Ak ste si kúpili lítium-železofosfátové (LiFePO4) batérie, viete, že ponúkajú viac cyklov a sú ľahšie ako uzavreté olovené batérie (SLA). Nabíjajú sa tiež štyrikrát rýchlejšie ako batérie SLA. Na nabíjanie batérie LiFePO4 odporúčame použiť a nabíjačka lítiových batérií určené pre túto chémiu.
Môže olovená nabíjačka nabíjať lítiovú batériu?
Tento príspevok zdôrazní podobnosti v profiloch nabíjania olovených a lítiových batérií. Pri používaní olovených nabíjačiek pre lítiové batérie však buďte opatrní, pretože ich môžu poškodiť alebo podbiť, čím sa časom zníži ich kapacita. Existujú značné rozdiely lítiové a olovené batérie.
Profil nabíjania batérie so zapečatenou olovenou kyselinou (SLA).
Na nabíjanie uzavretej olovenej batérie používa trojstupňovú metódu: počiatočné nabíjanie (konštantný prúd), saturačné dobíjanie (konštantné napätie) a udržiavacie nabíjanie.
V 1. fáze obmedzte prúd, aby ste predišli poškodeniu batérie. Napätie stúpa a klesá, keď sa blíži k plnému nabitiu. Táto fáza je kritická a mala by sa zvyčajne vykonávať pri 10 % - 30 % (0,1 C až 0,3 C) kapacity batérie.
Fáza 2 začína, keď napätie dosiahne svoj limit (14,7 V pre rýchle nabíjanie SLA batérií, 14,4 V pre ostatné). Tu sa prúd znižuje, kým neklesne pod 5% menovitej kapacity.
Stupeň 3 alebo plávajúce nabíjanie udržiava plnú kapacitu batérie počas pohotovostných aplikácií alebo skladovania, aby sa zabránilo samovybíjaniu a poškodeniu platní sulfatáciou.
Profil nabíjania batérie LiFePO4
Batérie LiFePO4 zdieľajú rovnaké stupne konštantného prúdu a napätia ako batérie SLA, ale nabíjajú sa rýchlejšie vďaka vyšším rýchlostiam nabíjania.
Fáza 1 nabíjania batérie LiFePO4 zvyčajne prebieha pri 30 % - 100 % (0,3 C až 1,0 C) kapacity batérie, pričom sa dokončí približne za jednu hodinu v porovnaní so štyrmi hodinami v prípade SLA. Dokonca aj pri 0,5 °C sa batéria LiFePO4 nabíja takmer trikrát rýchlejšie ako SLA.
Fáza 2, potrebná na dosiahnutie 100 % stavu nabitia (SOC), trvá šesť hodín pre SLA a len asi 15 minút pre LiFePO4. Celkovo sa lítiová batéria dokáže úplne nabiť za štyri hodiny, zatiaľ čo batéria SLA trvá približne desať hodín. V cyklických aplikáciách môžu lítiové batérie cyklovať niekoľkokrát denne v porovnaní s jedným v prípade olovených batérií.
Čo sa týka nabíjacích profilov Stage 3, LiFePO4 batéria nevyžaduje plaviace nabíjanie ako olovená kyselina a nemala by sa dlhodobo skladovať pri plnom SOC. Namiesto toho by sa mal plne cyklovať každých 6-12 mesiacov a počas skladovania si zachovať iba 50 % SOC.
V pohotovostných aplikáciách s nízkou mierou samovybíjania si lítiové batérie udržia takmer plnú kapacitu aj bez nabíjania po dobu až jedného roka. Pri dlhšom trvaní sa odporúča dobíjanie podľa napätia, najmä pre batérie s funkciami Bluetooth alebo Wi-Fi.
Charakteristiky nabíjania lítiovej batérie
Nastavenia napätia a prúdu počas nabíjania
Napätie otvoreného obvodu pri plnom nabití (OCV) pre 12V batériu SLA je 13,1V, zatiaľ čo pre 12V lítiovú batériu je to 13,6V. Batéria sa poškodí iba vtedy, ak nabíjacie napätie výrazne prekročí jej plné nabíjacie napätie. Preto udržujte SLA batériu pod 14,7 V a pod 15 V pre lítiové batérie počas nabíjania 2. fázy. Pre plávajúce nabíjanie pre SLA sa odporúča približne 13,8 V.
Bezpečný rozsah nabíjania medzi 13,8 V a 14,7 V existuje pre oba typy bez toho, aby došlo k poškodeniu. Nabíjačky musia zodpovedať kapacite batérie. Lítiové batérie sa môžu nabíjať až do 1C, zatiaľ čo olovené batérie by mali zostať pod 0,3C. To znamená, že 20AH lítiová batéria sa nabíja až 20A a olovená až 6A.
Vypínací prúd nabíjania je nastavený na 5 % kapacity, takže obe batérie majú vypínací prúd 0,5 A, ktorý je zvyčajne určený nastavením nabíjačky.
Univerzálne nabíjačky často umožňujú výber chémie, optimalizáciu rozsahu napätia a určenie, kedy je batéria úplne nabitá. V prípade lítiových batérií by sa mali automaticky vypnúť alebo v prípade batérií SLA prepnúť do plavákového režimu.
Lítiové batérie nahrádzajú zapečatenú olovenú kyselinu v plavákových aplikáciách
Lítiové batérie sa často používajú v aplikáciách, ktoré boli predtým udržiavané batériami SLA s plavákovým nabíjaním, ako sú systémy UPS.
Objavili sa obavy o bezpečnosť, ale vo všeobecnosti je bezpečné používať štandardnú nabíjačku SLA s konštantným napätím pre lítiové batérie, ak spĺňa určité podmienky:
- Žiadne desulfatačné nastavenie
- Napätie rýchleho/hromadného nabíjania 14,7V
- Odporúčané udržiavacie nabíjacie napätie 13,8V
Upozorňujeme, že niektoré inteligentné alebo viacstupňové nabíjačky SLA detegujú napätie v otvorenom okruhu (OCV). Ak je lítiová batéria príliš vybitá a je v ochrannom režime (blízko 0V OCV), tieto nabíjačky môžu predpokladať, že je batéria vybitá, a vyhnúť sa jej nabíjaniu. Naproti tomu nabíjačka s lítiovým nastavením sa môže pokúsiť obnoviť príliš vybitú batériu.
Dlhodobé skladovanie
Kedy skladovanie batérií dlhodobé, požiadavky na skladovanie sa líšia pre SLA a lítiové batérie.
Po prvé, chémia batérie určuje optimálny stav nabitia (SOC) pre skladovanie. Batérie SLA by sa mali skladovať v blízkosti 100 % SOC, aby sa zabránilo sulfatácii, ktorá znižuje kapacitu v dôsledku nahromadenia kryštálov síranu. Naopak, lítiové batérie by sa mali skladovať pri asi 50 % SOC, aby sa zachovala stabilita na kladnom póle a zabránilo sa trvalej strate kapacity.
Po druhé, zvážte mieru samovybíjania. Batérie SLA majú vysokú rýchlosť samovybíjania a potrebujú plavák alebo udržiavacie nabíjanie, aby zostali blízko 100 % SOC. Lítiové batérie majú nižšiu rýchlosť vybíjania a môžu vyžadovať minimálne udržiavacie nabíjanie.
Odporúčané nabíjačky batérií
Vždy prispôsobte svoju nabíjačku správnemu prúdu a napätiu batérie. Napríklad pre 12V batériu nepoužívajte 24V nabíjačku.
Používajte nabíjačku vhodnú pre chémiu vašej batérie, zvážte poznámky o používaní nabíjačky SLA s lítiovými batériami. Uistite sa, že nabíjačka SLA nemá pri nabíjaní lítiových batérií režimy desulfatácie alebo vybitej batérie.
Ak máte otázky týkajúce sa kompatibility nabíjačky s produkty lítiových batérií, pošlite nám e-mail o pomoc.
