磷酸鐵鋰和鋰離子

2020-08-03 06:45

磷酸鐵鋰

個人 磷酸鐵鋰 電池的標稱電壓約為3.2V或3.3V。我們使用多個串聯的電池（通常為4個）組成磷酸鋰鐵電池組。

• 使用四個串聯的磷酸鐵鋰電池，充滿時大約可提供約12.8-14.2伏特的電壓。這是我們要找到的最接近傳統鉛酸或AGM電池的東西。
• 磷酸鐵鋰電池的電池密度比鉛酸大，重量的分數很小。
• 磷酸鐵鋰電池的電池密度比鋰離子電池小。這使它們的揮發性降低，使用更安全，幾乎可以一對一地替代AGM包裝。
• 為了達到與鋰離子電池相同的密度，我們需要並聯堆疊磷酸鐵鋰電池以增加容量。因此，具有與鋰離子電池相同容量的磷酸鐵鋰電池組會更大，因為需要更多的並聯電池才能達到相同的容量。
• 磷酸鐵鋰電池可用於高溫環境中，絕對不能在+60攝氏度以上使用鋰離子電池。
• 磷酸鋰鐵電池的典型估計使用壽命為1500-2000個充電週期，最長可達10年。
• 通常，磷酸鐵鋰電池組將保持其充電350天。
• 磷酸鐵鋰電池的容量是鉛酸電池的四倍（4倍）。

鋰離子

個人 鋰離子 電池通常具有3.6V或3.7伏的標稱電壓。我們使用多個串聯的電池（通常為3個）組成一個約12伏的鋰離子電池組。

• 要將鋰離子電池用於12v移動電源，我們將其串聯3個，以獲得12.6伏特的電池組。這是我們使用鋰離子電池獲得的密封鉛酸電池標稱電壓的最接近值
• 鋰離子電池比我們上面提到的磷酸鐵鋰具有更高的電池密度。這意味著為達到所需容量，我們將減少使用它們。更高的細胞密度以更大的揮發性為代價。
• 與磷酸鐵鋰一樣，我們也可以並聯堆疊鋰離子電池以增加包裝容量。
• 鋰離子電池的典型估計壽命為兩到三年或300到500個充電週期。
• 通常，鋰離子電池組可保存300天。

電池組電壓

我將根據我們的Facebook關注者之一的反饋來添加本節。
我們將3個電池串聯用於鋰離子電池組的原因是電壓。 4S鋰離子電池組充滿時電壓過高（〜16.8v）。相反，有些無線電需要的電壓比3s鋰離子電池組低壓曲線在其電壓曲線末端所能提供的電壓高。如果仍然要使用4S鋰離子電池組，則需要集成DC DC穩壓器來管理電壓輸出。或者，正如我在第二段中提到的，我們也可以使用磷酸鋰鐵電池，該電池具有14.2-14.4v的充滿電。這對大多數無線電來說都很好，但是請閱讀無線電的電壓要求。

充電中

磷酸鐵鋰的充電+鋰離子電池的充電非常相似。兩者都使用恆定電流，然後使用恆定電壓進行充電。如果我們要談論的是通道中的DIY電池組之一，那麼太陽能或台式機的充電通常是由兩個裝置完成的。

• 首先，我們有電壓和電流源。例如，這可以是可調降壓器或太陽能電池板。
• 接下來，我們有充電控制器。這可以調節從電壓/電流源流出的電壓和電流，為BMS供電。
• 最後，BMS將調節後的電壓發送到電池組。它還從比其他電池更高電壓的電池中放出電壓。這給其他人一個追趕的機會。儘管Bioenno說了什麼，但切勿直接將不受管制的電源連接到電池（無論是否BMS！）。

寒冷的天氣

與所有電池一樣，冷影響鋰離子或磷酸鐵鋰電池的充電能力。因此，我們需要做一些事情以確保電池不會降到冰點以下。電池充電是我在寒冷的天氣部署避難所的原因之一。保持住所內溫度高於冰點是相對容易的，而太陽能或發電機仍處於帳篷外。使這些單元格保持凍結狀態的一種技巧是將它們和無線電設備保持在外殼內。所有收音機都會發熱，因此（一定程度上）限制了通風，收音機的熱量會極大地加熱電池周圍的空間。另一個技巧是在電池盒附近或內部使用化學暖手器。關鍵是要使用常識。既然我們知道不應該給電池充電低於冰點的溫度，那麼對操作方法的簡單更改就可以很容易地解決這個問題。

平衡

如果要構建一個串聯有多個電池的電池組，則需要平衡電池組或充電器中的電池。
指出這一點很重要，因為某人可以製作YouTube視頻或博客來向您展示如何製作包裝，但這並不一定意味著他們確切知道自己在做什麼。
最重要的是，您要么需要手動平衡單元格，要么需要主動平衡單元格。如果您要構建我的電池組項目之一，並且要在充電和放電的同時使用該電池組，那麼就必須採用主動平衡。另一方面，如果您僅使用該電池組進行放電，將其帶到現場進行放電，然後回到家中就充電，從技術上講，在放電時不需要任何平衡。如果要以完整的4s或3s電池組充電，則需要平衡充電或單獨充電。當然，如果您使用的是18650電池，並且您的充電器可以一次充電一個以上的電池，那就太好了！

選擇BMS

以下段落僅與那些想要製造完整電池組的人有關。現在，您已經閱讀了以上段落，您了解了鋰離子和磷酸鐵鋰之間的電壓是獨特的。這也意味著您用於電池組的BMS特定於鋰離子或磷酸鐵鋰。您可以在通道上的項目中找到各種不同的平衡板。我們根據平衡板所需的功能來選擇平衡板。在選擇董事會之前，我們需要了解：

• 我們要通過板上多少安培
• 串聯多少個電池
• 使用鋰離子電池還是磷酸鐵鋰電池
• 董事會是否提供電池平衡功能（如果您使用的是BMS，則始終使用電池平衡功能）

有了這些編號後，就可以使用它們從您的供應商那裡選擇合適的BMS。在您了解自己的要求之前，您甚至都不應該查看價格。您還應該注意eBay和阿里巴巴的賣家。他們經常錯誤地標記BMS板，使其功能超出其實際提供的功能。因此，請使用常識。如果我知道我要從BMS中提取15安培的電流，我通常會從eBay購買額定30安培的電流。
為什麼還要將BMS集成到項目中？一個好的BMS還提供以下功能：

• 過壓保護
• 欠壓保護
• 短路保護
• 平衡

當人們告訴您不要使用BMS或不需要平衡時，他們會在不了解BMS提供的額外保護的情況下這樣做。值得深思！

鋰與SLA放電曲線圖

有時，無論我多麼努力，操作人員仍然會抱有這樣一種幻想，即相同容量的密封鉛酸電池與鋰離子或磷酸鐵鋰電池組沒有區別甚至更好。這通常是基於價格的。真是胡說八道！
這裡有一些事實。

• 不使用鉛酸電池的第一個原因是重量。鋰和磷酸鐵鋰電池組是重量的一小部分，同時具有更高的電池密度。這意味著更長的運行時間，或者在不增加尺寸/重量的情況下，就可以在更長的時間內為我們的設備提供動力。
• 小型密封鉛酸蓄電池在重載下會出現極高的壓降。它們從未設計用於高安培數應用。實際上，小型密封鉛酸電池經設計可長時間承受很小的負載。在現代100瓦無線電設備中使用典型的15到20 A的電流，我們會遇到明顯的電壓降。正確構建的鋰離子或磷酸鐵鋰電池組不會顯示出與鉛酸電池相同的電壓降。實際上，在負載下，放電鋰離子和磷酸鐵鋰電池組時的電壓相對平坦。
• 關於鋰離子或磷酸鐵鋰電池組的幻覺之一是“它們難以充電”。實際上，如果我們放心，鋰離子和磷酸鐵鋰電池組比密封鉛酸電池更容易充電。我們所需要知道的是，我們串聯有多少個電池，以及電池組中單個電池的電壓。然後使用該數字向電池組施加恆定電壓恆流。這是基礎數學！給鋰或磷酸鐵鋰電池組充電時，沒有浮動電壓或任何階段。只是恆壓恆流。當電池達到其電壓曲線的頂部時，它已充滿。沒有浮起或吸收，當到達電壓曲線的頂部時，它才充滿。

因此，互聯網上存在很多錯誤信息。在YouTube使用者的推動下，YouTube上的功能甚至更多，他們要么不了解，要么未完成研究。不要猛烈抨擊他們，但是對我們每個人來說，做自己的研究很重要。我同意表面上看，鉛酸電池似乎比鋰離子或磷酸鐵鋰電池組便宜。除了價格以外，還有很多其他事情需要我們去看，這給了我們這個問題的真正答案。我什至不考慮在我的任何項目中使用鉛酸電池。這樣就留下了鋰離子和磷酸鐵鋰。在項目中應該使用哪一個？好吧，這就是我的選擇。

• 如果我要超輕步行距離很遠，鋰離子可能是更好的選擇。與磷酸鐵鋰相比，更大的電池密度可在更小的封裝中提供更長的運行時間，
• 如果我正在尋找易於使用的東西，比我傳統上在SLA電池中使用的3S鋰離子電池有更多的瓦時，那麼LiFePO4是更好的選擇。
• 如果我正在尋找離網太陽能發電機中蓄電池的最佳投資，那麼1500-2000次循環，零維護以及10年或更長時間的聽起來就很棒。

像世界上任何事物一樣，我們的項目結果基於我們所做的研究。我經常批評沒有發布這麼多視頻，但是當您進行研究和背景工作時，每天扔掉任何陳舊的視頻是不可能的。研究人員也是如此。最後，它將是非常有益的。

攜帶鋰電池旅行

規則從一個管轄區更改為另一個管轄區，就像白天變成黑夜一樣容易。目前看來，對鋰電池的最大限制是飛入或飛出北美。根據FAA和TSA網站的說法，經航空公司批准，可以將隨身攜帶的行李箱中超過100瓦時的鋰電池允許攜帶，但每位乘客最多只能使用兩塊備用電池。禁止將鬆散的鋰電池放在托運行李中。 FAA或TSA都不會對鋰離子或磷酸鐵鋰產生任何影響。