Hoe lithium-ijzerfosfaatbatterijen op te laden?
Hoe lithium-ijzerfosfaatbatterijen te ontladen?
Lees dit artikel om u te helpen deze professionele kennis te begrijpen.
Inhoudsopgave
Constructie- en werkingsprincipe van lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) Batterij
LiFePO4-batterijstructuur
Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) batterijen bestaan uit de volgende componenten:
Positieve elektrode, negatieve elektrode, elektrolyt, scheidingsteken, positieve en negatieve elektrodedraden, centrale terminal, veiligheidsklep, afdichtring, en huisvesting, enz.
In lithium-ijzerfosfaatbatterijen, het positieve elektrodemateriaal is gewoonlijk lithiumijzerfosfaat, terwijl het negatieve elektrodemateriaal voornamelijk koolstofmateriaal is.
Aan de linkerkant van de batterij bevindt zich LiFePO4 met een olivijnstructuur, dat dient als het positieve elektrodemateriaal en via aluminiumfolie met de positieve elektrode van de batterij is verbonden.
Het middelste deel van de batterij is een polymeerscheider, die de positieve en negatieve elektroden scheidt, waardoor lithiumionen Li+ kunnen passeren, maar de doorgang van elektronen wordt verhinderd.
Aan de rechterkant van de batterij bevindt zich de negatieve elektrode, voornamelijk samengesteld uit koolstofmateriaal (zoals grafiet), en via koperfolie verbonden met de negatieve elektrode van de batterij.
De structurele kenmerken van het positieve elektrodemateriaal van LFP-batterijen bepalen hun lagere geleidbaarheid, maar geef het materiaal tegelijkertijd goede stabiliteit en veiligheidsprestaties.
Principe van LiFePO4-batterijen
Tijdens het laadproces van LFP-batterijen, Lithiumionen maken zich los van het oppervlak van het positieve elektrodekristal van lithiumijzerfosfaat.
Vervolgens, aangedreven door elektrische veldkracht, het passeert de elektrolyt en de afscheider, en wordt uiteindelijk ingebed in het rooster van de grafiet-negatieve elektrode.
Tegelijkertijd, elektronen stromen van de negatieve stroomcollector van koperfolie naar de positieve stroomcollector van aluminiumfolie via een extern circuit, door het elektrodeoor en de batterijpool gaan.
Wordt gebruikt om de verloren lading van de negatieve elektrode aan te vullen en het materiaal van de lithium-ijzerfosfaat-positieve elektrode te herstellen naar de ijzerfosfaattoestand.
Tijdens het ontladen van LFP-batterijen, lithiumionen komen vrij uit de negatieve grafietelektrode, door de elektrolyt en de afscheider gaan, en migreren naar het oppervlak van het lithiumijzerfosfaat-positieve elektrodekristal.
De stroom vloeit door een extern circuit van de stroomcollector van aluminiumfolie aan de positieve elektrode naar de stroomcollector van koperfolie aan de negatieve elektrode, om de geaccumuleerde lading op de positieve elektrode in evenwicht te brengen.
Hoe de Lifepo4-batterij op te laden?
Het wordt aanbevolen om te gebruiken constante stroom constante spanning (CCCV) oplaadmodus voor lithiumijzerfosfaat (LFP) batterijpakketten.
Eerst, uitvoeren van constante stroom opladen, en schakel dan over naar opladen met constante spanning.
Opladen met constante stroom wordt aanbevolen met een verhouding van 0,3C, terwijl het aanbevolen wordt om het opladen met een constante spanning in te stellen op 3,65 V.
Wat zijn de verschillen in oplaadmethoden tussen lithium-ijzerfosfaatbatterijen en conventionele lithium-ionbatterijen?
Beide typen batterijen gebruiken constante stroom en constante spanning (CCCV) oplaadmethode, maar hun uitschakelpunten voor opladen met constante spanning zijn verschillend.
De nominale spanning van lithium-ijzerfosfaatbatterijen is 3,2 V, terwijl de laaduitschakelspanning is ingesteld op 3,6 V.
In tegenstelling tot, de nominale spanning van een gewone lithium-ionbatterij is 3,6 V, en de laaduitschakelspanning is 4,2 V.
Lithium-ijzerfosfaatbatterijen opladen Methode
Opladen met zonne-energie
Lithium-ijzerfosfaat opladen (LiFePO4) batterijen door middel van zonne-energie is een milieuvriendelijke en duurzame manier van energiegebruik.
Het opladen van Lifepo4-batterijen met zonne-energie kan ook de door zonnepanelen verzamelde energie efficiënt beheren.
Controleer het laadproces om een optimale energieoverdracht naar de lithium-ijzerfosfaatbatterij te garanderen.
Deze toepassing is zeer geschikt voor gebieden zonder netaansluitingen, afgelegen gebieden, en degenen die op zoek zijn naar milieuvriendelijke energieoplossingen.
Lithium-ijzerfosfaatbatterijen opladen met een generator
Het is niet raadzaam om direct een generator te gebruiken bij het opladen van lithium-ijzerfosfaat-accu’s.
Omdat de elektriciteit die door generatoren wordt opgewekt meestal wisselstroom of pulserende gelijkstroom is, en lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben een stabiele gelijkstroom nodig om op te laden.
Het kan worden omgezet en gebruikt via apparaten zoals omvormers.
Opladen met AC-voeding
Gebruik wisselstroom om lithiumijzerfosfaat op te laden (LiFePO4) batterijen is een handige en betrouwbare methode.
Om de effectiviteit van het gebruik te verbeteren, laadt u de lifepo4-batterij op met voeding, het wordt aanbevolen om omvormers met hybride functionaliteit te gebruiken.
Dit type omvormer integreert de zonnelaadcontrolefunctie en is uitgerust met een AC-laadmodule, die de batterij kan opladen via een generator of elektriciteitsnet.
Deze methode is geschikt voor netgekoppelde en noodstroomsystemen, het aanbieden van diverse oplaadmogelijkheden.
LiFePO4-oplaadalgoritme
Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) batterijen worden opgeladen met constante stroom constante spanning (CCCV) oplaadtechnologie.
Het laadproces is verdeeld in twee hoofdfasen: constante stroom laadfase (ook bekend als laadfase met hoge stroomsterkte) en laadfase met constante spanning (ook bekend als absorptielaadfase).
Dit is vergelijkbaar met het laadproces van loodzuuraccu’s, met als belangrijkste verschil hun respectieve spanningsinstellingsparameters.
Tijdens de laadfase met constante stroom, de lader van lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) accu's worden opgeladen met een vooraf ingestelde stroomsterkte en verhogen geleidelijk de spanning tot de vooraf ingestelde laadspanning.
Gebruikers kunnen de laadstroom- en spanningswaarden instellen.
Na het betreden van de laadfase met constante spanning, de lader handhaaft een constante doelspanning.
De laadstroom zal geleidelijk afnemen naarmate de batterij bijna volledig is opgeladen.
Het doel van deze fase is het bereiken en behouden van het vooraf ingestelde spanningsniveau.
In tegenstelling tot loodzuurbatterijen, die drie oplaadfasen hebben en elke dag volledig moeten worden opgeladen om sulfatering te voorkomen.
Lithium-ijzerfosfaatbatterijen vereisen geen druppelladen of druppelladen vanwege hun lage zelfontlading.
Bij praktisch gebruik, vragen mensen vaak: Doe lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) Batterijen hebben float-lading nodig?
Het antwoord is nee.
Deze vraag is vaak te wijten aan het feit dat veel laadcontrollers meerdere instelmogelijkheden bieden voor verschillende soorten batterijchemie-eigenschappen.
Bijvoorbeeld, loodzuuraccu's vereisen druppelladen.
Daarom, het is ook gebruikelijk dat controllers instelbare float-laadparameters bevatten.
Als de “vlotter opladen” De functie van de lifepo4-batterijlader kan niet worden uitgeschakeld, de floatlaadspanning moet lager worden ingesteld.
Deze aanpassing helpt voorkomen dat de batterij te hoog oplaadt en voorkomt dat de levensduur van de batterij wordt verkort.
Hoe LiFePO4-batterijen te ontladen?
Hieronder volgen de juiste stappen voor het afvoeren van lithiumijzerfosfaat (LiFePO4, afgekort als LFP) batterijen:
Bepaal de veiligheidslimiet voor het lossen:
LiFePO4-batterijen hebben een aanbevolen bovengrens voor de ontladingssnelheid, doorgaans binnen het bereik van 1C tot 3C.
Overschrijd deze ontladingssnelheid niet om schade aan de batterij te voorkomen.
1C betekent dat de batterij binnen een uur kan worden ontladen, terwijl 3C betekent dat de batterij binnenin kan worden ontladen 20 notulen.
Sluit belasting aan:
Sluit de LFP-batterij aan op het apparaat of de belasting die u wilt ontladen.
Zorg voor een stabiele verbinding en correcte polariteitsaanpassing (positieve pool verbonden met positieve pool, negatieve pool verbonden met negatieve pool).
Bewaking van het spanningsniveau:
Tijdens het ontladingsproces, gebruik een voltmeter om continu de spanningsveranderingen van de batterij te controleren.
De ontlaadspanning van lithium-ijzerfosfaatbatterijen mag niet lager zijn dan 2,5 V per cel om schade aan de batterij door overmatige ontlading te voorkomen.
Ontlading tegen een passend tarief:
Ontlading volgens de aanbevolen ontladingssnelheid (1C tot 3C) en overschrijd dit bereik niet.
Als de batterij tijdens het ontladingsproces warm wordt, de afvoersnelheid moet worden verlaagd.
Tijdige beëindiging van het ontslag:
Wanneer de accuspanning daalt tot de aanbevolen minimumspanning van 2,5 V per cel, de ontlading moet onmiddellijk worden gestopt.
Als de accuspanning lager is dan 2,5 V per cel, het kan onomkeerbare schade aan lithium-ijzerfosfaatbatterijen veroorzaken.
Bewaar batterijen op de juiste manier:
Na ontslag, de lithium-ijzerfosfaatbatterij moet in een koele en droge omgeving worden bewaard.
Vermijd het langdurig opbergen van de batterij in volledig opgeladen of volledig lege toestand. De optimale opslagcapaciteit is ongeveer 50%.
Hoe de levensduur van lithiumijzerfosfaat te verlengen (LiFePO4) batterijen?
Voor lithium-ijzerfosfaat-accupakketten, vanwege hun unieke prestaties, er worden hoge eisen gesteld aan de consistentie van individuele cellen.
Als een batterij in de groep verschilt van andere batterijen, dit kan de prestaties van de gehele accu ernstig beïnvloeden.
De levensduur van lithium-ijzerfosfaatbatterijen wordt beïnvloed door verschillende factoren, zoals de kwaliteit, specificaties, frequentie van gebruik, en oplaad- en ontlaadmethoden van de batterij zelf.
Daarom, bij gebruik van lithium-ijzerfosfaatbatterijen, er moet aandacht worden besteed aan de juiste bediening en onderhoud.
Verminder onnodige verliezen en verleng de levensduur van de batterij.
Voorkom overladen en ontladen van batterijen
Lithium-ionbatterijen zijn zeer gevoelig voor overladen en ontladen, Het is dus raadzaam om de batterij niet op te laden 100% of hieronder ontladen 20%.
Het wordt aanbevolen om te beginnen met opladen wanneer het batterijniveau ongeveer daalt 30%, en probeer het batterijniveau binnen het bereik te houden 40-80%.
Dit helpt de levensduur van de batterij te verlengen.
Beheers de oplaadtijd redelijk
Het is niet raadzaam om langdurig op te laden. Het wordt aanbevolen om de originele acculader lifepo4 te gebruiken of een merklader die aan de specificaties voldoet.
Zodra de batterij volledig is opgeladen, de stroom moet onmiddellijk worden uitgeschakeld.
Zorg ervoor dat de batterij schoon is
Maak het oppervlak van de batterij regelmatig schoon om stof en vuil te verwijderen.
Voorkom dat onzuiverheden het inwendige van de batterij binnendringen en de levensduur ervan beïnvloeden.
Vermijd de impact van extreme temperaturen op batterijen
Extreme temperaturen zijn schadelijk voor lithium-ionbatterijen, omdat een te hoge of te lage batterijduur de levensduur van de batterij kan verkorten.
Probeer de batterijtemperatuur binnen het ideale bereik te houden 5 naar 35 graden Celsius.
Vermijd dat u met zware voorwerpen in de batterij knijpt
Vanwege de dunne schaal van lithium-ijzerfosfaatbatterijen, het is noodzakelijk om te voorkomen dat de batterijen door zware voorwerpen worden samengedrukt of verpletterd.
Voorkom vervorming van de batterij of interne kortsluiting.
Regelmatig onderhoud van batterijen
Onderhoud de accu regelmatig, inclusief het controleren van de bevestigingsstatus van de batterijverbindingen, het schoonmaken van de accupolen, en het inspecteren van de verbindingsleidingen.
Deze onderhoudsmaatregelen helpen de prestaties van de batterij te behouden en de levensduur ervan te verlengen.
Gebruik een geschikte oplader
Gebruik een oplader die speciaal is ontworpen voor lithium-ijzerfosfaatbatterijen.
Als de stroom en spanning van de oplader en de accu niet overeenkomen, kan de accu beschadigd raken en de levensduur ervan verkorten.
Daarom, het is essentieel om een legitieme en speciale lifepo-batterijlader te gebruiken.
Meng geen verschillende merken of modellen lifepo4-oplader.
Wat is de laadstroom van LiFePO4?
Standaard laadstroom:
De standaard of aanbevolen laadstroom voor lithium-ijzerfosfaat-accu’s ligt doorgaans tussen 0,2C en 1C.
Bijvoorbeeld, voor een lithium-ijzerfosfaat-accu met een capaciteit van 100 Ah, het standaardlaadstroombereik kan 20A zijn (0.2C) tot 100A (1C).
Snelle laadstroom:
Vergeleken met andere lithium-ionbatterijen, Lithium-ijzerfosfaat-batterijen zijn bestand tegen hogere laadstromen.
De snellaadstroom van lithium-ijzerfosfaat-batterijen ligt doorgaans tussen 1C en 3C.
Daarom, dezelfde 100Ah lithium-ijzerfosfaatbatterij kan snel worden opgeladen met stromen variërend van 100A (1C) tot 300A (3C).
Gebalanceerd opladen:
Tijdens het laadproces van lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) batterijen, gebalanceerd opladen is vereist om een uniforme lading van elke batterij in het batterijpakket te garanderen.
De stroom voor gebalanceerd laden ligt doorgaans tussen 0,1C en 0,2C.
Voor een lithium-ijzerfosfaat-accu met een capaciteit van 100 Ah, de gebalanceerde laadstroom moet worden ingesteld tussen 10A (0.1C) en 20A (0.2C).
Druppelladen:
Nadat de lithium-ijzerfosfaatbatterij volledig is opgeladen, een druppellaadstroom van 0,01C tot 0,05C kan worden gebruikt om de accu volledig opgeladen te houden.
Voor een lithium-ijzerfosfaat-accu met een capaciteit van 100 Ah, de druppellaadstroom moet tussen 1A worden geregeld (0.01C) en 5A (0.05C).
Oplaadmethode voor lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) batterijpakket
Oplaadmethode met constante spanning
Tijdens opladen met constante spanning, de lifepo acculader handhaaft een vaste uitgangsspanning.
Naarmate de laadstatus van het lithium-ijzerfosfaat-accupakket verandert, de laadstroom wordt automatisch aangepast.
Als de ingestelde constante spanning geschikt is, deze oplaadmethode kan ervoor zorgen dat de accu volledig wordt opgeladen, terwijl de gasproductie en het waterverlies zoveel mogelijk worden geminimaliseerd.
Echter, vanwege het feit dat deze oplaadmethode alleen gebaseerd is op veranderingen in de accuspanning, het kan de laadstatus van de batterij niet volledig weergeven.
Als de initiële laadstroom te hoog is, dit kan schade aan de batterij veroorzaken.
Daarom, de laadmethode met constante spanning wordt in praktische toepassingen zelden gebruikt.
Constante stroom oplaadmethode
Tijdens het laadproces, door aanpassing van de uitgangsspanning wordt een constante laadstroom gehandhaafd.
Onder deze oplaadmethode, de laadsnelheid is relatief mild en de bedieningsmethode is relatief eenvoudig.
Echter, vanwege de geleidelijke afname van de stroom die lithiumbatterijpakketten kunnen accepteren tijdens het laadproces, het vermogen van de batterij om laadstroom te accepteren neemt af in de latere fasen van het opladen, waardoor de laadefficiëntie aanzienlijk afneemt.
Het voordeel van deze methode is dat deze eenvoudig te bedienen is, eenvoudig te implementeren, en handig voor het berekenen van het oplaadbedrag.
Constante stroom constante spanning oplaadmethode:
Deze oplaadtechnologie combineert twee basislaadmodi.
De eerste fase maakt gebruik van opladen met constante stroom om overmatige stroom tijdens de initiële laadfase te voorkomen, zoals kan gebeuren tijdens de beginfase van opladen met constante spanning.
De tweede fase is het overschakelen naar opladen met constante spanning om problemen met overladen te voorkomen die kunnen voortvloeien uit opladen met constante stroom.
Lithium-ijzerfosfaat-batterijpakketten, net als andere soorten verzegelde oplaadbare batterijen, vereisen strikte controle tijdens het opladen om overladen te voorkomen.
Omdat dit de batterij kan beschadigen.
LFP-batterijen hanteren doorgaans een laadstrategie van constante stroom gevolgd door constante spanning.
Hakkend opladen / pulsbreedtemodulatie (PWM) oplaadmethode:
In deze oplaadtechnologie, de stroom wordt geregeld door pulsbreedtemodulatie.
De stroom geleverd door de constante stroombron blijft constant, het vormen van een periodieke cyclus door het regelen van de aan- en uittijd van de schakeltransistor.
Het voordeel van deze methode is dat, rekening houdend met de tijd die nodig is voor het genereren van ionen en de reactie in de batterij, continu opladen kan de maximale capaciteit van de batterij beperken.
Na een periode van opladen, stel een fase in om het opladen uit te schakelen, waardoor de ionen die in de batterij worden gegenereerd, de tijd krijgen om te diffunderen, wat gelijk staat aan het geven van een periode van “rest” En “absorptie”.
Deze aanpak kan de laadefficiëntie van lithium-ijzerfosfaat-batterijpakketten aanzienlijk verbeteren.
Veelgestelde vragen
Wat is de beste praktijk voor het opladen van lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) batterijen?
De beste manier om lithium-ijzerfosfaat-batterijen op te laden is door een speciaal ontworpen lfp-batterijlader te gebruiken.
Deze lader kan een geschikt spannings- en laadalgoritme leveren, zorgen voor efficiënt en veilig opladen van de batterij.
Kun je zonne-energie gebruiken om lithiumijzerfosfaat op te laden? (LiFePO4) batterijen?
Zonnepanelen kunnen lithium-ijzerfosfaatbatterijen niet rechtstreeks opladen.
De reden hiervoor is dat de spanningsschommelingen die zonnepanelen genereren groot zijn en niet geschikt zijn voor direct opladen.
Om lithium-ijzerfosfaatbatterijen op te laden, het is noodzakelijk om een spanningsregelaarcircuit en een aangepast circuit voor het opladen van de lithium-ijzerfosfaatbatterij te gebruiken.
Moet u een oplader gebruiken die speciaal is ontworpen voor lithiumijzerfosfaat? (LiFePO4) batterijen?
Ja, het is.
Het is van cruciaal belang dat u een oplader kiest die speciaal is ontworpen voor lithium-ijzerfosfaatbatterijen.
Het oplaadalgoritme dat nodig is voor het opladen van de Lifepo4 verschilt van andere batterijtypen.
Het gebruik van een lifepo4-batterijlader met de juiste spannings- en oplaadinstellingen kan een veilig en efficiënt laadproces garanderen.
Neem contact op met GycxSolar voor meer diensten.
