Ce este curentul de încărcare?
Clientul apare cu fișa de specificații întrebând dacă poate încărca la 1C. Puteți. Dar 1C este un plafon, nu o recomandare. Mulți oameni nu primesc această distincție, sau o primesc, dar nu le pasă. Până când bateria se stinge devreme și cineva trebuie să explice ce a mers prost.
Curentul de încărcare este cât de repede împingeți electricitatea în baterie. Amperi. Numai să te uiți la amperi este inutil, trebuie să vezi relația cu capacitatea. 100Bateria Ah la 100A este 1C, teoretic plină într-o oră. La 50A înseamnă 0,5C, două ore. O celulă 18650 evaluată la 2600mAh, 0.5C înseamnă 1.3A. Rata C-este un mod standard în industrie de a compara baterii de diferite dimensiuni pe picior de egalitate.
Majoritatea bateriilor cu litiu se descurcă bine la 0,5C pentru utilizarea zilnică. Am făcut baterii pentru stivuitoare suficient de lungi pentru a vedea o mulțime de pachete ucise de încărcarea 1C. Nu spun că 1C nu poate funcționa, pe termen scurt este bine, dar după patru sau cinci sute de cicluri apare diferența. Pachetele 0.5C încă funcționează puternic, cele 1C scăzând deja capacitatea. Poți explica chimia tot ce vrei, oamenii nu cred până când nu văd datele din propria flotă.
De ce se întâmplă asta? Ionii de litiu trebuie să se intercaleze în straturile de grafit de pe anod la încărcare. Curentul prea mare, ionii nu se pot alinia suficient de repede pentru a intra, ei se adună la suprafață ca litiu metalic. Litiul metalic crește în dendrite, trece prin separator, scurtcircuit intern, evaporare termică. Incidentele din fabrica de baterii fac știri la fiecare câteva luni acum. Cauze multiple, de obicei, dar problemele de încărcare apar în analiza cauzei principale mai des decât le place să admită producătorii.
Încărcarea bateriei cu litiu are trei etape.
Toată lumea din business știe acest lucru, dar nu toată lumea acordă atenție tuturor celor trei.
Pre{0}}încărcare
Tensiune sub 3V, nu o puteți lovi cu curent complet. Structura materialului anodului devine instabilă după descărcarea profundă, forțarea curentului provoacă daune ireversibile. Etapa de pre-încărcare utilizează aproximativ 10% din curentul normal, readuce încet voltajul. Poate 0,05C până când tensiunea își revine peste prag. O mulțime de încărcătoare ieftine omit cu totul acest lucru. Bateria sta toată iarna într-un depozit neîncălzit, tensiunea scade la 2-ceva, vine primăvara și cineva o conectează direct la curent maxim. Șase luni mai târziu, problemele încep să apară. Vedem acest model în fiecare an de la clienții din nord. Aceeași conversație, același rezultat.
Curent constant
Treapta de curent constant face treaba grea. Curentul rămâne fix în timp ce tensiunea crește, 0,5C te duce la aproximativ 80% în mai puțin de două ore. Aici intră cea mai mare parte a energiei. Nu sunt multe de explicat despre această parte, funcționează așa cum v-ați aștepta.
Tensiune constantă
Etapa de tensiune constantă este ceea ce oamenilor le place să sară peste. După ce tensiunea atinge plafonul-4,2 V per celulă pentru chimiile ternare precum NMC, 3,65 V pentru curentul LFP trebuie să se reducă de la sine. Tensiunea se menține constantă, curentul scade pe măsură ce celula se apropie de plină, terminarea la aproximativ 0,01C. Pentru acel 2600mAh 18650 înseamnă aproximativ 26mA la final. Această etapă durează aproximativ o oră. Când te uiți la ceas și ai nevoie de stivuitor înapoi pe podea, această fază se scurtează. Rezultatul este fie subîncărcat cu 10-15%, fie stresați catodul încercând să forțați mai multă capacitate. Nici unul nu este bun, dar oamenii o fac oricum.
Factorul de temperatură
Temperatura schimbă lucrurile. Electrolitul rece este vâscos, ionii nu se mișcă bine. Aceeași 0,5C care funcționează bine la temperatura camerei poate provoca placarea cu litiu sub îngheț. Aplicațiile de depozitare la rece și depozite frigorifice au nevoie de baterii cu sisteme de încălzire încorporate. Încălziți celulele la cel puțin 5 grade înainte de a accepta curentul de încărcare. Clienții cred că încălzirea este un cost inutil până când bateriile mor mai devreme. Apoi vin să întrebe de ce nu i-a avertizat nimeni. I-am avertizat. Fișa de specificații spune intervalul de temperatură de funcționare dintr-un motiv.
LFP gestionează abuzul mai bine decât ternarul, o parte din motivul pentru care domină acum în manipularea materialelor. Unele celule evaluate pentru încărcare la 15C. Poate face față nu înseamnă că ar trebui să o faci. Am efectuat teste de comparație, încărcare pe termen lung 1C vs 0,5C, ciclism echivalent doi ani. Diferența de capacitate a fost de 8-12%, în funcție de cât de bine a fost controlată temperatura. Nu este catastrofal, dar sunt bani reali atunci când te uiți la costurile de înlocuire a flotei.
Pericol operațional
O altă problemă care apare constant este potrivirea încărcătorului. Încărcătorul de 0,5C construit pentru 200Ah produce 100A. Schimbați o baterie de schimb de 100 Ah și dintr-o dată ați ajuns la 1C, indiferent dacă ați vrut sau nu. Se întâmplă tot timpul în timpul modernizărilor echipamentelor și înlocuirii bateriilor. Nimeni nu verifică dacă încărcătorul este încă potrivit pentru noul pachet. Bateria funcționează bine până nu mai funcționează.
Există o vorbă în domeniul bateriilor pentru stivuitoare, că costul bateriei este de 30% din întregul camion. OSHA are reglementări specifice pentru zonele de încărcare, 1910.178, cerințe pentru ventilația cu hidrogen, stații de spălare a ochilor, manipularea scurgerilor de acid. Era plumb-acidului acestea au fost obligatorii deoarece acumularea de hidrogen gazos în timpul încărcării este explozivă. Era litiului, problema hidrogenului a dispărut, dar riscul de evadare termică tocmai și-a schimbat forma. Pericol diferit, încă necesită atenție.
Curentul de încărcare este doar un număr de pe fișa de specificații. În spatele acestuia se află cât de mult ține bateria și dacă ceva nu merge bine înainte. Alegeți corect atunci când specificați echipamentul, mai ieftin decât înlocuirea bateriilor după ce apar probleme.
