Чому балансування використовується лише для літієвих батарей?

Я ніколи не чув, щоб свинцево-кислотна батарея мала будь-яку електроніку, щоб збалансувати її клітини, або навіть будь-який ручний спосіб їх збалансувати.

Але я думаю, що всі літієві батареї мають або принаймні літієві батареї вище певного розміру.

Чому існує різниця між літієвими та свинцевими кислотними батареями?

Скажімо, я беру чотири 12В акумулятори і складаю послідовно. Чи мені коли-небудь знадобиться, чи буде корисно, щоб мати балансування, чи можу я просто зробити вигляд, що це один 48В акумулятор?

Надані відповіді поки що мало світла про фактичну механіку, яка вимагає балансування літієвих хімік, а не інших.

Поперше; усі хімічні батареї значною мірою користуються правильним балансуванням. Балансири застосовуються на космічних кораблях нікелевих кадмієвих акумуляторів, деяких типах свинцево-кислотних акумуляторів (з низьким розрядом) тощо. Усі хімічні батареї - це лише певна домінуюча реакція відновлення-окислення хімічних речовин, яка виникає між певними енергіями Гіббса (або потенціалами Редокса, якщо враховувати і реакцію анода, і катода) - отже, між певним нижчим і більш високим рівнем напруги. Вище або нижче цього «ідеального» діапазону напруг можуть виникати інші реакції - інакше реакції меншості стануть домінуючими.

Ці інші реакції часто не оборотні, отже, вони зменшують кількість «корисного» анодного та катодного матеріалу, знижуючи працездатність. Іноді такі небажані реакції є навіть більш драматичними, створюючи сполуки, які роз’їдають електроди, руйнують електроліт або викликають утворення токсичних / вибухонебезпечних хімікатів.

Зараз ці небезпечні реакції є основною причиною, чому хімії літію справді потребують ланцюгів безпеки. Як при перезарядці, так і при перезаряді, залежно від використовуваного електроліту, утворюється вибухонебезпечна суміш. Що ще важливіше, коли анод стає занадто гарячим (близько 125 ° C), починається екзотермічна реакція, яка прискорюється сама, витрачаючи більшу частину енергії, що зберігається в акумуляторі (термічне тікання). Це часто викликано самонагріванням при роботі з великими струмами розряду або небажаними реакціями, викликаними перезарядкою. Оскільки літієво-хімічні акумулятори мають енергетичну щільність більше, ніж на порядок, більше, ніж нікелеві та свинцеві хімії, тобто багато енергії в маленькому місці, це може спричинити великий бум. Особливо в поєднанні з вибухонебезпечною воднево-кисневою атмосферою.

Інші хіміки мають таку ж проблему! Мокроклітинні свинцево-кислотні акумулятори дуже відомі тим, що виробляють водень, навіть у «звичайному» використанні, але в основному, коли зловживають клітинами. Клітини свинцевої кислоти також можуть потрапляти в термічний відтік, коли сірчана кислота достатньо сконцентрована. Однак через відносно низьку щільність енергії та високу теплоємність плит, а також високу температуру, при якій тепловий відтік б'є в порівнянні з іоном літію, це не є ризиком, з яким потрібно боротися в більшості ситуацій. Те ж саме стосується і нікелевих хімік, які часто поставляються з балансирами у високих струмах (наприклад, автомобілі RC) - інакше ваш акумулятор вистачить лише на 10-50 зарядів.

Тоді виникає практичне запитання: чи можете ви просто поставити безліч серій комірок і зробити вигляд, що це одна велика високовольтна комірка? Так, ви можете, але термін служби акумулятора буде жахливим. Будь-яке невідповідність комірок у вашому 12-клітинному стеку посилиться кожен цикл заряду-розряду, і через пару десятків чи, можливо, 100 циклів зарядки у вас з’явиться мертва батарея. Це навіть може спричинити небезпеку для безпеки. Тому для безпеки та оптимального використання акумуляторів дуже рекомендується використовувати збалансоване управління зарядом.

Свинцево-кислотні акумулятори в порядку з постійним струмом поплавкового заряду назавжди. Літієві акумулятори будуть пошкоджені таким чином. Коли літієвий акумулятор наповнений, намагання зарядити його більше спричинить шкоду. І навпаки, в автомобілі свинцево-кислотний акумулятор "12 В", як правило, заряджається фіксованою напругою близько 13,6 В. При цій напрузі знадобиться невелика кількість струму заряду навіть при повному, але на відміну від літієвого акумулятора, це не спричинить шкоди свинцево-кислотній батареї.

Осередки відрізняються від акумулятора до акумулятора більше, ніж багатоклітинна невідповідність тієї ж конструкції. Отже, 6 клітинних свинцевих кислот розглядають як одну. Оскільки старіння та потужність одиниці прискорюється тим, що спочатку виснажується найслабша клітина, то з літієм важливіше оптимізувати відповідність для покращення загальної ємності та запобігання перезарядці найслабших клітин. Активний затискач на кожну клітинку необхідний для запобігання перенавантаження.

Однак свинцево-кислотні акумулятори спочатку будуть виходити з ладу на 1 осередок частіше, ніж на всіх однаково, але економічна ефективність не гарантує, що ці додаткові витрати продовжать життя.

Оскільки, оскільки самонагрівання прискорює старіння літію, вони віддають перевагу швидкому заряду та відсіченню, а не швидкому заряду та CV заряду 14,2 свинцевої кислоти для поплавця. SLA аналогічні, але нижча напруга, яка також компенсується тимчасовою температурою.

Свинцево-кислотні акумулятори заряджаються за допомогою процесу, відомого як "Зрівняння". Осередки в рядку рядків, які мають найвищий заряд, дозволяють перезаряджати, а це, в свою чергу, дозволяє і нижчим осередкам у рядку повністю заряджатися.

Літій-іонні клітини не можуть використовувати цей процес, оскільки вони не переносять перенапруження, тому їм потрібен активний збалансований процес зарядки, щоб отримати той же ефект; всі комірки, що мають однаковий рівень заряду.

На мій досвід, енергія з чистою сонячною батареєю дуже добре працює з свинцево-кислотними батареями, оскільки: Зарядження протягом тривалого періоду низьке. Акумулятор повільно крутиться протягом літа взимку. Є надлишок енергії порівняно часто для вирівнювання при малих струмах

Дизельні сонячні батареї мають: набагато більше щоденних циклів. Рідко є доступна енергія для вирівнювання струму низького струму. Перехід від високого заряду до значного розряду без значного часу плавання.

Це підтверджує те, що користувач 38367 зазначає, що індивідуальне балансування клітин буде вигідним для свинцево-кислотних акумуляторів у таких віддалених районах гібридних енергосистемах, що використовують свинцево-кислотні акумулятори.

Є вагомі докази того, що довгі струнні свинцеві кислотні акумулятори швидко втрачають працездатність порівняно з аналогічними циклами на одній комірці. http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf

Тому що якщо ви перенавантажуєте літієву клітинку, вона згорає або вибухає; якщо ви перенавантажуєте клітину Pb, вона просто випускає водень, поки він не висохне; тоді вам доведеться просто додати води, щоб знову її наповнити. Я думаю, що сучасні акумуляторні батареї Silicon та AGM Pb навіть не випускають повітря, а навпаки, рекомбінують водень та кисень у воду; але енергія в ексцесі повинна кудись піти, тому, можливо, вони трохи зігріються, не знаю.