RISPARMIA PIÙ DENARO COSTRUENDO TU IL TUO BATTERIO LiFePO4!
La guida DIY per il batterio LiFePO4 è il punto di partenza ideale per i principianti che considerano la realizzazione di progetti di batterie LiFePO4 di alta qualità.
La batteria LiFePO4 è il punto di partenza ideale per chiunque stia considerando un progetto DIY e la costruzione di una batteria Li-Ion di qualità. Impara le basi delle batterie LiFePO4 e ottieni consigli per integrare questa fonte di energia pulita abbondante nella tua casa. Prima del tuo progetto di batteria DIY, dovresti sapere quanto segue:
Il fosfato di ferro litico (LiFePO4 o LFP) è il più sicuro tra i tipi di batterie ricaricabili al litio-ion (Li-Ion) diffusi. Rispetto alle più tradizionali batterie al litio a base di cobalto, esse hanno il vantaggio di un output di potenza maggiore, carica più veloce, peso leggero e vita più lunga. La batteria ha inoltre caratteristiche di sicurezza migliori e non esploderà sotto condizioni estreme. Le batterie LiFePO4 utilizzano LiFePO4 come elettrodo positivo e grafite come elettrodo negativo. La tensione nominale della batteria è di 3,2V; va menzionato che la tensione nominale della batteria a piombo-accido è di 2,1V, e in molti casi la batteria LiFePO4 è un sostituto perfetto per la batteria a piombo-accido.
Attualmente ci sono tre forme comuni di batterie LiFePO4: cilindriche, prismatiche e a tasca. Le diverse forme dei batteri avranno un certo impatto sulle prestazioni. Attualmente, i batteri più adatti per gli appassionati di DIY sono i batteri LiFePO4 prismatici, che si adattano molto bene sia alle prestazioni che alla difficoltà operativa.
I vantaggi dei batteri LiFePO4 sono molti:
1. Con una durata di servizio di fino a 15 anni e più di 8000 cicli.
2. Peso leggero e dimensioni ridotte.
3. Il costo complessivo durante la durata di vita è basso.
4. Supportano la ricarica e la scarica ad alta velocità.
5. Consentono una scarica del 80% o superiore del DOD.
6. Tasso di auto-scarica basso.
7. Molto rispettoso dell'ambiente e sicuro, e richiede poco mantenimento.
8. Le prestazioni ad alta temperatura sono garantite.
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I. Materia prima dell'anodo -- fosfato di ferro e litio (LiFePO₄)
Determinazione della densità energetica della batteria, resistenza a temperature elevate e considerazioni sulla durata del ciclo
II. Materia prima dell'elettrodo negativo -- grafite (C)
Fornisce canali di inserimento di ioni litio che determinano la velocità di caricamento/scaricamento della batteria e le prestazioni a bassa temperatura.
III. Elettrolita - soluzione di LiPF₆
Conduce gli ioni di litio, influenzando la resistenza interna della batteria, le prestazioni moltiplicatrici e la durata inattiva
IV. Membrane - membrane porose di poliolefina
Isola gli elettrodi positivi e negativi, permette il passaggio degli ioni di litio, funzione di arresto termico.
V. Sistema di gestione delle batterie (BMS)
Monitoraggio della Tensione/Corrente/Temperatura: Precisione ±0,5% (tensione), ±1% (corrente).
Controllo di equalizzazione: differenza di tensione unitaria <5mV.
Protezione da guasto: sopraccarica (>3.65V taglio), scarica eccessiva (<2.0V allarme).
VI. Guscio e processo di incapsulamento
Guscio in Alluminio Quadrato, Guscio in Acciaio Cilindrico, Film in Alluminio Plastico morbido.
Esistono due tipi di connessione di base:
I.Un tipo di connessione è in serie (S).
Connettere i terminali positivo e negativo di due batterie diverse si chiama connessione in serie. Di conseguenza, la tensione del pacchetto di batterie aumenta mentre la capacità rimane costante.
II.L'altra è in parallelo (P).
I terminali positivi e positivi di due batterie diverse vengono connessi in parallelo. Il risultato è che la capacità del pacchetto di batterie aumenta mentre la tensione rimane costante.
Ovviamente, la connessione pura in serie e in parallelo è applicabile solo a piccoli pacchetti di batterie LiFePO4, mentre i dispositivi con batterie LiFePO4 più grandi hanno solitamente sia connessioni in serie che in parallelo. Si noti che mescolare batterie non è consigliato. Le batterie possono essere mescolate solo se la chimica e il voltaggio sono gli stessi. Ci sono alcune tecniche estreme che solo un elettricista esperto può padroneggiare e che non dovrebbero essere imitate da un principiante.
Il bilanciamento e la compressione delle batterie a fosfato di ferro litico è una parte molto importante del processo.
Lo scopo del bilanciamento delle batterie è quello di bilanciare la carica tra ogni cella per garantire prestazioni coerenti in tutto il pacchetto di batterie, consentendo al pacchetto di mantenere le prestazioni e funzionare in modo più sicuro per periodi più lunghi. Di solito, il bilanciamento delle batterie può essere fatto manualmente o con un bilanciatore.
I. Preparativi iniziali
Nucleo della batteria: scegliere il nucleo della batteria a fosfato di ferro litico di grandi fabbriche, è necessario dividerlo in base alla capacitance e resistenza (differenza di tensione <0,05V, differenza di resistenza interna <5mΩ).
Pannelli di protezione: corrispondenza tensione/corrente (es. 12V selezionare 4 serie, corrente > picco del dispositivo), con equalizzazione richiesta.
Strumenti: apparecchio per saldatura a punti, multimetro, misuratore di resistenza interna, materiali isolanti.
II. Passi di assemblaggio
1. Disposizione delle Celle
Serie: 4 serie = 12V, 16 serie = 48V (singolo 3.2V).
Parallelo: aumentare la capacità (ad esempio, 2 in parallelo 6000mAh = 12Ah).
2. Saldatura e giunzione
Foglia di nichel saldata a punti per connettere il nucleo, foglia di rame per correnti elevate.
Il pannello di protezione viene collegato prima alla linea di raccolta della tensione e poi ai terminali positivi e negativi principali.
3. Test di imballaggio
Imballaggio con tubo termocontrattile/cassetta per batterie per testare la tensione totale, funzione di caricamento/scaricamento e risposta del pannello di protezione (disconnessione in caso di cortocircuito <1 secondo).
III. Considerazioni chiave
1. La sicurezza prima di tutto: antiscarichi, antiscaldamento (corrente di saldatura a punti ≤ 150A), lontano dalle fonti di accensione.
2. Punti da evitare la fossa: nucleo elettrico: rifiutare di smontare la macchina / nessun nucleo elettrico standard, grandi singoli elementi devono essere connessi alla griglia in rame.
3. Scheda di protezione: misurazione corrente reale, per evitare etichettature false (es. nominale 200A necessita verifica sotto carico).
La compressione della batteria consiste nell'utilizzo di strumenti specifici per adattare strettamente ogni cella della batteria insieme. Questo viene fatto per prevenire l'espansione della batteria durante l'operazione, il che potrebbe influenzare le prestazioni del pacchetto di batterie. Ancora una volta, comprimere una batteria non è difficile. Si consiglia generalmente di utilizzare spugne o fogli isolanti per riempire gli spazi tra le diverse celle e di aggiungere cornici o contenitori isolanti all'esterno del pacchetto di batterie.
La ricarica delle batterie LiFePO4 richiede l'uso di un caricabatterie dedicato.
Attenzione a non utilizzare un caricabatterie per accumulatori a piombo-acciaio, poiché questo impedirà alle batterie LiFePO4 di caricarsi completamente.
Inoltre, è importante notare che non è consentito caricare le batterie LiFePO4 a temperature pari o inferiori a 0°C (32°F), poiché ciò può danneggiare la batteria.
I.Tempo di caricamento eccessivo
Causa: Corrente troppo bassa (ad esempio, caricare una grossa batteria con un caricabatterie per cellulare), batteria invecchiata.
Soluzione: Usare un caricabatterie adatto, le batterie invecchiate devono essere sostituite.
II. Sottocarica (tensione non raggiunta)
Causa: Pacchetti di batterie sbilanciati, monoblocchi danneggiati, tensione del caricabatterie insufficiente.
SOLUZIONE: Riparare con un caricabatterie bilanciato, diagnosticare celle difettose e verificare l'uscita del caricabatterie.
III. Carica e riscaldamento eccessivi
Causa: Corrente eccessiva, temperatura ambiente elevata, resistenza interna aumentata (invecchiamento).
SOLUZIONE: Ridurre la corrente di carica e mantenere la ventilazione.
IV. Sovraccarica/sovrascarica
Pericoli: La sovracarica causa deformazioni e cortocircuiti; la scarica eccessiva danneggia permanentemente.
Prevenzione: Deve essere utilizzato un caricabatterie con una scheda di protezione (BMS).
V. Problemi di carica a bassa temperatura
Fenomeno: il caricamento sotto 0℃ facilita la precipitazione di litio, accorciando la durata.
Soluzione: Riscaldare il battery a oltre 5℃ prima di caricare, o utilizzare un caricabatterie per temperature basse.
VI. Scelta errata del caricabatterie
ERRORE: Utilizzo di un caricabatterie per accumulatori a piombo-acciaio (mismatch di tensione/corrente).
Corretto: Selezionare un caricabatterie specifico per batterie al fosfato di ferro di litio (singolo 3,65V, supporta comunicazione BMS).
VII. Squilibrio del pacchetto batteria
Prestazioni: Alcune celle si scaricano/scaricano per prime, diminuendo la capacità complessiva.
Riparazione: Effettuare regolarmente cicli di carica/scarica con un caricabatterie ad equalizzazione, o rifornire manualmente la batteria.
I. Dedicare priorità ai canali di riciclo formali
Canali ufficiali prioritari: contattare i servizi di riciclo ufficiali dei produttori di batterie o delle aziende automobilistiche e rifiutare i canali informali.
Evitare i venditori ambulanti e i punti di riciclo itineranti, che spesso subiscono pressioni sui prezzi, vengono smontati illegalmente e non hanno garanzie ambientali.
II. Rilevazione dello stato della batteria per evitare sottovalutazioni del valore
Verifica delle informazioni di base: fornire il modello della batteria, la capacità e la data di produzione (etichetta o prova di acquisto) per impedire ai riciclatori di utilizzare "informazioni incomplete" per abbassare il prezzo.
Le etichette originali delle batterie dovrebbero contenere il produttore e la capacità nominale (ad esempio "LPF-100Ah").
Test con attrezzature specializzate: richiede un test con un tester di batterie:
Capacità residua: ≥80% può essere riciclata (ad esempio, una batteria da 100Ah con una capacità residua ≥80Ah);
Resistenza interna: singola ≤ 50mΩ, alta resistenza interna potrebbe indicare invecchiamento eccessivo;
Piattaforma di tensione: tensione completa ≈ 3,65V, troppo bassa richiede attenzione per evitare danni.
Osserva se ci sono segni di deformazione, fuoriuscita di liquido, cortocircuito; batterie del genere hanno un valore basso e sono pericolose;
Se il riciclatore rifiuta di smontare la macchina per l'ispezione, potrebbero esserci contraffazioni delle celle (ad esempio, litio ternario che finge di essere litio ferro fosfato).
III. Standardizza il processo di transazione per evitare dispute
Trasparenza sui prezzi: rifiutare il "prezzo per peso" (bassa densità del litio ferro fosfato, facile perdita in base al peso), prezzo basato sulla capacità (ad esempio, prezzo di riciclo di una batteria da 100Ah tra 200-600 yuan).
Stare attenti al "richiamo a prezzi alti": i riciclatori potrebbero falsamente segnalare perdite durante i test (ad esempio, affermando erroneamente solo il 50% della capacità).
IV. Attenzione ai rischi di sicurezza e ambientali.
Sicurezza durante il trasporto e lo stoccaggio: evitare cortocircuiti e schiacciamenti della batteria, disconnettere il circuito prima del trasporto e utilizzare imballaggi isolanti;
Conservare lontano da fonti di accensione e ambienti a alta temperatura per evitare la combustione spontanea.
Riepilogo: Mantra per l'evitamento del pozzo di riciclaggio
"Scegli il normale, misura la capacità, verifica le qualifiche, firma il contratto, conserva i buoni, e mantienilo al sicuro."
In caso di dubbi sul processo di riciclaggio, consultare l'Associazione Cinese per il Riciclaggio dei Materiali o l'associazione locale dell'industria energetica per garantire che le batterie vengano riciclate in modo legale, sicuro e ad alto valore.
Ci sono numerosi vantaggi nel riciclare le batterie a fosfato di ferro e litio:
1. Riciclo delle risorse
2. riduzione dell'inquinamento ambientale
3. Valore economico: riduzione dei costi e utilizzo efficiente a scala
4.Riduzione dei rifiuti elettronici
...
I. Selezionando canali di acquisto ufficiali
Dare priorità ai canali ufficiali, attraverso il sito web ufficiale del marchio di batterie, concessionari autorizzati e evitare l'acquisto da piattaforme usate, negozi non autorizzati o canali di "promozioni a basso prezzo".
II. Controlla l'identificazione del prodotto e l'imballaggio
Controllare le etichette della batteria, i marchi anticontraffazione (ad esempio codice QR, codice di verifica con protezione abrasiva), che possono essere verificati tramite il sito web ufficiale del marchio.
La cassa della batteria è piatta, senza bordi taglienti, senza tracce di fuoriuscita; gli elettrodi (positivo e negativo) non hanno ruggine, ossidazione, interfaccia ordinata.
III. Test delle prestazioni della batteria
Tensione di misura: la tensione totale di una batteria Li-FePO4 è circa 3,6-3,7V, la piattaforma di scarica è stabilizzata a circa 3,2V (è più accurato misurarla dopo 1 ora di riposo completa).
Tensione comune dei pacchetti di batterie al fosfato di ferro litico:
Il pacchetto da 12V è composto da quattro celle da 3,2V connesse in serie;
Il pacchetto da 24V è composto da 8 sezioni connesse in serie.
Se la batteria da 12V ha 6 piccole celle all'interno (ciascuna da 2V), potrebbe essere una batteria a piombo-acido contraffatta.
IV. Verifica del marchio e della certificazione
Controlla il sito ufficiale del marchio: verifica l'autenticità sul sito ufficiale del marchio tramite il codice anti contraffazione o il numero seriale sulla batteria.
Alcuni marchi offrono sistemi di tracciabilità per rintracciare i lotti di produzione.
V. Garanzia del servizio assistenza
Fornire fattura formale e carta di garanzia per confermare il periodo di garanzia (i prodotti originali solitamente forniscono una garanzia da 2 a 5 anni).
Rifiutare prodotti con "nessuna garanzia" o "promesse verbali".
VI. Note sui casi speciali
Batterie per automobili elettriche:
Verificare che la batteria corrisponda al modello EV e che la batteria originale abbia un codice specifico del modello.
Smontare il dispositivo per controllare se la cella interna della batteria è contrassegnata come "LiFePO4", per evitare l'uso di batterie al litio ternarie (alta tensione, facile da esplodere) contraffatte.
Batterie per l'immagazzinamento dell'energia:
Richieste **BMS (Battery Management System)** parametri, BMS originale con protezione contro sovraccarico, scarica elettrostatica e cortocircuiti.
Riepilogo: mnemonici per un rapido riconoscimento
uno verifica il canale, due guarda l'etichetta, tre misura la tensione, quattro pesa, cinque confronta il prezzo, sei certifica, sette per la garanzia non può essere falso.