Ako nájsť šťastie s LiFePO4 (lítium-iónovými) batériami

Ceny lítium-iónových batérií sa pomaly mení z obscénne drahého na len mierne nedostupný a my v BSLBATT zaznamenávame neustály nárast predaja tohto typu batérií.Zdá sa, že väčšina používateľov ich používa v RV, točniach, karavanoch a podobných vozidlách, zatiaľ čo niektorí prechádzajú do skutočných stacionárnych systémov mimo siete.

Tento článok bude hovoriť o jednej konkrétnej kategórii lítium-iónových batérií;Lithium-Iron-Phosphate alebo LiFePO4 vo svojom chemickom vzorci, tiež skrátene LFP batérie.Tie sa trochu líšia od toho, čo máte v mobile a notebooku, sú to (väčšinou) lítium-kobaltové batérie.Výhodou LFP je, že je oveľa stabilnejší a nie je náchylný na samovznietenie.To neznamená, že sa batéria nemôže v prípade poškodenia vznietiť: V nabitej batérii je uložená veľká časť energie a v prípade neplánovaného vybitia môžu byť výsledky veľmi rýchlo zaujímavé!LFP tiež vydrží dlhšie v porovnaní s lítium-kobaltom a je teplotne stabilnejší.Zo všetkých rôznych technológií lítiových batérií je práve LFP najvhodnejší pre aplikácie s hlbokým cyklom!

Budeme predpokladať, že batéria má systém BMS alebo Battery Management System, ako to robia takmer všetky batérie LFP, ktoré sa predávajú ako 12/24/48 voltové batérie.BMS sa stará o ochranu batérie;odpojí batériu, keď je vybitá, alebo hrozí, že bude prebitá.BMS sa tiež stará o obmedzenie nabíjacích a vybíjacích prúdov, monitoruje teplotu článkov (a v prípade potreby obmedzuje nabíjanie/vybíjanie) a väčšina z nich vyrovná články pri každom úplnom nabití (vyvažovanie si predstavte ako vloženie všetkých článkov dovnútra akumulátor do rovnakého stavu nabitia, podobne ako pri vyrovnávaní olovených akumulátorov).Ak nechcete žiť na hrane, NEKUPUJTE batériu bez BMS!

Nižšie sú uvedené poznatky získané prečítaním veľkého počtu webových článkov, blogových stránok, vedeckých publikácií a diskusií s výrobcami LFP.Dávajte si pozor na to, čomu veríte, je tam veľa dezinformácií!Aj keď to, čo tu píšeme, nie je v žiadnom prípade myslené ako konečný sprievodca pre batérie LFP, dúfame, že tento článok prejde cez výkaly hovädzieho dobytka a poskytne spoľahlivé pokyny, ako z vašich lítium-iónových batérií vyťažiť maximum.

Prečo lítium-iónové?

V našom článku o olovenej batérii sme vysvetlili, ako Achillova päta tejto chémie sedí pri čiastočnom nabití príliš dlho.Je príliš jednoduché zbaliť drahú olovenú batériu za pár mesiacov tak, že ju necháte stáť pri čiastočnom nabití.To je veľmi odlišné pre LFP!Lítium-iónové batérie môžete nechať stáť pri čiastočnom nabití navždy bez poškodenia.V skutočnosti LFP uprednostňuje sedenie pri čiastočnom nabití, než aby bol úplne plný alebo prázdny, a kvôli dlhej životnosti je lepšie cyklovať batériu alebo ju nechať stáť pri čiastočnom nabití.

Ale počkaj!Je toho viac!

Lítium-iónové batérie sú takmer svätým grálom batérií: So správnymi parametrami nabíjania môžete takmer zabudnúť, že existuje batéria.Neexistuje žiadna údržba.BMS sa o to postará a vy môžete veselo bicyklovať!

Ale počkaj!Je toho ešte viac!(Akákoľvek podobnosť s určitými informačnými reklamami je čisto náhodná a úprimne povedané, nesúhlasíme s týmto návrhom!)…

Batérie LFP môžu tiež vydržať veľmi dlho.náš Batérie BSLBATT LFP sú dimenzované na 3000 cyklov, pri úplnom 100% cykle nabitia/vybitia.Ak by ste to robili každý deň, znamená to viac ako 8 rokov cyklistiky!Vydržia ešte dlhšie, keď sa používajú v menej ako 100% cykloch, v skutočnosti môžete pre jednoduchosť použiť lineárny vzťah: 50% cyklov vybíjania znamená dvojnásobok cyklov, 33% cyklov vybíjania a môžete rozumne očakávať trojnásobok cyklov.

Ale počkaj!Je toho ešte viac!…

Batéria LiFePO4 tiež váži menej ako 1/2 olovenej batérie podobnej kapacity.Zvládne veľké nabíjacie prúdy (100 % Ah nie je problém, skúste to s olovom!), umožňuje rýchle nabíjanie, je utesnený, takže nevznikajú žiadne výpary a má veľmi nízku rýchlosť samovybíjania ( 3 % mesačne alebo menej).

Veľkosť batérie pre LFP

Naznačili sme to vyššie: Lítium-iónové batérie majú 100% využiteľnú kapacitu, kým olovené naozaj končia na 80%.To znamená, že môžete veľkosť batérie LFP menšiu ako olovenú batériu a stále bude funkčne rovnaká.Čísla naznačujú, že LFP môže predstavovať 80 % ampérhodinovej veľkosti olovenej kyseliny.Je toho však viac.

Kvôli dlhej životnosti by banky olovených batérií nemali mať veľkosť, pri ktorej pravidelne zaznamenávajú vybíjanie pod 50 % SOC.S LFP to nie je žiadny problém!Obojsmerná energetická účinnosť pre LFP je tiež o niečo lepšia ako u olovenej kyseliny, čo znamená, že na naplnenie nádrže po určitej úrovni vybitia je potrebné menej energie.Výsledkom je rýchlejšia obnova späť na 100 %, zatiaľ čo sme už mali menšiu batériu, čím sa tento efekt ešte viac posilnil.

Pointa je, že by sme boli spokojní s veľkosťou lítium-iónovej batérie na 75 % veľkosti ekvivalentnej banky s olovenou kyselinou a očakávali by sme rovnaký (alebo lepší!) výkon.Vrátane tých tmavých zimných dní, keď je slnka nedostatok.

Ale počkaj chvíľu!

Je lítium-iónové skutočne riešením všetkých našich problémov s batériou?No nie tak celkom…

Batérie LFP majú tiež svoje obmedzenia.Veľkým problémom je teplota: Lítium-iónovú batériu nemôžete nabíjať pod bodom mrazu alebo pod nulou Celzia.Olovo-kyselina sa o to nemôže starať.Batériu môžete stále vybiť (pri dočasnej strate kapacity), ale nabíjanie sa neuskutoční.BMS by sa mal postarať o to, aby zablokoval nabíjanie pri teplotách pod bodom mrazu, aby sa zabránilo náhodnému poškodeniu.

Teplota je tiež problém na vyššej úrovni.Najväčšou jedinou príčinou starnutia batérií je používanie alebo dokonca len skladovanie pri vysokých teplotách.Až do 30 stupňov Celzia nie je problém.Dokonca ani 45 stupňov nespôsobuje príliš veľký trest.Čokoľvek vyššie skutočne urýchľuje starnutie a v konečnom dôsledku aj koniec batérie.To zahŕňa aj uskladnenie batérie, keď sa necykluje.Budeme o tom hovoriť podrobnejšie neskôr, keď budeme diskutovať o tom, ako batérie LFP zlyhávajú.

Existuje záludný problém, ktorý sa môže objaviť pri používaní zdrojov nabíjania, ktoré potenciálne poskytujú vysoké napätie: Keď je batéria plná, napätie sa zvýši, pokiaľ nabíjací zdroj neprestane nabíjať.Ak sa dostatočne zvýši, BMS ochráni batériu a odpojí ju, pričom zdroj nabíjania nechá narásť ešte viac!Môže to byť problém s (zlými) regulátormi napätia alternátorov v aute, ktoré musia vždy vidieť záťaž, inak napätie stúpne a diódy vypustia svoj magický dym.To môže byť tiež problém s malými veternými turbínami, ktoré sa spoliehajú na batériu, aby ich udržali pod kontrolou.Môžu utiecť, keď zmizne batéria.

Potom je tu tá strmá, strmá, počiatočná nákupná cena!

Ale stavíme sa, že stále chcete jeden!…

Ako funguje batéria LiFePO4?

Lítium-iónové batérie sa označujú ako typ batérie „hojdacieho kresla“: Prenášajú ióny, v tomto prípade lítiové ióny, zo zápornej na kladnú elektródu pri vybíjaní a späť pri nabíjaní.Nákres vpravo ukazuje, čo sa deje vo vnútri.Malé červené guľôčky sú lítiové ióny, ktoré sa pohybujú tam a späť medzi zápornou a kladnou elektródou. Na ľavej strane je kladná elektróda skonštruovaná z lítium-železo-fosfátu (LiFePO4).To by malo pomôcť vysvetliť názov tohto typu batérie!Železo a fosfátové ióny tvoria mriežku, ktorá voľne zachytáva ióny lítia.Keď sa článok nabíja, tieto lítiové ióny sa dostanú cez membránu v strede k zápornej elektróde vpravo.Membrána je vyrobená z určitého typu polyméru (plastu) s množstvom malých pórov, ktoré uľahčujú prechod lítiových iónov.Na negatívnej strane nájdeme mriežku vyrobenú z atómov uhlíka, ktorá dokáže zachytiť a udržať tie lítiové ióny, ktoré prechádzajú.

Vybitie batérie robí to isté v opačnom poradí: Ako elektróny prúdia cez zápornú elektródu, lítiové ióny sa opäť pohybujú cez membránu späť do mriežky fosforečnanu železa.Opäť sú uložené na kladnej strane, kým sa batéria znova nenabije.

Ak ste naozaj dávali pozor, teraz chápete, že obrázok batérie vpravo ukazuje batériu LFP, ktorá je takmer úplne vybitá.Takmer všetky lítiové ióny sú na strane kladnej elektródy.Plne nabitá batéria by mala všetky lítiové ióny uložené vo vnútri uhlíka zápornej elektródy.

V skutočnom svete sú lítium-iónové články postavené z veľmi tenkých vrstiev striedajúcich sa hliníkových – polymérových – medených fólií, na ktorých sú nalepené chemikálie.Často sú zrolované ako želé a vložené do oceľovej nádoby, podobne ako AA batéria.12-voltové lítium-iónové batérie, ktoré si kúpite, sú vyrobené z mnohých týchto článkov, ktoré sú zapojené do série a paralelne, aby sa zvýšilo napätie a ampérhodinová kapacita.Každý článok má okolo 3,3 voltu, takže 4 z nich v sérii tvoria 13,2 voltu.To je to správne napätie na výmenu 12-voltovej olovenej batérie!

Nabíjanie batérie LFP

Väčšina bežných solárnych regulátorov nabíjania nemá problémy s nabíjaním lítium-iónových batérií.Potrebné napätia sú veľmi podobné tým, ktoré sa používajú pre batérie AGM (typ uzavretých olovených batérií).BMS pomáha aj pri zabezpečovaní toho, aby články batérie videli správne napätie, aby sa neprebíjali alebo príliš nevybíjali, vyrovnáva články a zabezpečuje, aby bola teplota článkov počas nabíjania v rozumnej miere.

Nižšie uvedený graf ukazuje typický profil nabíjania LiFePO4 batérie.Na uľahčenie čítania boli napätia prevedené na to, čo by videla 12-voltová batéria LFP (4x jednočlánkové napätie).

V grafe je rýchlosť nabíjania 0,5 C alebo polovica kapacity Ah, inými slovami pre 100 Ah batériu by to bola rýchlosť nabíjania 50 A.Nabíjacie napätie (v červenej farbe) sa v skutočnosti príliš nezmení pri vyšších alebo nižších rýchlostiach nabíjania (v modrej), batérie LFP majú veľmi plochú krivku napätia.

Lítium-iónové batérie sa nabíjajú v dvoch fázach: Po prvé, prúd sa udržiava konštantný, alebo pomocou solárnej fotovoltaiky, čo vo všeobecnosti znamená, že sa snažíme poslať do batérií toľko prúdu, koľko je k dispozícii zo slnka.Počas tejto doby bude napätie pomaly stúpať, kým nedosiahne „absorpčné“ napätie, 14,6 V v grafe vyššie.Po dosiahnutí absorpcie je batéria nabitá na 90% a na doplnenie zvyšku sa napätie udržiava konštantné, zatiaľ čo prúd pomaly klesá.Keď prúd klesne na približne 5 % – 10 % menovitého Ah batérie, je v stave 100 % stavu nabitia.

Lítium-iónová batéria sa v mnohých ohľadoch nabíja ľahšie ako olovená batéria: Pokiaľ je nabíjacie napätie dostatočne vysoké na pohyb iónov, nabíja sa.Lítium-iónovým batériám je jedno, ak nie sú úplne nabité na 100 %, v skutočnosti vydržia dlhšie, ak nie sú.Nedochádza k sulfatácii, nedochádza k vyrovnávaniu, na čase absorpcie skutočne nezáleží, batériu skutočne nemôžete prebiť a BMS sa stará o to, aby sa veci držali v rozumných medziach.

Aké napätie teda stačí na to, aby sa tieto ióny rozhýbali?Trochu experimentovania ukazuje, že 13,6 V (3,4 V na článok) je hraničný bod;pod tým sa stane len veľmi málo, kým nad tým bude batéria nabitá aspoň na 95 %, ak bude dostatok času.Pri 14,0 V (3,5 V na článok) sa batéria ľahko nabije až na 95 percent s niekoľkými hodinami absorbovaného času a pre všetky zámery a účely je malý rozdiel v nabíjaní medzi 14,0 alebo vyšším napätím, veci sa dejú o niečo rýchlejšie pri 14,2 Volt a vyššie.

Objemové/Absorpčné napätie

Aby sme to zhrnuli, nastavenie objemu/absorpcie medzi 14,2 a 14,6 V bude pre LiFePO4 fungovať skvele!Zníženie je tiež možné, až na približne 14,0 voltov, s pomocou určitého času absorpcie.Sú možné mierne vyššie napätia, BMS pre väčšinu batérií umožní pred odpojením batérie približne 14,8 – 15,0 V.Vyššie napätie však neprináša žiadne výhody a väčšie riziko prerušenia BMS a možného poškodenia.

Plavákové napätie

Batérie LFP nie je potrebné plaviť.Regulátory nabíjania to majú, pretože olovené batérie majú takú vysokú mieru samovybíjania, že má zmysel ich stále viac nabíjať, aby boli spokojné.Pri lítium-iónových batériách nie je skvelé, ak je batéria neustále vo vysokom stave nabitia, takže ak váš regulátor nabíjania nedokáže vypnúť plávanie, nastavte ho na dostatočne nízke napätie, aby sa nenabíjalo.Postačí akékoľvek napätie 13,6 V alebo menej.

Vyrovnať napätie

Ak sa aktívne odrádza od nabíjacieho napätia nad 14,6 V, malo by byť jasné, že pri lítium-iónovej batérii by sa nemalo robiť žiadne vyrovnávanie!Ak vyrovnávanie nie je možné deaktivovať, nastavte ho na 14,6 V alebo menej, takže sa stane len bežným absorpčným nabíjacím cyklom.

Absorb Time

Je toho veľa, čo treba povedať o jednoduchom nastavení absorbčného napätia na 14,4 V alebo 14,6 V a potom jednoducho zastaviť nabíjanie, keď batéria dosiahne toto napätie!Stručne povedané, nulový (alebo krátky) absorbovaný čas.V tom momente bude vaša batéria nabitá na približne 90 %.Batérie LiFePO4 budú z dlhodobého hľadiska šťastnejšie, keď nebudú príliš dlho sedieť na 100% SOC, takže táto prax predĺži životnosť batérie.Ak absolútne musíte mať 100% SOC vo svojej batérii, potom to urobí absorbcia!Oficiálne sa to dosiahne, keď nabíjací prúd klesne na 5 % – 10 % menovitého Ah batérie, teda 5 – 10 A pre 100 Ah batériu.Ak nemôžete zastaviť absorpciu na základe prúdu, nastavte dobu absorpcie na približne 2 hodiny a nazývajte ju deň.

Kompenzácia teploty

LiFePO4 batérie nepotrebujú teplotnú kompenzáciu!Prosím, vypnite to vo svojom regulátore nabíjania, inak bude vaše nabíjacie napätie úplne vypnuté, keď bude veľmi teplo alebo zima.

Uistite sa, že porovnáte nastavenia svojho regulátora nabíjania s hodnotami skutočne nameranými pomocou kvalitného digitálneho multimetra!Malé zmeny napätia môžu mať veľký vplyv pri nabíjaní lítium-iónovej batérie!Podľa toho zmeňte nastavenia nabíjania!

Vybíjanie batérie LFP

Na rozdiel od olovených batérií zostáva napätie lítium-iónovej batérie počas vybíjania veľmi konštantné.To sťažuje odhad stavu nabitia zo samotného napätia.Pre batériu s miernym zaťažením vyzerá krivka vybíjania nasledovne.

Väčšinu času počas vybíjania bude napätie batérie presne okolo 13,2 V.Od 99 % do 30 % SOC sa mení len o 0,2 V.Nie je to tak dávno, čo bol veľmi zlý nápad™ ísť pod 20 % SOC pre LiFePO4 batériu.To sa zmenilo a súčasná úroda batérií LFP sa počas mnohých cyklov celkom veselo vybije až na 0 %.Je tu však výhoda v jazde na bicykli menej hlboko.Nejde len o to, že cyklovaním na 30 % SOC získate o 1/3 viac cyklov v porovnaní s cyklovaním na 0 %, vaša batéria pravdepodobne vydrží viac cyklov.Ťažké čísla sú, dobre, ťažko dostupné, ale zdá sa, že cyklovanie na 50 % SOC ukazuje približne 3-násobok životnosti cyklu oproti 100 % cyklistiky.

Nižšie je uvedená tabuľka, ktorá zobrazuje napätie batérie pre 12-voltovú batériu vs. hĺbka vybitia.Berte tieto hodnoty napätia s rezervou, krivka vybíjania je taká plochá, že je naozaj ťažké určiť SOC zo samotného napätia.Malé odchýlky v zaťažení a presnosť voltmetra znemožnia meranie.

Skladovanie lítium-iónových batérií  

Veľmi nízka rýchlosť samovybíjania uľahčuje skladovanie batérií LFP, a to aj na dlhšie obdobie.Lítium-iónovú batériu nie je problém na rok odložiť, len sa pred uložením uistite, že je v nej trochu nabitia.Niečo medzi 50% – 70% je v poriadku, čo poskytne batérii veľmi dlhý čas, kým samovybíjanie priblíži napätie k nebezpečnému bodu.

Skladovanie batérií pod bodom mrazu je v poriadku, nezamŕzajú a na teplote im veľmi nezáleží.Snažte sa ich neskladovať pri vysokých teplotách (45 stupňov Celzia a viac) a ak je to možné, snažte sa ich neskladovať úplne plné (alebo takmer prázdne).

Ak potrebujete batérie uskladniť na dlhšie obdobie, nezabudnite z nich jednoducho odpojiť všetky vodiče.Týmto spôsobom nemôže dôjsť k žiadnej stratenej záťaži, ktorá pomaly vybíja batérie.

Koniec vašich lítium-iónových batérií

Počujeme, ako si zdesene vydýchol;z pomyslenia na to, že vaša vzácna LFP batériová banka vám už neprebehne mráz po chrbte!Bohužiaľ, všetky dobré veci sa raz musia skončiť.To, čomu chceme zabrániť, je predčasný koniec, a aby sme to dosiahli, musíme pochopiť, ako lítium-iónové batérie umierajú.

Výrobcovia batérií považujú batériu za „mŕtvu“, keď jej kapacita klesne na 80 % toho, čo by mala byť.Takže pri 100Ah batérii jej koniec nastáva, keď jej kapacita klesne na 80Ah.Existujú dva mechanizmy, ktoré vedú k zániku vašej batérie: Cyklistika a starnutie.Zakaždým, keď vybijete a znova nabijete batériu, trochu sa poškodí a stratíte trochu kapacity.Ale aj keď vložíte svoju vzácnu batériu do krásnej presklenej svätyne, ktorá sa nikdy nesmie cyklovať, aj tak sa to skončí.Ten posledný sa nazýva kalendárny život.

Je ťažké nájsť tvrdé údaje o kalendárnej životnosti batérií LiFePO4, existuje len veľmi málo.Boli vykonané niektoré vedecké štúdie o vplyve extrémov (teploty a SOC) na kalendárny život a tie pomáhajú stanoviť limity.Zisťujeme, že ak nezneužívate svoju batériu, vyhýbate sa extrémom a vo všeobecnosti iba používate batérie v rozumných medziach, existuje horná hranica životnosti kalendára približne 20 rokov.

Okrem článkov vo vnútri batérie je tu aj BMS, ktorý je vyrobený z elektronických súčiastok.Keď zlyhá BMS, zlyhá aj vaša batéria.Lítium-iónové batérie so vstavaným BMS sú stále príliš nové a uvidíme, ale v konečnom dôsledku musí systém správy batérií prežiť tak dlho, ako aj lítium-iónové články.

Procesy vo vnútri batérie sa časom spoja, aby pokryli hraničnú vrstvu medzi elektródami a elektrolytmi chemickými zlúčeninami, ktoré bránia lítiovým iónom vstúpiť do elektród a opustiť ich.Procesy tiež viažu lítiové ióny do nových chemických zlúčenín, takže už nie sú k dispozícii na prechod z elektródy na elektródu.Tieto procesy sa budú diať bez ohľadu na to, čo robíme, ale veľmi závisia od teploty!Udržujte svoje batérie pod 30 stupňov Celzia a sú veľmi pomalé.Prejdite nad 45 stupňov Celzia a veci sa výrazne zrýchlia!Verejný nepriateľ č.1 pre lítium-iónové batérie je zďaleka teplo!

Životnosť kalendára a rýchlosť starnutia batérie LiFePO4: Stav nabitia má tiež niečo spoločné.Aj keď sú vysoké teploty zlé, tieto batérie naozaj, naozaj neradi sedia pri 0% SOC a veľmi vysokých teplotách!Tiež zlé, aj keď nie také zlé ako 0% SOC, je pre nich sedieť pri 100% SOC a vysokých teplotách.Veľmi nízke teploty majú menší vplyv.Ako sme diskutovali, nemôžete (a BMS vám to nedovolí) nabíjať batérie LFP pod bodom mrazu.Ako sa ukazuje, ich vybíjanie pod bodom mrazu, aj keď je to možné, má tiež zrýchlený účinok na starnutie.Nie je to také zlé, ako nechať batériu stáť pri vysokej teplote, ale ak sa chystáte vystaviť batériu mrazu, je lepšie tak urobiť, keď sa nenabíja ani nevybíja a s trochou plynu v nádrži (aj keď nie plná nádrž).Vo všeobecnejšom zmysle je lepšie odložiť tieto batérie pri 50% – 60% SOC, ak potrebujú dlhodobé skladovanie.

Roztopená batéria

Ak naozaj chcete vedieť, čo sa stane, keď sa lítium-iónová batéria nabije pod bod mrazu, je to, že kovové lítium sa usadí na zápornej (uhlíkovej) elektróde.Ani nie pekným spôsobom, rastie v ostrých ihličkovitých štruktúrach, ktoré nakoniec prepichnú membránu a skratujú batériu (čo vedie k veľkolepej udalosti rýchlej neplánovanej demontáže, ako to nazýva NASA, ktorá zahŕňa dym, extrémne teplo a dosť možno aj plamene).Našťastie pre nás je to niečo, čomu BMS bráni.

Prechádzame k cyklistickému životu.Stalo sa bežným získať tisíce cyklov, dokonca aj pri úplnom 100% cykle nabitia a vybitia, z lítium-iónových batérií.Existuje niekoľko vecí, ktoré môžete urobiť, aby ste maximalizovali životnosť cyklu.

Hovorili sme o tom, ako fungujú batérie LiFePO4: Pohybujú lítiovými iónmi medzi elektródami.Je dôležité pochopiť, že ide o skutočné fyzické častice, ktoré majú rovnakú veľkosť.Vytrhnú sa z jednej elektródy a napchajú sa do druhej pri každom nabíjaní a vybíjaní batérie.To spôsobuje poškodenie, najmä uhlíka zápornej elektródy.Pri každom nabití batérie sa elektróda trochu nafúkne a pri každom vybití opäť zoštíhli.V priebehu času to spôsobuje mikroskopické trhliny.Je to preto, že nabitie o niečo menej ako 100 % vám poskytne viac cyklov, rovnako ako vybitie o niečo viac ako 0 %.Tiež si predstavte, že tieto ióny vyvíjajú „tlak“ a extrémne čísla stavu nabitia vyvíjajú väčší tlak, čo spôsobuje chemické reakcie, ktoré nie sú v prospech batérie.To je dôvod, prečo batérie LFP neradi odkladajú na 100 % SOC alebo dávajú do plavákového nabíjania pri (takmer) 100 %.

To, ako rýchlo sa tieto lítiové ióny ťahajú sem a tam, má vplyv aj na životnosť cyklu.Vo svetle vyššie uvedeného by to nemalo byť žiadne prekvapenie.Zatiaľ čo batérie LFP sa bežne nabíjajú a vybíjajú pri 1C (tj 100 ampérov pri 100 Ah batérii), ak to obmedzíte na rozumnejšie hodnoty, uvidíte z batérie viac cyklov.Olovené batérie majú limit okolo 20 % Ah a zotrvanie v tomto limite pre lítium-iónové batérie bude mať výhody aj pre dlhšiu životnosť batérie.

Posledným faktorom, ktorý stojí za zmienku, je napätie, hoci toto je skutočne to, čo má BMS držať pod kontrolou.Lítium-iónové batérie majú úzke okienko napätia na nabíjanie aj vybíjanie.Prechod mimo tohto okna veľmi rýchlo vedie k trvalému poškodeniu a na najvyššej úrovni možnej udalosti RUD (NASA-talk, ako už bolo spomenuté).Pre LiFePO4 je toto okno približne 8,0 V (2,0 V na článok) až 16,8 V (4,2 V na článok).Vstavaný BMS by sa mal postarať o to, aby sa batéria udržala v rámci týchto limitov.

Lekcie so sebou domov

Teraz, keď vieme, ako lítium-iónové batérie fungujú, čo sa im páči a nepáči a ako nakoniec zlyhávajú, je potrebné vziať si niekoľko rád.Nižšie sme vytvorili malý zoznam.Ak sa nechystáte robiť nič iné, vezmite na vedomie prvé dva, majú zďaleka najväčší vplyv na celkový čas, ktorý si budete môcť užívať s lítium-iónovou batériou!Ak budete venovať pozornosť ostatným, pomôže vám to ešte dlhšie.

Aby som to zhrnul, pre dlhú a šťastnú výdrž batérie LFP, v poradí dôležitosti, by ste mali pamätať na nasledujúce:

● Udržujte teplotu batérie pod 45 °C (pod 30 °C, ak je to možné) – to je zďaleka najdôležitejšie!!
● Udržujte nabíjacie a vybíjacie prúdy pod 0,5 C (prednostne 0,2 C)
● Ak je to možné, pri vybíjaní udržujte teplotu batérie nad 0 °C – toto a všetko nižšie nie je ani zďaleka také dôležité ako prvé dva
● Necyklujte pod 10 % – 15 % SOC, pokiaľ to naozaj nepotrebujete
● Ak je to možné, nevystavujte batériu pri 100% SOC
● Nenabíjajte na 100 % SOC, ak to nepotrebujete

Toto je to!Teraz aj vy môžete nájsť šťastie a naplnený život s vašimi LiFePO4 batériami!