자신만의 LiFePO4 배터리를 만들어서 더 많은 돈을 절약하세요!
LiFePO4 배터리 DIY 가이드는 고품질 LiFePO4 배터리 프로젝트를 구축하려는 초보자를 위한 이상적인 시작점입니다.
LiFePO4 배터리는 DIY를 고려하고 품질 있는 리튬 이온 배터리 프로젝트를 구축하는 모든 사람에게 이상적인 출발점입니다. LiFePO4 배터리의 기초를 배우고 이러한 풍부한 청정 에너지 소스를 집에 통합하기 위한 팁을 얻으세요. DIY 배터리 프로젝트를 시작하기 전에 다음 사항을 알아야 합니다:
리튬 철 인산염(LiFePO4 또는 LFP)은 주류 리튬 이온(Li-Ion) 충전식 배터리 유형 중 가장 안전합니다. 더 전통적인 코발트 기반 리튬 이온 배터리와 비교할 때, 그들은 더 높은 출력, 더 빠른 충전, 더 가벼운 무게 및 더 긴 수명의 이점을 가지고 있습니다. 또한 이 배터리는 더 나은 안전 장치를 가지고 있으며 극단적인 조건에서도 폭발하지 않습니다. LiFePO4 배터리는 양극에 LiFePO4, 음극에 석墨을 사용하며, 배터리의 명칭 전압은 3.2V입니다. 언급할 만한 점은 납-아연 배터리의 명칭 전압이 2.1V이며, 많은 경우에서 LiFePO4 배터리는 납-아연 배터리의 완벽한 대체품입니다.
현재 LiFePO4 배터리는 원통형, 사각형, 주머니형의 세 가지 일반적인 형태가 있습니다. 배터리의 형상에 따라 성능에 일정한 영향을 미칩니다. 현재까지 성능과 작업 난이도 모두에서 가장 적합한 것은 DIY 애호가들을 위한 사각형 LiFePO4 배터리입니다.
LiFePO4 배터리의 이점은 여러 가지입니다:
1. 최대 15년의 수명과 8000회 이상의 사이클을 제공합니다.
2. 더 가벼운 무게와 작은 크기.
3. 전체 서비스 수명 동안 비용이 낮음.
4. 고속 충전 및 방전 지원.
5. 80% DOD 이상 방전 허용.
6. 낮은 자가 방전율.
7. 매우 환경 친화적이고 안전하며, 유지 관리가 거의 필요 없습니다.
8. 고온 성능이 보장됩니다.
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I. 양극 재료 -- 인산철리튬 (LiFePO₄)
배터리 에너지 밀도, 고온 저항 및 수명 주기 고려 사항 결정
II. 음극 재료 -- 흑연 (C)
배터리 충방전 속도 및 저온 성능을 결정하는 리튬 이온 삽입 채널 제공.
III. 전해질 - LiPF₆ 용액
리튬 이온을 전도하여 배터리 내부 저항, 멀티플라이어 성능 및 보관 수명에 영향을 미침
IV. 다이아프램 - 폴리올레핀 마이크로포러스 막
양극과 음극을 격리하고 리튬 이온 통과를 허용하며 열 차단 기능을 갖춤.
V. 배터리 관리 시스템 (BMS)
전압 / 전류 / 온도 모니터링: 정확도 ±0.5% (전압), ±1% (전류).
균등화 제어: 단일 유닛 전압 차이 <5mV.
고장 보호: 과충전 (>3.65V 차단), 과방전 (<2.0V 경보).
VI. 외피 및 봉지 공정
사각형 알루미늄 케이스, 원통형 스틸 케이스, 소프트 커버 알루미늄 플라스틱 필름.
연결 방식은 두 가지 기본 유형이 있습니다:
I. 한 종류의 연결은 직렬(S)입니다.
두 개의 다른 배터이의 양극과 음극을 연결하는 것을 직렬 연결이라고 합니다. 그 결과 배터리 팩의 전압이 증가하고 용량은 동일하게 유지됩니다.
II. 다른 하나는 병렬(P)입니다.
두 개의 서로 다른 배터리의 양극과 양극을 병렬로 연결합니다. 결과적으로 배터리 팩의 용량이 증가하고 전압은 일정하게 유지됩니다.
물론, 순수한 직렬 및 병렬 연결은 작은 리튬 철 인산염(LiFePO4) 배터리 팩에만 적용되며, 큰 리튬 철 인산염 배터리 장치는 일반적으로 직렬과 병렬 연결을 모두 가지고 있습니다. 주의해야 할 점은 배터리를 섞는 것은 권장되지 않습니다. 배터리를 섞는 것은 화학적 성분과 전압이 동일할 경우에만 고려할 수 있습니다. 이는 경험이 많은 전기 기술자만 다룰 수 있는 극단적인 사례이며, 초보자는 모방하지 말아야 합니다.
리튬 철 인산염 배터리의 밸런싱과 압축은 프로세스에서 매우 중요한 부분입니다.
배터리 밸런싱의 목적은 전체 배터리 팩에서 일관된 성능을 보장하기 위해 각 셀 간의 충전량을 균형 있게 유지하는 것입니다. 이를 통해 팩이 더 오랜 시간 동안 성능을 유지하고 더 안전하게 작동할 수 있습니다. 일반적으로 배터리 밸런싱은 수동으로 또는 밸런서를 사용하여 수행할 수 있습니다.
1. 사전 준비
배터리 코어: 큰 공장의 리튬 철 인산염 배터리 코어를 선택하세요, 용량과 내전저항으로 나누어야 하며 (전압 차이 <0.05V, 내부 저항 차이 <5mΩ).
보호 보드: 일치하는 전압/전류 선택(예: 12V는 4시리즈, 전류 > 장치 피크), 균등 충전 필요.
도구: スポット 용접기, 멀티미터, 내부 저항계, 절연 재료.
II. 조립 단계
1. 셀 배열
직렬: 4문자열 = 12V, 16문자열 = 48V (단일 3.2V).
병렬: 용량 증가 (예: 2병렬 6000mAh = 12Ah).
2. 용접 및 결합
니켈 판을 점용접하여 코어 연결, 고전류용 구리 판 사용.
보호 보드는 먼저 전압 수집선에 연결하고 그 다음 메인 양극 및 음극 단자에 연결.
3. 포장 테스트
열수축 튜브/배터리 박스로 포장 후 전체 전압, 충방전 기능, 보호 보드 반응 테스트 (단락 시 차단 시간 <1초).
III. 주요 고려 사항
1. 안전 우선: 단락 방지, 과열 방지 (스팟 용접 전류 ≤ 150A), 점화원으로부터 멀리하기.
2. 구덩이를 피할 포인트: 전지 코어: 기계 분해 거부 / 비표준 전지 코어, 대형 단위는 구리 배리어 연결 필요.
3. 보호 회로판: 실제 전류 측정, 잘못된 라벨링 방지 (명목상 200A는 부하 검증 필요).
배터리 압축은 특정 도구를 사용하여 각 배터리 셀을 조밀하게 결합하는 것입니다. 이는 운영 중 배터리가 팽창하여 배터리 팩의 성능에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 수행됩니다. 다시 한번, 배터리를 압축하는 것은 어렵지 않습니다. 일반적으로 셀 사이의 간격을 메우기 위해 스펀지나 절연 시트를 사용하고, 전체 배터리 팩의 가장 바깥쪽에 절연 프레임이나 절연 컨테이너를 추가하는 것이 권장됩니다.
LiFePO4 배터리를 충전할 때는 전용 충전기를 사용해야 합니다.
주석-산성 배터리 충전기를 사용하여 충전하면 LiFePO4 배터리가 완전히 충전되지 않을 수 있으므로 주의해야 합니다.
또한 유의해야 할 점은 LiFePO4 배터리는 0°C (32°F) 이하에서 충전하지 말아야 하며, 이를 위반하면 배터리가 손상될 수 있습니다.
I. 과충전 시간
원인: 전류가 너무 적음 (예: 스마트폰 충전기로 큰 배터리를 충전), 노후된 배터리.
해결책: 적절한 충전기를 사용하고, 노후된 배터리는 교체해야 함.
II. 부족한 충전 (전압 상승 안 됨)
원인: 불균형한 배터리 팩, 손상된 모노블록, 충전기 전압이 부족함.
해결책: 균형 잡힌 충전기를 사용하여 수리하고, 불량 셀을 점검하며 충전기 출력을 확인하세요.
III. 과충전 및 과열 문제
원인: 과도한 전류, 높은 주변 온도, 내부 저항 증가 (노화).
해결책: 충전 전류를 줄이고 환기를 유지하세요.
IV. 과충전/과방전
위험: 과충전은 부풀어 오르고 단락되게 만들며, 과방전은 영구적으로 손상시킴.
예방: 보호 회로 기판(BMS)이 있는 충전기를 사용해야 합니다.
V. 저온 충전 문제
현상: 0℃ 이하에서 충전하면 리튬이 쉽게 침전되어 수명이 단축됩니다.
해결책: 배터리를 충전 전 5℃ 이상으로 가열하거나 저온용 충전기를 사용하세요.
VI. 부적절한 충전기 선택
오류: 납산 충전기를 사용함(전압/전류 불일치).
정확히: 리튬 철 인산 전용 충전기를 선택하세요(단독 3.65V, BMS 통신 지원).
VII. 배터리 팩 불균형
성능: 일부 셀이 먼저 완충/완방되며 전체 용량이 감소합니다.
수리: 균등화 충전기를 사용하여 정기적으로 충전 및 방전하거나 수동으로 배터리를 보충하세요.
우선 순위: 공식 재활용 채널 우선
공식 채널을 우선적으로 활용하세요: 배터리 제조업체나 자동차 회사의 공식 재활용 서비스에 연락하고 비공식 채널은 거부하세요.
가격 압박, 불법 분해 및 환경 보호 조치가 없는 길거리 상인이나 이동식 재활용 지점을 피하세요.
II. 배터리 상태 확인하기 - 가치 과소 평가 방지
기본 정보 확인: 배터리 모델, 용량 및 생산 날짜(라벨 또는 구매 증빙서류)를 제공하여 재활용 업체가 "정보 부족"을 이유로 가격을 억누르는 것을 방지하세요.
진정한 배터리 라벨에는 제조사와 명칭 용량(예: "LPF-100Ah")이 포함되어야 합니다.
전문 장비 테스트: 배터리 테스터로 테스트해야 합니다:
잔여 용량: ≥80%인 경우 재활용 가능(예: 100Ah 배터리에서 잔여 용량 ≥80Ah);
내부 저항: 단일 ≤ 50mΩ, 높은 내부 저항은 과도한 노화를 나타낼 수 있습니다;
전압 플랫폼: 전체 전압 ≈ 3.65V, 너무 낮으면 손상될 위험이 있음에 유의하세요.
부풀음, 액체 누출, 단락 현상 등의 징후가 있는지 확인하세요; 이러한 배터리는 가치가 낮고 위험합니다;
재활용 업체가 기기를 분해하여 검사하지 않으려 한다면 셀이 위조되었을 가능성이 있습니다(예: 리튬 삼원이 리튬 철 인산으로 가장됨).
III. 거래 절차를 표준화하여 분쟁을 방지합니다
가격 투명성: "무게로 가격 책정"을 거부하십시오(리튬 철 인산의 밀도가 낮아 무게로 손실하기 쉽습니다), 용량을 기준으로 가격을 책정하십시오(예: 100Ah 배터리 계단형 재활용 가격 200-600위안).
높은 가격 미끼에 주의하십시오: 재활용 업체는 테스트 중 손실을 허위 보고할 수 있습니다(예: 용량이 50%만 남았다고 주장함).
IV. 안전과 환경적 위험에 대한 주의
운송 및 저장 안전: 배터리의 단락과 파손을 피하고, 운송 전 회로를 차단하고 절연 포장재를 사용하십시오;
점화원과 고온 환경에서 멀리 보관하여 자발적 연소를 방지하십시오.
요약: 재활용 구덩이 회피 만트라
"일반적인 것을 선택하고, 용량을 측정하고, 자격을 확인하고, 계약을 체결하고, 영수증을 보관하며, 안전을 유지하십시오."
재활용 과정에 대해 의문이 있는 경우 중국 물자 재활용 협회나 귀하의 지역 신에너지 산업 협회에 상담하여 배터리가 합법적이고 안전하게 높은 가치로 재활용되는지 확인하십시오.
리튬 철 인산염 배터리를 재활용하는 데 많은 이점이 있습니다:
1. 자원 재활용
2. 환경 오염 감소
3. 경제적 가치: 비용 절감 및 효율적인 사다리 활용
4. 전자 폐기물 감소
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Ⅰ. 공식 구매 채널 선택하기
공식 채널을 우선적으로 고려하고, 배터리 브랜드의 공식 웹사이트나 인증된 딜러를 통해 구매하며, 중고 플랫폼이나 비인가 상점, "저렴한 할인" 채널에서는 구입하지 않도록 하십시오.
II. 제품 식별 정보와 포장 상태를 확인합니다
배터리 라벨과 위조 방지 표시 (예: QR 코드, 스크래치-코팅 검증 코드) 등을 확인하며, 이를 브랜드 공식 웹사이트를 통해 검증할 수 있습니다.
배터리 외각은 평평해야 하고, 날개가 없으며 누출 흔적이 없어야 합니다. 전극 (양극 및 음극)에는 녹이 슬거나 산화되지 않았으며, 단차 없는 정확한 인터페이스를 유지합니다.
III. 배터리 성능 테스트
측정 전압: Li-FePO4 배터리의 완전 충전 전압은 약 3.6-3.7V이며, 방전 플랫폼은 약 3.2V에서 안정됩니다(완전 충전 후 1시간 휴식 후 측정하면 더 정확합니다).
일반적인 리튬 철 인산염 배터리 팩 전압:
12V 배터리 팩은 네 개의 3.2V 셀이 직렬로 연결되어 구성됩니다;
24V 배터리 팩은 8개의 셀이 직렬로 연결되어 구성됩니다.
12V 배터리 내부에 6개의 작은 셀(각각 2V)이 있다면 납축전지 위조품일 가능성이 있습니다.
IV. 브랜드 및 인증 확인
공식 웹사이트에서 브랜드 확인: 배터리에 표시된 방위조회 코드 또는 시리얼 번호를 통해 브랜드 공식 웹사이트에서 진위 여부를 확인하세요.
일부 브랜드는 생산 배치를 추적할 수 있는 시스템을 제공합니다.
V. 사후 서비스 보장
보증 기간을 확인하기 위해 정식 송장과 보증 카드를 제공하십시오 (정품은 일반적으로 2-5년의 보증을 제공합니다).
‘무보증’ 또는 ‘구두 약속’ 제품은 거부하십시오.
VI. 특수 상황 주의사항
전기차 배터리:
배터리가 EV 모델과 일치하고 원래 배터리에 모델별 코드가 있는지 확인하십시오.
기계를 분해하여 내부 배터리 셀에 'LiFePO4' 표시가 있는지 확인하고, 삼원 리튬 배터리를 사용한 위조품을 피하십시오 (고전압, 폭발 위험 있음).
에너지 저장용 배터리:
**BMS (배터리 관리 시스템)** 파라미터 요구, 진짜 BMS는 과충전, 과방전, 단락 보호 기능이 있습니다.
요약: 빠른 식별 구호
“한 번 채널을 확인하고 두 번 라벨을 보며, 세 번 전압을 재고 네 번 무게를 달고, 다섯 번 가격을 비교하고 여섯 번 인증을 확인하며, 일곱 번 보증을 체크하면 가짜가 아닙니다.”