Когда дело доходит дозарядка литиевой батареи, безопасность является главным приоритетом. Многие пользователи, ищущие удобства или экономии средств, часто спрашивают: «Можно ли заряжать литиевую батарею с помощью свинцово--кислотного зарядного устройства?"
Ответ – категорическое Нет.Хотя оба могут выглядеть как стандартные источники питания, алгоритмы, необходимые для зарядки литиевых батарей, фундаментально отличаются от алгоритмов, используемых в свинцово-кислотных-химических процессах. Использование неправильного оборудования не только сократит срок службы аккумулятора, но и может стать причиной серьезного пожара.
Чтобы обеспечить безопасность,-имеете ли вы стандартные литий-ионные-ионные или специальныеаккумулятор LiFePO4зарядка-очень важно понимать эти технические пробелы. Это руководство расскажет, почемусвинцово-кислотные зарядные устройства-смертельно опасны для литиевых батарей и помогут вам выбрать правильное решение для зарядки вашей системы.
Можно ли заряжать литиевую батарею свинцово-кислотным зарядным устройством?
Делать это категорически не рекомендуется-это крайне опасно!
Хотя в некоторых чрезвычайных ситуациях может показаться, что свинцово-кислотное зарядное устройство-зарядить литиевую батарею,алгоритмы зарядкии лежащие в их основе технические принципы совершенно разные. Используяпоэтому свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи может привести к серьезным последствиям.
1. Несоответствие режима (алгоритма) зарядки.
- Литиевые батареи:Используйте профиль зарядки CC/CV (постоянный ток/постоянное напряжение). Как только батарея достигает заданного напряжения, зарядный ток быстро снижается, а затем прекращается, чтобы защитить батарею.
- Свинцово--кислотные аккумуляторы:Зарядка разделена на несколько этапов. Самая опасная часть заключается в том, что свинцово-кислотные зарядные устройства-обычно имеют этап «плавающего заряда». Свинцово--кислотным батареям для поддержания напряжения требуется непрерывный небольшой ток, но литиевые батареи не выдерживают такого постоянного напряжения, что может привести к перезарядке и повреждению элементов.
2. Смертельный «режим десульфатации»
Это самый опасный аспект. Многие современные свинцово-кислотные зарядные устройства оснащены функцией импульсной десульфатации, которая посылает импульсы высокого-напряжения (иногда до 15–16 В и выше) для восстановления свинцово-кислотных аккумуляторов.
- Эти импульсы высокого-напряжения могут мгновенно прорвать защитную схему BMS (системы управления аккумулятором) литиевой батареи, вызывая перегорание электронных компонентов и лишая батарею каких-либо защитных функций.
3. Риск теплового выхода из-под контроля (серьезная угроза безопасности)
Поскольку свинцово-кислотное зарядное устройство не отключается полностью после полной зарядки литиевой батареи (поскольку она ожидает перехода в стадию плавающего заряда), батарея остается под высоким напряжением в течение длительного периода времени. Это может привести к образованию дендритов лития внутри батареи, а в тяжелых случаях может привести к выходу из-под контроля температуры, что потенциально может привести к возгоранию или даже взрыву.
Резюме и рекомендации:
- Всегда используйте специальное зарядное устройство:Литиевые батареи (например, LiFePO₄ или тройные литиевые) необходимо заряжать с помощью зарядного устройства, специально предназначенного для литиевых химикатов.
- Проверьте номинальное напряжение:Даже при использовании литиевого зарядного устройства убедитесь, что напряжение зарядного устройства точно соответствует напряжению аккумуляторной батареи (например, 12 В, 24 В, 36 В или 48 В).
советы:На некоторых платформах по-прежнему можно увидеть некоторые свинцово-кислотные-аккумуляторы с пометкой "совместим с литиевыми батареями." Однако это утверждение не соответствует действительности.
Свинцово--кислотные и литиевые аккумуляторы принципиально различаются по алгоритмам зарядки, диапазонам напряжения и стратегиям защиты. Непосредственное их смешивание может легкопривести к несоответствию параметров зарядки. Такое неправильное использование является одной из основных причин преждевременного старения или выхода из строя многих литиевых батарей!
CC/CV или многоэтапный-этап: понимание алгоритмов зарядки
CC/CV специально разработан для литиевых аккумуляторов, а многоступенчатая зарядка – для свинцово--кислотных аккумуляторов.
Смешивать эти два понятия — все равно, что подключать компьютер, требующий точной регулировки напряжения, к нестабильному-источнику питания высокого напряжения-, это прямой путь к катастрофе.
Алгоритм зарядки литиевой батареи: CC/CV (постоянный ток/постоянное напряжение)
Литиевые батареи чрезвычайно чувствительны и требуют очень точного процесса зарядки.
- Стадия CC (постоянный ток):Когда уровень заряда аккумулятора низкий, зарядное устройство подает постоянный ток. На этом этапе напряжение постепенно возрастает-подобно быстрому наполнению пустого ведра водой.
- Стадия CV (постоянного напряжения):Как только напряжение аккумулятора достигает верхнего предела (например, 4,2 В на ячейку), зарядное устройство перестает увеличивать напряжение и вместо этого поддерживает постоянное напряжение, в то время как зарядный ток медленно снижается. Когда ток падает близко к нулю, зарядка полностью прекращается.
- Ключевой момент:После полной зарядки литиевой батареи ее необходимо отключить от дальнейшей зарядки; Постоянное применение напряжения не допускается.
Алгоритм зарядки свинцово--кислотного аккумулятора: многоэтапная-зарядка
Свинцово--кислотные аккумуляторы относительно прочны, но подвержены саморазряду,-поэтому для их обслуживания требуется более сложный, многоэтапный процесс зарядки.
Этап 1. Массовая зарядка (высоко-токовая зарядка)
Подобно этапу CC, на этом этапе аккумулятор заряжается примерно до 80 %.
Этап 2: Поглощение
По сравнению с этапом CV, на этом этапе происходит постепенное пополнение оставшейся мощности.
Этап 3. Устранение - источника опасности
Это ключевое отличие. После полной зарядки свинцово--кислотного аккумулятора зарядное устройство не отключается. Вместо этого он поддерживает более низкое напряжение и продолжает подавать питание. Это так называемая плавающая зарядка, используемая для компенсации естественного-саморазряда свинцово--кислотных аккумуляторов.
Этап 4: Выравнивание (балансировка/десульфатация) - Фатальный риск
Некоторые зарядные устройства периодически подают импульсы высокого-напряжения, чтобы удалить накопление сульфатов на пластинах аккумулятора.
Основной конфликт: почему они не взаимозаменяемы
| Особенность | CC/CV (литий) | Многоступенчатый-(свинцовый-кислотный) | Последствия смешивания |
|---|---|---|---|
| Сообщение-Полная зарядка | Полностью отсекает ток (Cut-выкл.) | Входит в режим Float, продолжает подавать питание | Перезаряд литиевой батареи, приводящий к образованию внутренних дендритов и сокращению срока службы. |
| Предел напряжения | Чрезвычайно строгий, погрешность <0,05 В. | Допускаются колебания, иногда импульсы высокого-напряжения. | Импульсы высокого-напряжения могут мгновенно вывести из строя BMS литиевой батареи. |
| Поведение при перезарядке | Перезапускается только тогда, когда напряжение падает до определенного уровня. | Всегда подключен, поддерживает малый ток | Литиевая батарея остается под высоким напряжением в течение длительного времени и подвержена тепловому выходу из строя. |
Почему режим десульфатации в свинцово-кислотных зарядных устройствах убивает литиевые аккумуляторы?
Говоря простым языком, "Режим десульфатации" называют "убийцей" литиевых батарей, поскольку они излучают импульсы высокого-напряжения, которые литиевые батареи просто не выдерживают.
1. Что такое режим десульфатации? («Лекарство» от свинцово--кислотных аккумуляторов)
Со временем на пластинах свинцово--кислотных аккумуляторов образуются затвердевшие кристаллы сульфата свинца (сульфатация), что снижает емкость аккумулятора. Чтобы решить эту проблему, многие свинцово--зарядные устройства оснащены режимом десульфатации или ремонта.
- Принцип:Зарядное устройство излучает высокочастотные-импульсы высокого-напряжения (иногда мгновенное напряжение достигает 16 В, 20 В или даже выше), пытаясь разбить кристаллы на части посредством "электрической вибрации".
2. Почему это «яд» для литиевых батарей?
Структура и химический состав литиевых батарей делают их чрезвычайно чувствительными к напряжению. Режим десульфатации может уничтожить литиевые батареи двумя способами:
A. Мгновенный выход из строя BMS (системы управления аккумулятором)
Внутри каждой литиевой батареи находится плата защиты (BMS). Электронные компоненты BMS (например, МОП-транзисторы) имеютпредел номинального напряжения.
- Последствие:Импульсы высокого-напряжения в режиме десульфатации свинцово-кислотного зарядного устройства значительно превышают допустимые пределы BMS. Это похоже на лампочку, рассчитанную на 220 В, на которую внезапно попадает напряжение 1000 В-, и BMS мгновенно перегорает. При выходе BMS из строя аккумулятор теряет защиту от перезаряда и короткого-замыкания, превращая его в опасное незащищенное устройство.
Б. Принудительное повреждение химической структуры клетки.
Литиевые батареи имеют очень строгие ограничения по зарядке (например, напряжение отдельных элементов не должно превышать 4,2 В или 3,65 В).
- Последствие:Даже если BMS чудом выживет, импульсы высокого-напряжения заставят ионы лития ударяться об анод с аномальной скоростью, вызывая образованиелитиевые дендриты (крошечные металлические шипы). Эти шипы могут пробить сепаратор между анодом и катодом, что приведет к внутренним коротким замыканиям.которые могут вызвать самовоспламенение-или даже взрыв.
Многие пользователи думают: «Я заряжал его некоторое время, и аккумулятор не взорвался, так что все должно быть в порядке, верно?»
Правда в том: ущерб часто является необратимым и скрытым.Режим десульфатации уже мог сделать BMS крайне нестабильным или повредить внутренние ячейки. Неисправность может произойти только во время следующей зарядки или в случае удара аккумулятора.
Опасность «плавающей зарядки» для срока службы литиевой батареи
Плавающая зарядкаэто стандартная операция для свинцово-кислотных зарядных устройств,-но для литиевых батарей она действует как хронический яд, существенно сокращая срок службы батареи.
Что такое плавающая зарядка?
Свинцово--кислотные аккумуляторы имеют относительно высокую скорость саморазряда-. Поэтому после полной зарядки аккумулятора свинцово-кислотное зарядное устройство не отключает питание. Вместо этого он поддерживаетмалый ток и постоянное напряжениечтобы аккумулятор оставался в рабочем состоянии100% полная зарядка.
Почему литиевые батареи не нуждаются в плавающей зарядке?
Литиевые батареи имеют очень стабильный химический состав и чрезвычайно низкую скорость саморазряда-. После полной зарядки им не требуется дополнительный ток для поддержания своей емкости.
Принцип работы лития: прекратите зарядку после полной зарядки (выключите-).
Три основных вреда плавающей зарядки литиевых батарей
А. Ускоренное разложение электролита (химическое разложение)
Литиевые батареи наиболее уязвимы при полной зарядке (высоком напряжении). Плавающий заряд заставляет аккумулятор оставаться при максимальном напряжении отключения в течение длительного периода времени.
- Последствие:Длительное воздействие-напряжения приводит к химическому разложению внутреннего электролита аккумулятора, образованию газа и увеличению внутреннего сопротивления.Вот почему многие литиевые батареи, неправильно использованные с неподходящим зарядным устройством, разбухают («вздуваются»).
Б. Рост дендритов лития
Под постоянным напряжением плавающей зарядки ионы лития могут накапливаться на поверхности анода, образуя игольчатые-подобные металлические кристаллы, известные как "литиевые дендриты."
- Последствие:Эти острые кристаллы могут постепенно пробить внутренний сепаратор аккумулятора. При повреждении сепаратора возникают внутренние короткие замыкания, вызывающие перегрев и потенциально приводящие к выходу батареи из строя.загореться или взорваться.
C. Сокращение срока службы
Срок службы литиевой батареи определяется циклами ее зарядки. Плавающий заряд заставляет аккумулятор периодически циклически переходить от крошечных разрядов к микро-зарядам.
- Последствие:Хотя каждый отдельный заряд невелик,эти долгосрочные-незначительные колебания постепенно истощают активные вещества в клетках., что приводит к быстрой потере мощности. Батарея, изначально рассчитанная на 5 лет, может значительно сократить запас хода в течение 1–2 лет из-за длительной зарядки в режиме ожидания.
Ключевые технические различия между зарядными устройствами для свинцово-кислотных и литиевых аккумуляторов
| Особенность | Свинцово-кислотное зарядное устройство-(с поплавком) | Специальное зарядное устройство для лития (без поплавка) |
|---|---|---|
| Действия после полной зарядки | Снижает напряжение и продолжает подавать питание | Полностью отключает выход (или переходит в режим защиты) |
| Влияние на батарею | Предотвращает саморазряд-, вызывающий истощение запасов энергии. | Предотвращает химическое повреждение от перезарядки |
| Состояние батареи | Всегда поддерживается на уровне 100%. | После достижения 100% естественным образом падает до безопасного напряжения. |
Конкретные последствия использования разных зарядных устройств
| Особенность | Техническая реакция | Последствия для литиевой батареи | Уровень риска |
|---|---|---|---|
| Режим десульфатации | Импульсы высокого-напряжения (16–20 В+) | Мгновенное воздействие на схему; Плата защиты BMS сгорает, оставляя аккумулятор совершенно незащищенным («голым»). | 🔴 Экстрим |
| Плавающий заряд | Аккумулятор не отключается после полной зарядки; постоянный стресс напряжения на клетках | Разложение и набухание электролита; газообразование приводит к деформации корпуса, увеличению внутреннего сопротивления и значительной потере производительности. | 🟠 Высокий |
| Несоответствие алгоритма (CC/CV или многоэтапный-этапный) | Невозможность точно определить полный заряд, принудительная зарядка | Рост дендритов лития; металлические кристаллы пробивают сепаратор, вызывая необратимые внутренние короткие замыкания. | 🔴 Экстрим |
| Без механизма отключения-отключения | Аккумулятор остается на 100 % от полного напряжения в течение длительного периода времени. | Ускоренное снижение мощности; деактивация активного материала сокращает срок службы с лет до месяцев | 🟡 Средний |
| Накопление тепла | Зарядное устройство не может уменьшить ток в соответствии с потребностями литиевой батареи, что приводит к повышению температуры. | Тепловой разгон и пожар; температура аккумулятора быстро возрастает, что может привести к самовоспламенению-или взрыву. | 🔴 Летальный |
В целях безопасности вашего аккумулятора немедленно переключитесь на специальное зарядное устройство LiFePO₄. [Нажмите, чтобы просмотреть специальную серию Copow]
Можете ли вы зарядить батарею lifepo4 с помощью зарядного устройства для литиевых батарей?
Не рекомендуется этого делать; следует избегать смешивания зарядных устройств.
Хотяаккумулятор LiFePO4и стандартные литиевые батареи относятся к семейству литиевых батарей, их характеристики напряжения существенно различаются.Использование неправильного зарядного устройства может привести к повреждению аккумулятора или препятствовать его полной зарядке.
1. Несоответствие напряжения отсечки (самая важная причина)
Это непосредственная причина поломки аккумулятора:
- Стандартные литиевые батареи (тройные литий-ионные-):Напряжение полного-заряда на элемент обычно составляет 4,2 В.
- LiFePO₄ аккумуляторы:Напряжение полного-заряда на элемент обычно составляет 3,65 В.
- Последствие:Если вы используете стандартное литиевое зарядное устройство длязарядить аккумулятор LiFePO₄, зарядное устройство попытается поднять напряжение до 4,2 В, что приведет к серьезному перезаряду. Хотя LiFePO₄ относительно безопасен и не подвержен возгоранию,перезарядка может привести к вздутию, быстрой потере емкости и даже полному выходу из строя аккумулятора..
2. Структурные различия аккумуляторных блоков на 12 В.
Для обычных аккумуляторов на 12 В внутренняя конфигурация совершенно другая:
- 12 В LiFePO4:Обычно состоит из 4 последовательно соединенных элементов (4S) с напряжением полного-заряда 14,6 В.
- Стандартный литий-ионный аккумулятор 12 В (литий-ионный -):Обычно состоит из 3 последовательно соединенных элементов (3S) с напряжением полного-заряда 12,6 В.
Неловкие ситуации при смешивании зарядных устройств
- Использование зарядного устройства на 12,6 В с аккумулятором на 14,6 В: Аккумулятор никогда не заряжается полностью, обычно достигая лишь около 20–30% своей мощности.
- Использование зарядного устройства на 14,6 В с аккумулятором на 12,6 В:Аккумулятор будет сильно перенапряжен, а в случае выхода из строя BMS (системы управления аккумулятором) существует очень высокий риск возгорания.
3. Нагрузка на BMS (систему управления аккумулятором)
Хотя высококачественные-аккумуляторы оснащены системой BMS, которая может принудительно отключать зарядку при перенапряжении,BMS служит последней линией безопасности и не должна использоваться в качестве контроллера ежедневной зарядки.
- Принуждение зарядного устройства к «борьбе» с напряжением отключения BMS в течение длительного времени ускоряет старение компонентов платы защиты.
- Если BMS выходит из строя и в зарядном устройстве отсутствует правильное напряжение отключения, последствия могут быть катастрофическими.
статья по теме:
Объяснение времени отклика BMS: быстрее не всегда лучше
Что такое система управления батареями LiFePO4?
Подробное руководство по характеристикам зарядки LiFePO4 и свинцово-кислотной-кислоты
Резюме: Как выбрать правильное зарядное устройство для аккумулятора lifepo4?
Чтобы обеспечить безопасностьЗарядка аккумуляторов LiFePO4, выбор зарядного устройства зависит не только от того, сможет ли оно заряжать аккумулятор-, но и отявляются ли его характеристики точными и совместимыми.
1. Убедитесь, что выбран алгоритм зарядки CC/CV.
LiFePO₄ аккумуляторытребуется логика зарядки постоянного тока/постоянного напряжения (CC/CV).
- Требование:Зарядное устройство должно иметь возможность полностью отключать выходную мощность при достижении напряжения отключения или переходить в режим минимального обслуживания. Он никогда не должен включать высоковольтные импульсы «десульфатации» или непрерывные этапы «плавающей зарядки», как в свинцово-кислотном зарядном устройстве.
2. Проверьте точное выходное напряжение.
- Аккумуляторная батарея 12 В (4S): Выход зарядного устройства должен составлять 14,6 В.
- Аккумуляторная батарея 24 В (8S): Выход зарядного устройства должен составлять 29,2 В.
- Аккумуляторная батарея 36 В (12S): Выходное напряжение зарядного устройства должно составлять 43,8 В.
- Аккумуляторная батарея 48 В (16S): Выход зарядного устройства должен составлять 58,4 В.
Примечание:Даже разница в 0,1 В в долгосрочной перспективе может повлиять насрок службы батареи lifepo4, поэтому напряжение должно быть точно согласовано.
3. Выберите подходящий ток зарядки (ампера).
Скорость зарядки зависит от силы тока.Рекомендуется следовать нормативу от 0,2°C до 0,5°C.
- Расчет:Для аккумулятора емкостью 100 Ач рекомендуемый зарядный ток составляет от 20 А (0,2 С) до 50 А (0,5 С).
- Кончик:Слишком высокий ток может привести к чрезмерному нагреву и сокращению срока службы аккумулятора, а слишком низкий ток приведет к чрезмерно длительному времени зарядки.
💡 3 совета,-как избежать ошибок при покупке зарядного устройства Lifepo4
- Проверьте этикетку:Отдавайте предпочтение продуктам с четкой маркировкой «LiFePO₄ Charger» на корпусе. Избегайте общих ярлыков «Зарядное устройство для лития».
- Проверьте вилку и полярность:Убедитесь, что разъем зарядного устройства (например, вилка Андерсона, авиационный разъем, зажим типа «крокодил») соответствует вашей батарее, и никогда не меняйте местами положительную и отрицательную клеммы.
- Проверьте вентилятор и охлаждение:Для зарядных устройств большой-мощности выбирайте модель с алюминиевым-корпусом и активным охлаждающим вентилятором для более стабильной и безопасной работы.
Лучшим выбором всегда является оригинальное зарядное устройство, поставляемое производителем аккумулятора. Аккумуляторы Copow LiFePO₄ поставляются со специально разработанными для них зарядными устройствами.
