Comment charger des batteries au lithium fer phosphate?
Comment décharger les batteries au lithium fer phosphate?
Lisez cet article pour vous aider à comprendre ces connaissances professionnelles.
Construction et principe de fonctionnement du phosphate de fer lithium (LiFePO4) Batterie
Structure de la batterie LiFePO4
Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) les batteries sont constituées des composants suivants:
Électrode positive, électrode négative, électrolyte, séparateur, fils d'électrodes positives et négatives, terminal central, soupape de sécurité, anneau de scellage, et le logement, etc..
Dans les batteries lithium fer phosphate, le matériau de l'électrode positive est généralement du phosphate de fer et de lithium, tandis que le matériau de l'électrode négative est principalement un matériau en carbone.
Sur le côté gauche de la batterie se trouve du LiFePO4 avec une structure olivine, qui sert de matériau d'électrode positive et est connecté à l'électrode positive de la batterie via une feuille d'aluminium.
La partie centrale de la batterie est un séparateur polymère, qui sépare les électrodes positives et négatives, laissant passer les ions lithium Li+ mais empêchant le passage des électrons e-.
Sur le côté droit de la batterie se trouve l'électrode négative, principalement composé de matériau en carbone (comme le graphite), et connecté à l'électrode négative de la batterie via une feuille de cuivre.
Les caractéristiques structurelles du matériau de l'électrode positive des batteries LFP déterminent leur plus faible conductivité, mais en même temps doter le matériau d'une bonne stabilité et de bonnes performances de sécurité.
Principe de la batterie LiFePO4
Pendant le processus de charge des batteries LFP, Les ions lithium se détachent de la surface du cristal d'électrode positive de phosphate de fer lithium.
Ensuite, entraîné par la force du champ électrique, il traverse l'électrolyte et le séparateur, et finalement s'intègre dans le réseau d'électrodes négatives en graphite.
En même temps, les électrons circulent du collecteur de courant négatif en feuille de cuivre au collecteur de courant positif en feuille d'aluminium via un circuit externe, passant par l'oreille de l'électrode et le pôle de la batterie.
Utilisé pour reconstituer la charge perdue de l'électrode négative et restaurer le matériau de l'électrode positive au lithium fer phosphate à son état de phosphate de fer.
Pendant la décharge des batteries LFP, les ions lithium sont libérés de l'électrode négative en graphite, passer à travers l'électrolyte et le séparateur, et migrent vers la surface du cristal d'électrode positive au lithium fer phosphate.
Le courant circule à travers un circuit externe depuis le collecteur de courant en feuille d'aluminium au niveau de l'électrode positive jusqu'au collecteur de courant en feuille de cuivre au niveau de l'électrode négative., afin d'équilibrer la charge accumulée à l'électrode positive.
Comment charger la batterie lifepo4?
Il est recommandé d'utiliser courant constant tension constante (Cccv) mode de charge pour le phosphate de fer lithium (LFP) blocs-piles.
D'abord, effectuer une charge à courant constant, puis passez à la charge à tension constante.
Une charge à courant constant est recommandée à un rapport de 0,3C, tandis qu'il est recommandé de régler la charge à tension constante à 3,65 V.
Quelles sont les différences dans les méthodes de charge entre les batteries au lithium fer phosphate et les batteries lithium-ion conventionnelles?
Les deux types de batteries utilisent le courant constant et la tension constante (Cccv) méthode de charge, mais leurs points de coupure pour la charge à tension constante sont différents.
La tension nominale des batteries au lithium fer phosphate est de 3,2 V., tandis que la tension de coupure de charge est réglée sur 3,6 V.
En revanche, la tension nominale d'une batterie lithium-ion ordinaire est de 3,6 V, et la tension de coupure de charge est de 4,2 V.
Méthode de chargement des batteries au lithium fer phosphate
Recharger avec l'énergie solaire
Chargement du phosphate de fer au lithium (LiFePO4) les batteries grâce à l'énergie solaire sont un moyen écologique et durable d'utilisation de l'énergie.
Charger les batteries Lifepo4 avec l'énergie solaire peut également gérer efficacement l'énergie collectée par les panneaux solaires.
Contrôlez le processus de charge pour assurer un transfert d'énergie optimal vers la batterie au lithium fer phosphate.
Cette application est parfaitement adaptée aux zones sans connexion au réseau, régions éloignées, et ceux qui recherchent des solutions énergétiques respectueuses de l'environnement.
Charger des batteries au lithium fer phosphate avec un générateur
Il n'est pas conseillé d'utiliser directement un générateur lors du chargement de batteries au lithium fer phosphate..
Parce que l'électricité produite par les générateurs est généralement du courant alternatif ou du courant continu pulsé., et les batteries au lithium fer phosphate nécessitent un courant continu stable pour la charge.
Il peut être converti et utilisé via des appareils tels que des onduleurs.
Chargement avec alimentation CA
Utilisation du courant alternatif pour charger le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) les piles sont une méthode pratique et fiable.
Pour améliorer l'efficacité de l'utilisation de la batterie charge lifepo4 avec alimentation, il est recommandé d'utiliser des onduleurs avec fonctionnalité hybride.
Ce type d'onduleur intègre une fonction de contrôle de charge solaire et est équipé d'un module de charge AC, qui peut charger la batterie via un générateur ou un réseau.
Cette méthode convient aux systèmes d'alimentation électrique de secours connectés au réseau et de secours., offrant diverses options de recharge.
Algorithme de charge LiFePO4
Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) les batteries sont chargées en utilisant une tension constante à courant constant (Cccv) technologie de charge.
Le processus de chargement est divisé en deux étapes principales: étape de charge à courant constant (également connu sous le nom d'étape de charge à courant élevé) et étage de charge à tension constante (également connu sous le nom d'étape de charge par absorption).
Ceci est similaire au processus de charge des batteries au plomb., la principale différence étant leurs paramètres de réglage de tension respectifs.
Pendant la phase de charge à courant constant, le chargeur de lithium fer phosphate (LiFePO4) les batteries se chargent à un courant prédéfini et augmentent progressivement la tension jusqu'à la tension de charge prédéfinie.
Les utilisateurs peuvent définir les valeurs de courant et de tension de charge.
Après être entré dans la phase de charge à tension constante, le chargeur maintiendra une tension cible constante.
Le courant de charge diminuera progressivement à mesure que la batterie approche de sa pleine charge.
Le but de cette étape est d'atteindre et de maintenir le niveau de tension prédéfini.
Contrairement aux batteries au plomb, qui comportent trois étapes de charge et doivent être complètement chargés chaque jour pour éviter la sulfatation.
Les batteries au lithium fer phosphate ne nécessitent pas de charge d'entretien ni d'entretien de charge flottante en raison de leur faible taux d'autodécharge..
En utilisation pratique, les gens demandent souvent: Faire du phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) les batteries ont besoin d'une charge flottante?
La réponse est non.
Cette question est souvent due au fait que de nombreux contrôleurs de charge offrent plusieurs options de réglage pour différents types de caractéristiques chimiques de la batterie..
Par exemple, les batteries au plomb nécessitent une charge flottante.
Donc, il est également courant que les contrôleurs incluent des paramètres de charge flottants réglables.
Si la fonction « charge flottante » du chargeur de batterie lifepo4 ne peut pas être désactivée, la tension de charge flottante doit être réglée plus bas.
Cet ajustement permet d’éviter une charge trop élevée de la batterie et d’éviter de réduire la durée de vie de la batterie..
Comment décharger les batteries LiFePO4?
Voici les étapes correctes pour décharger le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4, abrégé en LFP) batteries:
Déterminer la limite de sécurité de décharge:
Les batteries LiFePO4 ont une limite supérieure recommandée pour le taux de décharge, généralement dans la plage de 1C à 3C.
Ne dépassez pas ce taux de décharge pour éviter d'endommager la batterie.
1C signifie que la batterie peut être déchargée en une heure, tandis que 3C signifie que la batterie peut être déchargée en 20 minutes.
Connecter la charge:
Connectez la batterie LFP à l'appareil ou à la charge que vous souhaitez décharger.
Assurer une connexion stable et une correspondance de polarité correcte (pôle positif connecté au pôle positif, pôle négatif connecté au pôle négatif).
Surveillance du niveau de tension:
Pendant le processus de décharge, utilisez un voltmètre pour surveiller en permanence les changements de tension de la batterie.
La tension de décharge des batteries au lithium fer phosphate ne doit pas être inférieure à 2,5 V par cellule pour éviter d'endommager la batterie par une décharge excessive..
Décharge à un rythme approprié:
Décharge selon le débit de décharge recommandé (1C à 3C) et ne dépassez pas cette plage.
Si la batterie chauffe pendant le processus de décharge, le taux de décharge devrait être réduit.
Fin opportune de la libération:
Lorsque la tension de la batterie chute à la tension minimale recommandée de 2,5 V par cellule, la décharge doit être arrêtée immédiatement.
Si la tension de la batterie est inférieure à 2,5 V par cellule, cela peut causer des dommages irréversibles aux batteries au lithium fer phosphate.
Ranger correctement les piles:
Après la sortie, la batterie au lithium fer phosphate doit être stockée dans un environnement frais et sec.
Évitez de stocker la batterie pendant une longue période dans un état complètement chargé ou complètement vide. La capacité de stockage optimale est d'environ 50%.
Comment prolonger la durée de vie du phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) batteries?
Pour les batteries au lithium fer phosphate, en raison de leurs performances uniques, il existe des exigences élevées en matière de cohérence des cellules individuelles.
Si une batterie du groupe diffère des autres batteries, cela peut sérieusement affecter les performances de l'ensemble de la batterie.
La durée de vie des batteries au lithium fer phosphate est influencée par divers facteurs tels que la qualité, caractéristiques, fréquence d'utilisation, et les méthodes de charge et de décharge de la batterie elle-même.
Donc, lors de l'utilisation de batteries au lithium fer phosphate, il convient de prêter attention aux méthodes d'exploitation et à l'entretien corrects.
Réduisez les pertes inutiles et prolongez la durée de vie de la batterie.
Empêcher la surcharge et la décharge excessive des batteries
Les batteries lithium-ion sont très sensibles à la surcharge et à la décharge excessive, il est donc conseillé d'éviter de charger la batterie pour 100% ou le décharger ci-dessous 20%.
Il est recommandé de commencer à charger lorsque le niveau de la batterie chute à environ 30%, et essayez de maintenir le niveau de la batterie dans la plage de 40-80%.
Cela contribue à prolonger la durée de vie de la batterie.
Contrôler raisonnablement le temps de charge
Il n'est pas conseillé de charger longtemps. Il est recommandé d'utiliser le chargeur de batterie d'origine lifepo4 ou un chargeur de marque répondant aux spécifications.
Une fois la batterie complètement chargée, l'alimentation doit être coupée immédiatement.
Maintenir la propreté de la batterie
Nettoyez régulièrement la surface de la batterie pour éliminer la poussière et la saleté.
Empêche les impuretés de pénétrer à l'intérieur de la batterie et d'affecter sa durée de vie.
Évitez l'impact des températures extrêmes sur les batteries
Les températures extrêmes sont nocives pour les batteries lithium-ion, car un niveau trop élevé ou trop bas peut réduire la durée de vie de la batterie.
Essayez de maintenir la température de la batterie dans la plage idéale de 5 à 35 degrés Celsius.
Évitez de presser la batterie avec des objets lourds
En raison de la fine coque des batteries au lithium fer phosphate, il est nécessaire d'éviter que les batteries ne soient écrasées ou écrasées par des objets lourds.
Évitez de provoquer une déformation de la batterie ou des courts-circuits internes.
Entretien régulier des batteries
Entretenir régulièrement la batterie, y compris la vérification de l'état de fixation des connexions de la batterie, nettoyer les bornes de la batterie, et inspecter les lignes de connexion.
Ces mesures de maintenance permettent de maintenir les performances de la batterie et de prolonger sa durée de vie.
Utilisez un chargeur adapté
Utilisez un chargeur spécialement conçu pour les batteries au lithium fer phosphate.
L'inadéquation entre le courant et la tension du chargeur et de la batterie peut endommager la batterie et réduire sa durée de vie.
Donc, il est essentiel d'utiliser un chargeur de batterie lifepo légitime et dédié.
Ne mélangez pas différentes marques ou modèles de chargeur lifepo4.
Quel est le courant de charge de LifePO4?
Courant de charge standard:
Le courant de charge standard ou recommandé pour les batteries au lithium fer phosphate est généralement compris entre 0,2C et 1C..
Par exemple, pour une batterie lithium fer phosphate d'une capacité de 100 Ah, la plage de courant de charge standard peut être de 20 A (0.2C) à 100A (1C).
Courant de charge rapide:
Par rapport à d'autres batteries lithium-ion, les batteries au lithium fer phosphate peuvent résister à des courants de charge plus élevés.
Le courant de charge rapide des batteries lithium fer phosphate est généralement compris entre 1C et 3C.
Donc, la même batterie au lithium fer phosphate de 100 Ah peut être chargée rapidement avec des courants allant de 100 A (1C) à 300a (3C).
Charge équilibrée:
Pendant le processus de charge du phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) batteries, une charge équilibrée est nécessaire pour assurer une charge uniforme de chaque batterie dans le bloc-batterie.
Le courant pour une charge équilibrée est généralement compris entre 0,1C et 0,2C.
Pour une batterie lithium fer phosphate d’une capacité de 100 Ah, le courant de charge équilibré doit être réglé entre 10A (0.1C) et 20A (0.2C).
Chargement d'entretien:
Une fois la batterie au lithium fer phosphate complètement chargée, un courant de charge d'entretien de 0,01C à 0,05C peut être utilisé pour maintenir l'état complètement chargé de la batterie.
Pour une batterie lithium fer phosphate d’une capacité de 100 Ah, le courant de charge d'entretien doit être contrôlé entre 1A (0.01C) et 5A (0.05C).
Méthode de charge pour le phosphate de fer lithium (LiFePO4) batterie
Méthode de charge à tension constante
Pendant une charge à tension constante, le chargeur de batterie lifepo maintient une tension de sortie fixe.
À mesure que l'état de charge de la batterie au lithium fer phosphate change, le courant de charge s'ajustera automatiquement.
Si la tension constante réglée est appropriée, cette méthode de charge peut garantir que la batterie est complètement chargée tout en minimisant au maximum la production de gaz et la perte d'eau.
Cependant, en raison du fait que cette méthode de charge est uniquement basée sur les changements de tension de la batterie, il ne peut pas refléter complètement l'état de charge de la batterie.
Si le courant de charge initial est trop élevé, cela pourrait endommager la batterie.
Donc, la méthode de charge à tension constante est rarement utilisée dans les applications pratiques.
Méthode de charge à courant constant
Pendant le processus de chargement, un courant de charge constant est maintenu en ajustant la tension de sortie.
Sous cette méthode de chargement, la vitesse de charge est relativement douce et la méthode de contrôle est relativement simple.
Cependant, en raison de la diminution progressive du courant que les batteries au lithium peuvent accepter pendant le processus de charge, la capacité de la batterie à accepter le courant de charge diminue au cours des dernières étapes de la charge, entraînant une diminution significative de l’efficacité de la charge.
L’avantage de cette méthode est qu’elle est simple à mettre en œuvre, facile à mettre en œuvre, et pratique pour calculer le montant de la charge.
Méthode de charge à tension constante et à courant constant:
Cette technologie de charge combine deux modes de charge de base.
La première étape utilise une charge à courant constant pour éviter un courant excessif pendant la phase de charge initiale, comme cela peut se produire pendant la phase initiale de charge à tension constante.
La deuxième étape consiste à passer à la charge à tension constante pour éviter les problèmes de surcharge pouvant survenir lors d'une charge à courant constant..
Batteries au lithium fer phosphate, comme les autres types de piles rechargeables scellées, nécessitent un contrôle strict pendant la charge pour éviter la surcharge.
Parce que cela pourrait endommager la batterie.
Les batteries LFP adoptent généralement une stratégie de charge à courant constant suivi d'une tension constante.
Charge de hachage/Modulation de largeur d'impulsion (PWM) méthode de charge:
Dans cette technologie de charge, le courant est contrôlé par modulation de largeur d'impulsion.
Le courant fourni par la source de courant constant reste constant, former un cycle périodique en contrôlant le temps d'activation et de désactivation du transistor de commutation.
L'avantage de cette méthode est que, compte tenu du temps nécessaire à la génération et à la réaction des ions à l'intérieur de la batterie, une charge continue peut limiter la capacité maximale de la batterie.
Après une période de charge, préparer une étape pour éteindre la charge, permettant aux ions générés à l'intérieur de la batterie d'avoir le temps de se diffuser, ce qui équivaut à donner à la batterie une période de « repos » et « d’absorption ».
Cette approche peut améliorer considérablement l’efficacité de charge des batteries au lithium fer phosphate..
Questions fréquemment posées
Quelle est la meilleure pratique pour charger le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) batteries?
La meilleure façon de charger les batteries au lithium fer phosphate est d'utiliser un chargeur de batterie LFP spécialement conçu..
Ce chargeur peut fournir une tension et un algorithme de charge appropriés, assurer une charge efficace et sûre de la batterie.
Pouvez-vous utiliser l'énergie solaire pour charger du phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) batteries?
Les panneaux solaires ne peuvent pas charger directement les batteries au lithium fer phosphate.
La raison en est que les fluctuations de tension générées par les panneaux solaires sont importantes et ne conviennent pas à une charge directe..
Pour charger des batteries au lithium fer phosphate, il est nécessaire d'utiliser un circuit régulateur de tension et un circuit de gestion de charge de batterie lithium fer phosphate adapté.
Faut-il utiliser un chargeur spécialement conçu pour le lithium fer phosphate (LiFePO4) batteries?
Oui, c'est.
Choisir un chargeur spécialement conçu pour les batteries lithium fer phosphate est crucial.
L'algorithme de charge requis pour la charge lifepo4 est différent des autres types de batteries.
L'utilisation d'un chargeur de batterie lifepo4 avec des paramètres de tension et de charge appropriés peut garantir un processus de charge sûr et efficace..
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