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Die LiFePO4-Batterie-SELBSTBAU-Anleitung ist der ideale Ausgangspunkt für Anfänger, die daran denken, hochwertige LiFePO4-Batterieprojekte selbst zu bauen.
Die LiFePO4-Batterie ist der ideale Ausgangspunkt für alle, die eine Eigenbau-Lösung in Erwägung ziehen und ein qualitativ hochwertiges Li-Ion-Batterieprojekt aufbauen möchten. Erlernen Sie die Grundlagen von LiFePO4-Batterien und erhalten Sie Tipps, wie Sie diese reichhaltige saubere Energiequelle in Ihr Zuhause integrieren können. Bevor Sie mit Ihrem Eigenbau-Batterieprojekt beginnen, sollten Sie Folgendes wissen:
Lithium-Iron-Phosphat (LiFePO4 oder LFP) ist das sicherste der gängigen Lithium-Ionen-Akkutypen (Li-Ion). Im Vergleich zu den traditionelleren kobaltbasierten Lithium-Ionen-Batterien haben sie den Vorteil einer höheren Leistungsausgabe, schnelleren Ladung, geringerem Gewicht und langerem Lebensdauer. Die Batterie verfügt außerdem über bessere Sicherheitsfunktionen und wird unter Extrembedingungen nicht explodieren. LiFePO4-Batterien verwenden LiFePO4 als Positivelektrode und Graphit als Negativelektrode. Die Nennspannung der Batterie beträgt 3,2V; es sei erwähnt, dass die Nennspannung der Bleiakkumulatoren 2,1V beträgt, und in vielen Fällen ist die LiFePO4-Batterie eine perfekte Alternative zum Bleiakkumulator.
Derzeit gibt es drei gängige Formen von LiFePO4-Batterien: zylindrisch, prismatisch und Taschenform. Verschiedene Formen der Batterien haben einen gewissen Einfluss auf die Leistung. Derzeit sind die für DIY-Begeisterung am besten geeigneten Batterien die prismatischen LiFePO4-Batterien, die sowohl in Bezug auf Leistung als auch auf den Bearbeitungsschwierigkeitsgrad sehr gut geeignet sind.
Die Vorteile von LiFePO4-Batterien sind vielfältig:
1. Mit einer Lebensdauer von bis zu 15 Jahren und mehr als 8000 Zyklen.
2. Leichteres Gewicht und kleinerer Aufbau.
3. Die Gesamtkosten über die Lebensdauer sind niedrig.
4. Unterstützen schnelles Laden und Entladen.
5. Erlauben eine Entladung von 80% DOD oder mehr.
6. Niedrige Eigenentladungsrate.
7. Sehr umweltfreundlich und sicher, erfordert wenig Wartung.
8. Hochtemperaturleistung ist gewährleistet.
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I. Anodenmaterial – Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO₄)
Bestimmung der Batterieenergiedichte, Hochtemperaturwiderstand und Zykluslebensdauer
II. Negativelektrodenmaterial – Graphit (C)
Bietet Kanäle für eingebettete Lithiumionen, die die Lade-/Entladegeschwindigkeit und die Tieftemperatureigenschaften der Batterie bestimmen.
III. Elektrolyt - LiPF₆-Lösung
Leitet Lithiumionen und beeinflusst den inneren Widerstand der Batterie, das Multiplikatorverhalten und die Lagerdauer.
IV. Trennschichten – Polyolefin-Mikropor-Membranen
Isoliert Positive und Negativelektroden, ermöglicht den Durchgang von Lithiumionen, thermische Abschaltfunktion.
V. Batteriemanagementsystem (BMS)
Spannung/Strom/Temperaturüberwachung: Genauigkeit ±0,5% (Spannung), ±1% (Strom).
Gleichspannungsregelung: Spannungsdifferenz zwischen einzelnen Zellen <5mV.
Fehlerenschutz: Überladung (>3,65V Abschaltung), Entladung (<2,0V Alarm).
VI. Gehäuse und Verkleidungsprozess
Quadratisches Aluminiumgehäuse, Zylindrisches Stahlgehäuse, Weiches Alu-Plastikfolie-Gehäuse.
Es gibt zwei grundlegende Arten von Verbindungen:
I. Eine Art von Verbindung ist Reihe (S).
Das Verbinden der Plus- und Minuspole von zwei unterschiedlichen Batterien wird als Serienschaltung bezeichnet. Dadurch erhöht sich die Spannung des Akkupakets, während sich die Kapazität gleich bleibt.
II. Die andere ist Parallel (P).
Die Pluspole zweier verschiedener Batterien werden parallel verbunden. Das Ergebnis ist, dass sich die Kapazität des Akkupakets erhöht, während die Spannung konstant bleibt.
Natürlich ist eine reine Serien- und Parallelschaltung nur für kleine LiFePO4-Batteriepacks anwendbar, während große LiFePO4-Batteriegeräte normalerweise sowohl Serien- als auch Parallelschaltungen aufweisen. Es sollte beachtet werden, dass das Mischen von Batterien nicht empfohlen wird. Das Mischen von Batterien kann nur in Erwägung gezogen werden, wenn die Chemie und das Spannungslevel identisch sind. Einige extreme Vorgehensweisen können nur von erfahrenen Elektrikern beherrscht werden und sollten von Anfängern nicht nachgeahmt werden.
Das Ausbalancieren und Komprimieren von Lithium-Iron-Phosphat-Batterien ist ein sehr wichtiger Bestandteil des Prozesses.
Das Ziel des Batterieausgleichs besteht darin, die Ladung zwischen jeder Zelle auszugleichen, um eine konsistente Leistung über das gesamte Batteriepack zu gewährleisten und dem Pack zu ermöglichen, längerfristig Leistung aufrechtzuerhalten und sicherer zu operieren. Typischerweise kann der Akkuausgleich manuell oder mit einem Ausgleichsgerät durchgeführt werden.
I. Vorbereitende Arbeiten
Akkukern: wähle große Fabrik Lithium-Eisenphosphat-Akkukerne, diese müssen nach Kapazität und Widerstand aufgeteilt werden (Spannungsdifferenz <0,05V, interner Widerstandsunterschied <5mΩ).
Schutzplatten: passende Spannung/Stromstärke (z. B. 12V wählen Sie 4 Serien, Strom > Gerätepeak), mit erforderlicher Ausgleichsladung.
Werkzeuge: punktenschweisser, Multimeter, Widerstandsmessgerät, Isoliermaterialien.
II. Montageschritte
1. Zellanordnung
In Serie: 4 Serien = 12V, 16 Serien = 48V (einzelne 3.2V).
Parallel: Erhöhung der Kapazität (z.B. 2 parallel 6000mAh = 12Ah).
2. Schweißen und Fügen
Nickelblech wird punktgeschweißt, um den Kern zu verbinden, Kupferblech für hohen Strom.
Die Schutzplatine wird zuerst mit der Spannungsabnahmelinie verbunden und dann mit den Hauptplus- und Minuspolen.
3. Verpackungstest
Wärme-schrumpfbare Röhren/Akkuboxenverpackung zum Testen der Gesamtspannung, Lade-/Entlade-Funktion und der Reaktion der Schutzplatine (Kurzschluss-Trennung <1 Sekunde).
III. Schlüsselüberlegungen
1. Sicherheit an erster Stelle: kurzschlussfest, überhitzungssicher (Punktenschweißstrom ≤ 150A), fernab von Zündquellen.
2. Punkte zu vermeiden: elektrischer Kern: Maschinenabbau ablehnen / kein Standardkern, große Einzelzellen müssen an Kupferleisten angeschlossen werden.
3. Schutzplatine: echte Strommessung, um Falschbeschriftungen zu vermeiden (z. B. angegebene 200A erfordern Ladeverifikation).
Batteriekompression ist die Verwendung bestimmter Werkzeuge, um jede Batteriezelle eng zusammenzufügen. Dies geschieht, um zu verhindern, dass sich die Batterie während des Betriebs ausdehnt, was sich auf die Leistung des Akku-Packs auswirken kann. Wiederum ist das Komprimieren einer Batterie nicht schwierig. Im Allgemeinen wird empfohlen, Schwämme oder Isolationsplatten zu verwenden, um die Lücken zwischen den verschiedenen Zellen auszufüllen, und Isolationsrahmen oder Isolationsbehälter zur äußersten Schicht des gesamten Batteriepaks hinzuzufügen.
Die Aufladung von LiFePO4-Batterien erfordert den Einsatz eines speziellen Laders.
Achten Sie darauf, keinen Blei-Akku-Lader zum Laden zu verwenden, da dies dazu führt, dass die LiFePO4-Batterie nicht vollständig aufgeladen wird.
Es ist außerdem wichtig zu beachten, dass LiFePO4-Batterien bei Temperaturen von 0 °C (32 °F) und darunter nicht aufgeladen werden dürfen, da dies die Batterie beschädigen kann.
I. Übermäßige Ladezeit
Ursachen: Zu wenig Strom (z. B. Aufladen einer großen Batterie mit einem Handy-Ladegerät), alternde Batterie.
Lösung: Verwenden Sie ein passendes Ladegerät, alternde Batterien müssen ersetzt werden.
II. Unterladung (Spannung nicht erreicht)
Ursachen: Ungleichmäßige Batteriepakete, beschädigte Monoblocs, unzureichende Lade-Spannung.
LÖSUNG: Reparieren Sie mit einem ausgleichenden Lader, prüfen Sie defekte Zellen und stellen Sie sicher, dass die Ladeausgabe korrekt ist.
III. Starkes Laden und Erhitzen
Ursachen: Überschüssiger Strom, hohe Umgebungstemperatur, erhöhter interner Widerstand (Alterung).
LÖSUNG: Reduzieren Sie den Ladestrom und sorgen Sie für Belüftung.
IV. Überladung/Überentladung
Gefahren: Überladung führt zu Aufquellen und Kurzschluss; Überentladung verursacht dauerhafte Schäden.
Prävention: Ein Ladegerät mit Schutzplatine (BMS) muss verwendet werden.
V. Nieder temperatur Ladeprobleme
Phänomen: Laden unter 0℃ führt leicht zu Lithium-Ausfall und verkürzt die Lebensdauer.
Lösung: Erwärmen Sie die Batterie vor dem Laden auf über 5℃, oder verwenden Sie ein Niedertemperatur-Ladegerät.
VI. Falsche Wahl des Laders
FEHLER: Verwendung eines Blei-Säure-Ladegeräts (Spannung/Strom unpassend).
Richtig: Wählen Sie ein spezielles Lithium-Iron-Phosphat-Ladegerät (einzelne 3,65V, unterstützt BMS-Kommunikation).
VII. Akku-Pack Ungleichgewicht
Ausprägung: Einige Zellen sind zuerst voll/leer, Gesamtkapazität verringert sich.
Reparatur: Regelmäßiges Laden und Entladen mit einem Ausgleichsladegerät, oder manuelles Auffüllen der Batterie.
I. Setze formale Recyclingkanäle prioritätlich um
Offizielle Kanäle werden bevorzugt: Kontaktiere die offiziellen Recyclingdienste von Akkufabrikanten oder Automobilunternehmen und lehne informelle Kanäle ab.
Vermeide Straßenhändler und mobile Sammelpunkte, die oft unter Preisdruck stehen, illegal auseinandergenommen werden und keine Umweltschutzmaßnahmen haben.
II. Erkennen des Akkuzustands, um eine Unterschätzung des Werts zu vermeiden
Überprüfung der grundlegenden Informationen: Stelle das Akkumulatormodell, die Kapazität und das Produktionsdatum (Etikett oder Beleg über den Kauf) zur Verfügung, um zu verhindern, dass Recycler "unvollständige Informationen" nutzen, um den Preis zu drücken.
Echte Akkulabels sollten den Hersteller, die nominale Kapazität (z. B. "LPF-100Ah") enthalten.
Spezialausrüstungstests: erfordert Tests mit einem Akkutester:
Verbleibende Kapazität: ≥80% kann recycelt werden (z. B. 100Ah-Akku mit ≥80Ah verbleibender Kapazität);
Interne Widerstände: einzelne ≤ 50mΩ, hohe interne Widerstände können auf übermäßiges Alter hinweisen;
Spannungsplattform: volle Spannung ≈ 3,65V, zu niedrig und es besteht Gefahr von Schäden.
Beobachten Sie, ob es Anzeichen von Aufquellen, Flüssigkeitsausfluss, Kurzschluss gibt; solche Akkus sind von geringem Wert und gefährlich;
Wenn der Entsorger sich weigert, das Gerät zur Inspektion zu öffnen, kann es sich um gefälschte Zellen handeln (z. B. Lithium-Ternär als Lithium-Eisen-Phosphat ausgegeben).
III. Standardisieren Sie den Transaktionsprozess, um Streitigkeiten zu vermeiden
Preistransparenz: Ablehnung von "Preis nach Gewicht" (niedrige Dichte von Lithium-Eisen-Phosphat, leicht Gewichtsverlust), Preisnachweis nach Kapazität (z. B. 100Ah-Batterierezyklingpreis von 200-600 Yuan).
Vorsehen Sie vor "hochpreisigen Lockangeboten": Entsorger können bei Tests falsche Verluste melden (z. B. behaupten nur 50% Kapazität).
IV. Beachtung von Sicherheits- und Umweltgefahren
Sicherheit beim Transport und Lagern: Vermeiden Sie Kurzschlüsse und das Einschlagen der Batterie, trennen Sie den Kreislauf vor dem Transport und verwenden Sie isolierende Verpackung;
Wegbewahren von Zündquellen und Hochtemperaturumgebungen, um spontane Selbstentzündung zu verhindern.
Zusammenfassung: Mantra zur Vermeidung des Recycling-Lochs
"Wähle das Standardverfahren, messe die Kapazität, prüfe die Qualifikationen, unterzeichne den Vertrag, behalte die Belege und bewahre sie auf."
Bei Unsicherheiten im Recyclingprozess sollte man die China Material Recycling Association oder deine lokale Neue-Energie-Industrie-Assoziation konsultieren, um sicherzustellen, dass die Batterien legal, sicher und wertvoll recycelt werden.
Es gibt viele Vorteile beim Recycling von Lithium-Iron-Phosphat-Batterien:
1. Ressourcerezyklierung
2. umweltverschmutzungsenkung
3. Wirtschaftlicher Wert: Kostensenkung und effiziente Nutzung
4.Reduzierung elektronischer Abfälle
...
I. Auswahl der offiziellen Kaufkanäle
Geben Sie den offiziellen Kanälen Vorrang, über die offizielle Website der Batterie-Marke, autorisierte Händler und vermeiden Sie den Kauf auf Gebraucht-Plattformen, nicht autorisierten Geschäften oder "günstigen Werbekanälen".
II. Prüfen Sie die Produktkennzeichnung und das Verpackung
Überprüfen Sie die Batteriekennzeichnungen, Anti-Fälschungs-Markierungen (z. B. QR-Code, Schutzfolie mit Verifizierungscode), die über die offizielle Website der Marke verifiziert werden können.
Der Batteriegehäuse ist flach, ohne Zacken und Spuren von Verschüttungen; Elektroden (Positiv und Negativ) sindrostfrei, oxidiert und haben eine ordentliche Schnittstelle.
III. Test der Akkuleistung
Messspannung: Die volle Spannung eines Li-FePO4-Akkus beträgt etwa 3,6-3,7V, die Entladepforte wird bei etwa 3,2V stabilisiert (es ist genauer, dies nach einer Ruhepause von 1 Stunde vollständig zu messen).
Häufige Spannung von Lithium-Iron-Phosphat-Akkupacks:
Das 12V-Akku-Pack besteht aus vier 3,2V-Zellen, die seriell verbunden sind;
Das 24V-Akku-Pack besteht aus 8 serienverbundenen Abschnitten.
Wenn das 12V-Akku-Pack 6 kleine Zellen (je 2V) enthält, könnte es sich um einen Bleiakkuschein handeln.
IV. Überprüfung der Marken- und Zertifizierung
Überprüfen Sie die offizielle Website der Marke: Überprüfen Sie die Echtheit auf der offiziellen Website der Marke mit dem Anti-Fälschungscode oder der Seriennummer des Akkus.
Einige Marken bieten Nachverfolgungssysteme zur Verfolgung von Produktions Chargen an.
V. Nachverkaufs-Garantie
Stellen Sie eine offizielle Rechnung und eine Garantiekarte zur Bestätigung der Garantiefrist bereit (echte Produkte bieten normalerweise eine Garantie von 2-5 Jahren).
Ablehnen Sie Produkte mit "keine Garantie" oder "mündlichen Versprechungen".
VI. Besondere Szenarien Notizen
Elektroauto-Batterien:
Stellen Sie sicher, dass die Batterie zum EV-Modell passt und dass die Originalbatterie einen modellspezifischen Code hat.
Zerlegen Sie das Gerät, um zu überprüfen, ob die interne Batteriezelle die Aufschrift "LiFePO4" trägt, um den Einsatz von ternären Lithiumbatterien (hochvoltig, leicht explosiv) zu vermeiden.
Energiespeicher-Batterien:
Anforderungen an **BMS (Battery Management System)**-Parameter, echtes BMS mit Schutz vor Überladung, Entladung und Kurzschluss.
Zusammenfassung: schnelle Identifikationsmerkmale
"Erst prüfe den Kanal, dann schaue auf das Etikett, messe die Spannung, wiege das Gewicht, vergleiche den Preis, sieh nach Zertifizierung, und schließlich: Garantie kann nicht falsch sein."