede utilizar una corriente de carga lenta de 0,01 C a 0,05 C para mantener el estado de carga completa de la batería..
Para una batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah de capacidad, La corriente de carga lenta debe controlarse entre 1A (0.01C) y 5A (0.05C).
Método de carga para fosfato de hierro y litio. (LiFePO4) paquete de batería
Método de carga de voltaje constante
Durante la carga de voltaje constante, El cargador de batería lifepo mantiene un voltaje de salida fijo..
A medida que cambia el estado de carga de la batería de fosfato de hierro y litio, la corriente de carga se ajustará automáticamente.
Si el voltaje constante establecido es apropiado, Este método de carga puede garantizar que la batería esté completamente cargada y al mismo tiempo minimizar la producción de gas y la pérdida de agua en la mayor medida posible..
Sin embargo, debido a que este método de carga solo se basa en cambios en el voltaje de la batería, no puede reflejar completamente el estado de carga de la batería.
Si la corriente de carga inicial es demasiado alta, puede causar daños a la batería.
Por lo tanto, El método de carga de voltaje constante rara vez se utiliza en aplicaciones prácticas..
Método de carga de corriente constante
Durante el proceso de carga, Se mantiene una corriente de carga constante ajustando el voltaje de salida..
Bajo este método de carga, la velocidad de carga es relativamente suave y el método de control es relativamente simple.
Sin embargo, debido a la disminución gradual de la corriente que las baterías de litio pueden aceptar durante el proceso de carga, La capacidad de la batería para aceptar corriente de carga disminuye en las últimas etapas de la carga., lo que lleva a una disminución significativa en la eficiencia de carga.
La ventaja de este método es que es sencillo de utilizar., fácil de implementar, y conveniente para calcular el monto de carga.
Método de carga de voltaje constante de corriente constante:
Esta tecnología de carga combina dos modos de carga básicos..
La primera etapa utiliza carga de corriente constante para evitar una corriente excesiva durante la etapa de carga inicial., como puede ocurrir durante la etapa inicial de carga de voltaje constante.
La segunda etapa es cambiar a carga de voltaje constante para evitar problemas de sobrecarga que puedan surgir de la carga de corriente constante..
Paquetes de baterías de fosfato de hierro y litio, como otros tipos de baterías recargables selladas, Requiere un control estricto durante la carga para evitar la sobrecarga..
Porque esto puede dañar la batería..
Las baterías LFP suelen adoptar una estrategia de carga de corriente constante seguida de voltaje constante..
Carga cortada/modulación de ancho de pulso (PWM) método de carga:
En esta tecnología de carga, La corriente se controla mediante modulación de ancho de pulso..
La corriente proporcionada por la fuente de corriente constante permanece constante., formar un ciclo periódico controlando el tiempo de encendido y apagado del transistor de conmutación.
La ventaja de este método es que, considerando el tiempo requerido para la generación de iones y la reacción dentro de la batería, la carga continua puede limitar la capacidad máxima de la batería.
Después de un período de carga, establecer un escenario para apagar la carga, permitiendo que los iones generados dentro de la batería tengan tiempo de difundirse, lo que equivale a darle a la batería un periodo de “reposo” y “absorción”.
Este enfoque puede mejorar significativamente la eficiencia de carga de los paquetes de baterías de fosfato de hierro y litio..
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la mejor práctica para cargar fosfato de hierro y litio? (LiFePO4) baterias?
La mejor manera de cargar baterías de fosfato de hierro y litio es utilizar un cargador de baterías lfp especialmente diseñado..
Este cargador puede proporcionar un voltaje y un algoritmo de carga adecuados, Garantizar una carga de batería eficiente y segura..
¿Se puede utilizar energía solar para cargar fosfato de hierro y litio? (LiFePO4) baterias?
Los paneles solares no pueden cargar directamente baterías de fosfato de hierro y litio.
La razón es que las fluctuaciones de voltaje generadas por los paneles solares son grandes y no son aptas para la carga directa..
Para cargar baterías de fosfato de hierro y litio., es necesario utilizar un circuito regulador de tensión y un circuito adaptado de gestión de carga de baterías de fosfato de hierro y litio.
¿Es necesario utilizar un cargador diseñado específicamente para fosfato de hierro y litio? (LiFePO4) baterias?
Sí, es.
Elegir un cargador diseñado específicamente para baterías de fosfato de hierro y litio es fundamental.
El algoritmo de carga requerido para cargar lifepo4 es diferente al de otros tipos de baterías.
El uso de un cargador de batería lifepo4 con voltaje y configuración de carga adecuados puede garantizar un proceso de carga seguro y eficiente.
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