Akumulator litowo-jonowy nie taki oczywisty | MOTOFAKTOR

Akumulator litowo-jonowy nie taki oczywisty

person Redakcja 28/10/2022

Firma NOCO opisuje czym charakteryzuje się akumulator litowo-jonowy i jak jego ładowanie różni się od tego spotykanego w odpowiednikach kwasowo-ołowiowych.

 

 

Akumulatory litowo-jonowe to pojęcie dość szerokie. W skład tej grupy wchodzą baterie wykonane w różnych technologiach, które różnią się między sobą związkami chemicznymi stosowanymi do produkcji ogniw. Rozróżnić można następujące rodzaje baterii:

 

  • litowo-niklowo-kobaltowo-manganowe (NMC)
  • litowo-niklowo-kobaltowo-aluminiowe (NCA)
  • litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP)
  • litowo-manganowe (LMO)
  • litowo-tytanowe (LTO)

System zarządzania baterią

Samo stosowanie różnych pierwiastków w budowie akumulatora powoduje, że dane ogniwo jest skłonne wyprodukować różne wartości napięcia. Przykładem może tutaj być ogniwo wykonane w technologii LFP (najczęściej stosowane ogniwa tego typu to LiFePO4), którego napięcie nominalne wynosi 3,2V, natomiast ładowane może być z maksymalnym napięciem 3,65V. Dla porównania, ogniwo typu LTO z tytanianem litu produkuje tylko 2,4V napięcia, a ładowane może być maksymalnym napięciem na poziomie 2,85V.

 

Tu pojawia się problem właściwego doboru napięcia do ładowania akumulatora wykonanego z ogniw w odpowiedniej technologii. Co prawda najczęściej akumulator wyposażony jest w elektronikę zabezpieczającą, czyli system zarządzania baterią (BMS – Battery Management System), która chroni przed doprowadzeniem do ogniwa wyższego niż zalecane napięcia podczas ładowania. Jednak może się zdarzyć, że akumulator nie jest wyposażony w taki system, co automatycznie powinno dyskwalifikować go z możliwości bezpiecznego ładowania.

Ładowanie akumulatora litowo-jonowego

W pierwszym zdaniu podkreślmy, że tradycyjne prostowniki transformatorowe nie nadają się do ładowania akumulatorów wykonanych w technologii litowo-jonowej. W tym celu konieczne jest użycie prostownika ze sterowaniem elektronicznym przystosowanego do tego typu baterii.

 

Główną różnicą wykluczającą użycie transformatorowego prostownika jest przebieg procesu ładowania, który w przypadku akumulatorów litowo-jonowych ma kluczowe znaczenie. Przebieg procesu ładowania akumulatora przez ładowarkę zapisany jest w jej sterowniku jako krzywa ładowania, która określa strategię ładowania akumulatora. To od jej charakterystyki zależy, jakie napięcie i natężenie prądu będzie dostępne podczas kolejnych etapów ładowania akumulatora.

 

Parametry prądowo-napięciowe procesu ładowania są podstawową różnicą między akumulatorami kwasowo-ołowiowymi a litowo-jonowymi. Nowoczesne ładowarki do akumulatorów, takie jak NOCO z serii Genius, są w stanie na podstawie procedur pomiarowych rozpoznać, jaki rodzaj akumulatora jest ładowany i do tego dopasować odpowiednią krzywą ładowania, co zapobiegnie zniszczeniu akumulatora oraz zoptymalizuje cały proces. Warunkiem bezpiecznego ładowania akumulatorów litowo-jonowych jest nieprzekraczanie przez ładowarkę dopuszczalnego napięcia i prądu ładowania.

 

Na serię Genius od NOCO składa się szereg modeli. Już bazowy Genius1 obsługuje baterię o pojemności 30 Ah, zaś topowy Genius10 – 230 Ah. Uzupełniają je, opracowane z myślą o profesjonalistach urządzenia wielostanowiskowe Genius2x2 czy Genius2x4. NOCO wyposażyło produkty w praktyczne rozwiązania ułatwiające wykonanie poszczególnych czynności. Są zabezpieczone przed iskrzeniem i odwrotną polaryzacją, rozpoznają spadki napięcia poniżej 1V i automatycznie aktywują tryb odsiarczania. W przypadku wyższych modeli dodatkiem jest funkcja autonaprawy akumulatora. Wbudowana elektronika pozwala na automatyzację procesu ładowania i reagowanie na spadki lub zanik napięcia w sieci 230 V.

Ładowarka do akumulatorów NOCO Genius5

Akumulator litowo-jonowy działa bezpiecznie w wyznaczonych napięciach roboczych, jednak staje się niestabilny, jeśli będzie ładowany napięciem wyższym, niż przewidywane przez producenta ogniwa. Przekroczenie napięcia ładowania powoduje nieodwracalne zmiany chemiczne wewnątrz ogniwa skutkujące znacznym wzrostem temperatury i zniszczeniem ogniwa. Obecnie najczęściej używane ogniwa wykonane w technologii LiFePO4 są pod tym względem jednymi z bezpieczniejszych, ponieważ w przypadku uszkodzenia nie spalają się w gwałtowny sposób, jak starsze typy ogniw.

 

Ponadto, akumulatory litowo-jonowe ze względu na bardzo niski stopień samorozładowania nie potrzebują doładowania wyrównującego, jak w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych. To oznacza, że po naładowaniu nie ma potrzeby zostawiania ich z podpiętą ładowarką w celu doładowywania w razie spadków napięcia.

 

Pod względem kontroli stanu naładowania są dość wymagające. Nie należy ich rozładowywać „do zera”, ale też ciągłe doładowywanie do 100% może źle wpłynąć na ich żywotność. Optymalne jest utrzymywanie stanu naładowania między 20, a 80%.

Ważna temperatura ładowania

Nie jest zalecane ładowanie akumulatorów litowo-jonowych w temperaturach poniżej 0˚C. Prędkość reakcji spada w niskich temperaturach tak drastycznie, że ładowanie staje się utrudnione, lub niemożliwe. Zaleca się, aby temperatura ładowania odbywała się w zakresie od 0˚C do +45˚C.

Gdy chcesz ładować akumulator litowo-jonowy:

  • Odłącz obciążenie podczas ładowania – wszelkie odbiorniki prądu pobierające energię będą myliły elektronikę sterującą prostownika.
  • Ładuj w umiarkowanej temperaturze. Nie ładuj akumulatora na mrozie.
  • Akumulator litowo-jonowy nie musi być w pełni naładowany. Lepsze jest ładowanie częściowe.
  • Przerwij używanie ładowarki i/lub baterii, jeśli akumulator nadmiernie się nagrzeje
  • Naładuj pusty akumulator przed przechowywaniem. Najlepiej, aby był naładowany w 40-50% (40-50% SoC).
  • Akumulator litowo-jonowy powinien być ładowany w temperaturach z zakresu od 0˚C do +45˚C, natomiast może być używany w szerszym zakresie temperatur, od -20˚C do +65˚C.

Źródło: NOCO

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Subscribe to our newsletter

Send me your newsletter (you can unsubscribe at any time).