Lithiumbatterij opladen met loodzuurlader: de risico's

Als het erop aankomtlithiumbatterij opladen, veiligheid heeft de hoogste prioriteit. Veel gebruikers, die op zoek zijn naar gemak of kostenbesparingen, vragen vaak: "Kan ik een lithiumbatterij opladen met een lood-zuurlader?"

Het antwoord is een definitief nee.Hoewel beide op standaardvoedingen lijken, zijn de algoritmen die nodig zijn voor het opladen van lithiumbatterijen fundamenteel verschillend van de algoritmen die worden gebruikt voor de lood{0}}zuurchemie. Als u de verkeerde apparatuur gebruikt, wordt niet alleen de levensduur van uw batterij verkort, maar kan dit ook leiden tot ernstig brandgevaar.

Om de veiligheid te garanderen-of u nu met standaard lithium-ion of specifiek werktLiFePO4-batterijopladen-Het is van cruciaal belang om deze technische hiaten te begrijpen. In deze gids wordt uitgelegd waaromlood{0}}laderszijn dodelijk voor lithiumbatterijen en helpen u bij het kiezen van de juiste oplaadoplossing voor uw systeem.

Kunt u een lithiumbatterij opladen met een loodzuurlader?

Het wordt absoluut niet aanbevolen om dit te doen-het is extreem gevaarlijk!

Hoewel in sommige noodsituaties een lood-zuurlader kan lijkeneen lithiumbatterij opladen, delaadalgoritmenen de onderliggende technische principes van de twee zijn totaal verschillend. Met behulp van eenlood{0}}zuurlader voor een lithiumbatterij kan daarom ernstige gevolgen hebben.

1. Oplaadmodus (algoritme) komt niet overeen

• Lithiumbatterijen:Gebruik een CC/CV-laadprofiel (Constant Current / Constant Voltage). Zodra de accu de vooraf ingestelde spanning bereikt, neemt de laadstroom snel af en stopt vervolgens om de accu te beschermen.
• Lood-zuuraccu's:Het opladen is verdeeld in meerdere fasen. Het gevaarlijkste is dat lood-zuurladers doorgaans een 'floatcharge'-fase hebben. Lood-zuurbatterijen hebben een continue kleine stroom nodig om de spanning op peil te houden, maar lithiumbatterijen kunnen deze constante spanning niet verdragen, wat kan leiden tot overbelasting en schade aan de cellen.

2. Dodelijke ‘desulfatiemodus’

Dit is het gevaarlijkste aspect. Veel moderne lood{1}}zuurladers zijn uitgerust met een pulsdesulfatiefunctie, die hoge-spanningspulsen (soms wel 15–16V of meer) verzendt om lood-zuuraccu's te herstellen.

• Deze hoogspanningspulsen kunnen onmiddellijk het BMS-beveiligingscircuit (Battery Management System) van de lithiumbatterij doorbreken, waardoor elektronische componenten doorbranden en de batterij geen enkele beschermende functie meer heeft.

3. Risico op thermische runaway (ernstig veiligheidsrisico)

Omdat een lood{0}}zuurlader niet volledig wordt uitgeschakeld nadat een lithiumbatterij volledig is opgeladen (omdat deze wacht om in de float-laadfase te komen), blijft de batterij gedurende een langere periode onder hoge spanning staan. Dit kan de vorming van lithiumdendriet in de batterij veroorzaken en kan in ernstige gevallen leiden tot thermische overstroming, wat mogelijk kan leiden tot brand of zelfs een explosie.

Samenvatting & Aanbeveling:

• Gebruik altijd een speciale oplader:Lithiumbatterijen (zoals LiFePO₄ of ternair lithium) moeten worden opgeladen met een oplader die speciaal is ontworpen voor lithiumchemie.
• Controleer de spanningswaarden:Zelfs als u een lithiumlader gebruikt, zorg er dan voor dat de spanning van de lader exact overeenkomt met die van de accu (bijvoorbeeld 12V, 24V, 36V of 48V).

tips:Op sommige platforms ziet u mogelijk nog steeds bepaalde lood-zuuraccuproducten met de aanduiding 'compatibel met lithiumbatterijen." Deze bewering is echter niet juist.

Lood{0}}batterijen en lithiumbatterijen verschillen fundamenteel wat betreft oplaadalgoritmen, spanningsbereiken en beveiligingsstrategieën. Direct mengen kan eenvoudigleiden tot niet-overeenkomende laadparameters. Dergelijk misbruik is een van de belangrijkste redenen waarom veel lithiumbatterijen voortijdig verouderen of kapot gaan!

CC/CV versus Multi-Fase: inzicht in oplaadalgoritmen

CC/CV is specifiek ontworpen voor lithiumbatterijen, terwijl het meer-fasisch opladen bedoeld is voor lood-zuurbatterijen.

Het combineren van deze twee is als het aansluiten van een computer die nauwkeurige spanningsregeling vereist op een onstabiele hoog-stroombron-: het is een recept voor een ramp.

Oplaadalgoritme voor lithiumbatterijen: CC/CV (constante stroom / constante spanning)

Lithiumbatterijen zijn extreem gevoelig en vereisen een zeer nauwkeurig laadproces.

• CC-fase (constante stroom):Wanneer de laadtoestand van de accu laag is, levert de lader een vaste stroom. Tijdens deze fase stijgt de spanning geleidelijk-, vergelijkbaar met het snel vullen van een lege emmer met water.
• CV-fase (constante spanning):Zodra de accuspanning de bovengrens bereikt (bijvoorbeeld 4,2 V per cel), stopt de lader met het verhogen van de spanning en handhaaft hij in plaats daarvan een constante spanning, terwijl de laadstroom langzaam afneemt. Wanneer de stroom bijna nul daalt, stopt het opladen volledig.
• Belangrijk punt:Nadat een lithiumbatterij volledig is opgeladen, moet deze worden losgekoppeld van verder opladen; toepassing van continue spanning is niet toegestaan.

Lood-algoritme voor het opladen van accu's: meervoudig- opladen

Lood{0}}zuuraccu's zijn relatief robuust, maar ze hebben last van zelf-ontlading. Daarom is voor onderhoud een complexer, meer-fasig laadproces nodig.

Fase 1: Bulk (opladen met hoge-stroom)

Net als bij de CC-fase laadt deze fase de batterij op tot ongeveer 80% van de capaciteit.

Fase 2: Absorptie

Vergelijkbaar met de CV-fase wordt in deze fase de resterende capaciteit geleidelijk aangevuld.

Fase 3: Zweven - Bron van gevaar

Dit is het belangrijkste verschil. Nadat een lood-zuuraccu volledig is opgeladen, wordt de oplader niet uitgeschakeld. In plaats daarvan handhaaft het een lagere spanning en blijft het stroom leveren. Dit staat bekend als float-laden en wordt gebruikt om de natuurlijke zelf-ontlading van lood-accu's te compenseren.

Fase 4: Egalisatie (balanceren / desulfatie) - Het fatale risico

Sommige laders passen periodiek hoge-spanningspulsen toe om de opbouw van sulfaat op de accuplaten te verwijderen.

Het kernconflict: waarom ze niet uitwisselbaar zijn

Waarom desulfatiemodus in loodzuurladers lithiumbatterijen doodt?

In eenvoudige bewoordingen: "Desulfatiemodus'wordt een 'moordenaar' voor lithiumbatterijen genoemd, omdat deze hoge-spanningspulsen uitzendt waar lithiumbatterijen eenvoudigweg niet tegen kunnen.

1. Wat is de desulfatiemodus? (Het 'geneesmiddel' voor lood-zuuraccu's)

Na verloop van tijd ontwikkelen lood{0}}zuuraccu's verharde loodsulfaatkristallen op de platen (sulfatie), waardoor de accucapaciteit afneemt. Om dit aan te pakken zijn veel lood-zuurladers uitgerust met een desulfatie- of reparatiemodus.

• Beginsel:De lader zendt hoog-frequente, hoge- spanningspulsen uit (soms met ogenblikkelijke spanningen die kunnen oplopen tot 16 V, 20 V of zelfs hoger) in een poging de kristallen uit elkaar te breken door middel van 'elektrische trillingen'.

2. Waarom is het "gif" voor lithiumbatterijen?

De structuur en chemie van lithiumbatterijen maken ze extreem gevoelig voor spanning. De desulfatiemodus kan lithiumbatterijen op twee manieren vernietigen:

A. Onmiddellijke uitsplitsing van het BMS (batterijbeheersysteem)

In elke lithiumbatterij bevindt zich een beveiligingsbord (BMS). De elektronische componenten op het BMS (zoals MOSFET's) hebben eennominale spanningslimiet.

• Gevolg:De hoge-spanningspulsen van de desulfatiemodus van een lood-zuurlader overschrijden ruimschoots de tolerantie van het BMS. Het is alsof een gloeilamp met een spanning van 220 V plotseling wordt blootgesteld aan 1000 V.-Het gebouwbeheersysteem zal onmiddellijk doorbranden. Zodra het BMS uitvalt, verliest de batterij zijn beveiliging tegen overbelasting en kortsluiting-, waardoor de batterij een gevaarlijk, onbeschermd apparaat wordt.

B. Geforceerde schade aan de chemische structuur van de cel

Lithiumbatterijen hebben zeer strikte oplaadlimieten (individuele cellen mogen bijvoorbeeld niet hoger zijn dan 4,2 V of 3,65 V).

• Gevolg:Zelfs als het BMS op miraculeuze wijze overleeft, dwingen de hoge- spanningspulsen lithiumionen om de anode met abnormale snelheden te raken, waardoor de vorming vanlithiumdendrieten (kleine metalen pieken). Deze pieken kunnen de scheider tussen de anode en kathode doorboren, wat leidt tot interne kortsluiting.die zelfontbranding of zelfs een explosie kunnen veroorzaken.

Veel gebruikers denken: "Ik heb hem een ​​tijdje opgeladen en de batterij is niet ontploft, dus dat zou in orde moeten zijn, toch?"

De waarheid is: de schade is vaak onomkeerbaar en latent.De desulfatiemodus heeft het gebouwbeheersysteem mogelijk al extreem onstabiel gemaakt of de interne cellen beschadigd. De ramp kan zich alleen voordoen tijdens de volgende oplaadbeurt of als de batterij een schok krijgt.

Het gevaar van ‘Float Charging’ voor de levensduur van lithiumbatterijen

Zwevend opladenis een standaardwerking voor lood{0}}zuurladers, maar voor lithiumbatterijen werkt het als een chronisch gif, waardoor de levensduur van de batterij fundamenteel wordt verkort.

Wat is floatladen?

Lood-zuuraccu's hebben een relatief hoge zelfontlading-. Daarom sluit een loodzuurlader de stroom niet af nadat de batterij volledig is opgeladen. In plaats daarvan handhaaft het eenkleine stroom en constante spanningom ervoor te zorgen dat de batterij opgeladen blijft100% volledige lading.

Waarom hebben lithiumbatterijen geen float-oplading nodig?

Lithiumbatterijen hebben een zeer stabiele chemie en een extreem lage zelf-ontladingssnelheid. Eenmaal volledig opgeladen hebben ze geen extra stroom nodig om hun capaciteit te behouden.

Lithiumprincipe: stop met opladen zodra de batterij vol is (uitschakelen-).

Drie belangrijke nadelen van float-laden van lithiumbatterijen

A. Versnelde afbraak van elektrolyten (chemische afbraak)

Lithiumbatterijen zijn het meest kwetsbaar als ze volledig zijn opgeladen (hoge spanning). Float-laden dwingt de batterij om gedurende langere perioden op de maximale uitschakelspanning te blijven.

• Gevolg:Deze langdurige hoge- omgeving zorgt ervoor dat de interne elektrolyt van de batterij chemisch wordt afgebroken, waardoor gas ontstaat en de interne weerstand toeneemt.Dit is de reden waarom veel lithiumbatterijen die verkeerd worden gebruikt met de verkeerde oplader, gaan zwellen ("puffen").

B. Groei van lithiumdendrieten

Onder de constante spanning van vlotterlading kunnen lithiumionen zich ophopen op het anodeoppervlak en naald-achtige metaalkristallen vormen die bekend staan ​​als "lithium dendrieten."

• Gevolg:Deze scherpe kristallen kunnen geleidelijk de interne scheider van de batterij doorboren. Zodra de scheider wordt doorbroken, treden er interne kortsluitingen op, waardoor een thermische overstroming ontstaat en de batterij mogelijk beschadigd raaktvlam vatten of ontploffen.

C. Verkorting van de levensduur van de cyclus

De levensduur van een lithiumbatterij wordt bepaald door de oplaadcycli. Bij druppelladen wisselt de batterij herhaaldelijk van kleine ontladingen naar micro-opladingen.

• Gevolg:Hoewel elke individuele lading klein is,deze kleine fluctuaties op de lange- termijn putten geleidelijk de actieve materialen in de cellen uit, wat leidt tot snel capaciteitsverlies. Een batterij die oorspronkelijk een levensduur van 5 jaar heeft, kan binnen 1 à 2 jaar een aanzienlijke vermindering van het bereik ondervinden als gevolg van langdurig druppelladen.

Belangrijkste technische verschillen tussen loodzuur- en lithiumbatterijladers

Specifieke gevolgen van het combineren van verschillende batterijladers

Schakel voor de veiligheid van uw accu onmiddellijk over op een speciale LiFePO₄-oplader. [Klik om de speciale serie van Copow te bekijken]

Kunt u een lifepo4-batterij opladen met een lithiumbatterijlader?

Het wordt niet aanbevolen om dit te doen; mengladers moeten worden vermeden.

HoewelLiFePO4-batterijen standaard lithiumbatterijen behoren beide tot de lithiumbatterijfamilie, hun spanningskarakteristieken verschillen aanzienlijk.Het gebruik van de verkeerde oplader kan schade aan de batterij veroorzaken of voorkomen dat deze volledig wordt opgeladen.

1. Niet-overeenkomende spanningsafschakeling (de belangrijkste reden)

Dit is de directe oorzaak van batterijschade:

• Standaard lithiumbatterijen (Ternair Li-ion):De volledige-laadspanning per cel is doorgaans 4,2 V.
• LiFePO₄-batterijen:De volledige-laadspanning per cel is doorgaans 3,65 V.
• Gevolg:Als u een standaard lithiumlader gebruiktlaad een LiFePO₄-batterij op, zal de lader proberen de spanning op te voeren tot 4,2 V, waardoor ernstige overbelasting ontstaat. Hoewel LiFePO₄ relatief veilig is en niet snel vlam vat,overladen kan leiden tot zwelling, snel capaciteitsverlies en zelfs volledige uitval van de batterij.

2. Structurele verschillen in 12V-batterijpakketten

Voor gewone 12V-batterijpakketten zijn de interne configuraties compleet anders:

• 12V LiFePO4:Bestaat doorgaans uit 4 cellen in serie (4S), met een volledige-laadspanning van 14,6 V.
• 12V standaard lithium (Li-ion):Bestaat doorgaans uit 3 cellen in serie (3S), met een volledige-laadspanning van 12,6 V.

Lastige situaties bij het mixen van opladers

• Met behulp van een 12,6V-lader op een 14,6V-batterij: De batterij zal nooit volledig opladen, die doorgaans slechts ongeveer 20% -30% van zijn capaciteit bereikt.
• Met behulp van een 14,6V-lader op een 12,6V-batterij:De batterij zal ernstig overvol rakenen als het BMS (Battery Management System) uitvalt, bestaat er een zeer groot brandgevaar.

3. De belasting van het BMS (batterijbeheersysteem)

Hoewel accu's van hoge-kwaliteit een BMS hebben dat het opladen door overspanning met geweld kan onderbreken, kunnen deBMS dient als laatste veiligheidslijn en mag niet worden gebruikt als dagelijkse laadcontroller.

• Als u een lader op de lange termijn dwingt om te "vechten" met de BMS-afschakelspanning, versnelt u de veroudering van de componenten van de beveiligingskaart.
• Zodra het GBS uitvalt en de lader niet de juiste uitschakelspanning heeft, kunnen de gevolgen desastreus zijn.

gerelateerd artikel:

BMS-responstijd uitgelegd: sneller is niet altijd beter

Wat is het LiFePO4-batterijbeheersysteem?

Een uitgebreide gids voor LiFePO4 versus lood-Zuurlaadspecificaties

Samenvatting: Hoe kiest u de juiste lifepo4-batterijlader?

Om de veiligheid vanLiFePO4-batterijen opladen, het kiezen van een oplader gaat niet alleen over de vraag of deze de batterij kan opladen-het gaat eromof de specificaties nauwkeurig en compatibel zijn.

1. Zorg ervoor dat het oplaadalgoritme CC/CV is

LiFePO₄-batterijeneen constante stroom/constante spanning (CC/CV) laadlogica vereisen.

• Vereiste:De lader moet de uitvoer volledig kunnen uitschakelen zodra de uitschakelspanning is bereikt, of in een zeer minimale onderhoudsmodus kunnen gaan. Het mag nooit "desulfatie"-pulsen met hoge- spanning of continue "float-laad"-fasen bevatten, zoals bij een lood-zuurlader.

2. Controleer de exacte uitgangsspanning

• 12V accu (4S): De uitgang van de lader moet 14,6V zijn
• 24V accu (8S): De uitgang van de lader moet 29,2V zijn
• 36V accu (12S): De uitgang van de lader moet 43,8V zijn
• 48V accu (16S): De uitgang van de lader moet 58,4V zijn

Opmerking:Zelfs een verschil van 0,1 V op de lange termijn kan van invloed zijnlevensduur van de lifepo4-batterij, dus de spanning moet precies op elkaar zijn afgestemd.

3. Kies de juiste laadstroom (stroomsterkte)

De laadsnelheid is afhankelijk van de stroomsterkte.Het wordt aanbevolen om de richtlijn van 0,2 °C tot 0,5 °C te volgen.

• Berekening:Voor een accu met een capaciteit van 100Ah bedraagt ​​de aanbevolen laadstroom 20A (0,2C) tot 50A (0,5C).
• Tip:Een te hoge stroomsterkte kan overmatige verhitting veroorzaken en de levensduur van de batterij verkorten, terwijl een te lage stroomsterkte zal resulteren in extreem lange oplaadtijden.

💡 3 valkuilen-vermijden'-tips bij het kopen van een Lifepo4-batterijlader

• Controleer het etiket:Geef de voorkeur aan producten die duidelijk zijn gemarkeerd als "LiFePO₄ Charger" op de behuizing. Vermijd generieke 'Lithium Charger'-labels.
• Controleer de stekker en polariteit:Zorg ervoor dat de connector van de oplader (bijv. Anderson-stekker, luchtvaartconnector, krokodillenklem) overeenkomt met uw batterij en verwissel nooit de positieve en negatieve polen.
• Controleer de ventilator en koeling:Kies voor opladers met hoog-vermogen een model met aluminium-behuizing en een actieve koelventilator voor een stabielere en veiligere werking.

De beste keuze is altijd de originele lader geleverd door de accufabrikant. Copow LiFePO₄-batterijen worden geleverd met opladers die speciaal voor hen zijn ontworpen.