Hvad er et Lithium batteri?

Lithium batterier er batterier som har Lithium som anode, de er også kendt som Lithium-metal batterier. De er genopladelige batterier.

De er batterier med en høj energi-densitet og en lang levetid. De bruges mange steder i forbruger-elektronik og som batteribanker til solcelle-installationer. Endvidere er disse Lithium-batterier miljø-rigtige da de holder mange år og efterfølgende ikke afgiver farlige stoffer til miljøet ved opbrugt.

Der findes mange forskellige typer af Lithium-batterier, men specielt 3 typer er bedst kendt, det er Lithium-Ion (Li-Ion), Lithium-Polimer (LiPo) og Lithium-Jern-fosfat (LiFePo4). I denne beskrivelse fokuseres der på LiFePo4 batterier.

LiFePo4 batterier

Disse batterier kommer i mange størrelser og udformninger og kan derfor bruges i mange forskellige apparater og til mange formål. LiFePo4 batterier er ganske ufarlige at bruge (de reagerer ikke kemisk med luftens Ilt og er derfor ikke på nogen måde eksplosive), ligesom nogle af de andre Lithium-batteri-typer kan være.

Et LiFePo4 batteri kan holde til mange dybdeafladninger (som standard 2000) og hvis man passer lidt på sit batteri kan antal afladninger fordobles. (se længere nede i teksten beskrivelse af hvordan man vedligeholder sit batteri).

LiFePo4 batteri-celler og deres Volt

LiFePo4 batterier kommer i batteri-celler af 20-200Ah og hver batteri-celle har en spænding på mellem 2,5-3,65V DC. På den måde opbygges et 12V batteri ved at samle 4 stk af disse batteri-celler. Har man på denne måde et 12V batteri med 4 batteri-celler, kan dette batteri have en minimal spænding på (4×2,5V) 10V og en maksimal spænding på (4×3,65V) 14,6V

Opbygning af en LiFePo4 batteribank

Man opbygger en batteri-bank ved at sætte et antal af disse celler i serie og parallel. Sættes batter-cellerne i serie forøges den samlede Volt og sættes de i parallel fastholdes Volt men Ampere fordobles. På denne måde kan man opbygge et 12V batteri ved at tage 4 stk af disse batteri-celler og sætte dem i serie, og man får en batteri-bank på 24V ved at tage 8 af batteri-cellerne i serie. Ønsker man at opbygget et 100Ah batteri tager man derfor 4 stk batteri-celler med 100Ah her og sætte dem i serie.

Vedligeholdelsen af et LiFePo4 batteri

Et LiFePo4 batteri-celle har en bestemt bund-Volt og en bestemt top-volt, går man udenfor disse grænser tager batteriet skade. Det er ligesom med et almindeligt syre-batteri som ikke tåler fuld afladning og ikke tåler en for høj opladning. Disse LiFePo4 batteri-celler tåler en spænding på ned til 2,5V og op til 3,65V. Men som det ses på nedenstående billede er det kun nødvendigt at holde batterispændingen på mellem 3V og op til 3,5V for at hente næsten al strømmen fra dem. Det er unødvendigt at aflade mere eller oplade mere da der i yderområderne findes meget få Ampere. Holder man spændingen mellem 3-3,5V belaster man ikke batteri-cellen og den kan holde meget læng (op til 9000 afladninger = 26 år).

LiFePo4 opladning og afladningskurve Volt
LiFePo4 opladning og afladningskurve Volt

Bundballancering af LiFePo4 batteri-celler

Har man en batteri-bank opbygget med flere af disse LiFePo4 batteri-celler er det fra starten nødvendigt at synkronisere hver af batter-cellernes Volt til et fælles mindste-punkt. Batteri-cellerne skal inden de opsættes i en serie alle have den samme bund-spænding, hermed får man et fælles udgangspunkt for alle batteri-cellerne. Når batteri-cellerne efterfølgende lades op vil det være den batteri-celle som har den mindste kapacitet som rammer loftet først og dermed bestemmer hvornår opladningen skal stoppe. Hermed har man bestykket alle batteri-cellerne mod at blive overopladet, det er den batteri-celle som har mindst kapacitet som bestemmer hvornår der skal stoppes. Det kan godt være der er kapacitet tilbage i de andre celler, men det bruges så ikke. Som det ses på ovenstående kurve for opladning og afladning, så ligger al strømmen (Ampere) imellem 3-3,5V og det er unødvendigt at bruge de sidste Volt på toppen og i bunden.

Har man inden brug af batteri-cellerne bundballanceret dem, kan det være at man ikke behøver et Batteri-managemen-system til at beskytte batterierne, men det kan være en sikkerhed som er værd at have sat på sin batteribank.

Batteri-management-system (BMS)

Et BMS er et elektronisk kredsløb som sættes på en batteribank for at beskytte mod at batteribankens batteri-celler kommer for langt ned i Volt ved afladning, eller kommer for højt op i Volt ved opladningen. Disse kredsløb er et print som forbindes til de enkelte batteri-celler så deres Volt kan overvåges af BMS, hermed kan afladning og opladning automatisk stoppes inden det går galt.

Disse kredsløb skal monteres batteri-banken og der skal loddes ledninger på hver batteri-celle så BMS kan aflæse den enkelte celles Volt. At have et sådanne BMS kan beskytte mod overopladning og underafladning af de enkelte batteri-celler.

Dette indlæg var udgivet den . Bookmark permalink.

Comment on this FAQ

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.