磷酸铁锂和锂离子

2020-08-03 06:45

磷酸铁锂

个人 磷酸铁锂 电池的标称电压约为3.2V或3.3V。我们使用多个串联的电池（通常为4个）组成磷酸锂铁电池组。

• 使用四个串联的磷酸铁锂电池，充满时大约可提供约12.8-14.2伏特的电压。这是我们要找到的最接近传统铅酸或AGM电池的东西。
• 磷酸铁锂电池的电池密度比铅酸大，重量的分数很小。
• 磷酸铁锂电池的电池密度比锂离子电池小。这使它们的挥发性降低，使用更安全，几乎可以一对一地替代AGM包装。
• 为了达到与锂离子电池相同的密度，我们需要并联堆叠磷酸铁锂电池以增加容量。因此，具有与锂离子电池相同容量的磷酸铁锂电池组会更大，因为需要更多的并联电池才能达到相同的容量。
• 磷酸铁锂电池可用于高温环境中，绝对不能在+60摄氏度以上使用锂离子电池。
• 磷酸锂铁电池的典型估计使用寿命为1500-2000个充电周期，最长可达10年。
• 通常，磷酸铁锂电池组将保持其充电350天。
• 磷酸铁锂电池的容量是铅酸电池的四倍（4倍）。

锂离子

个人 锂离子 电池通常具有3.6V或3.7伏的标称电压。我们使用多个串联的电池（通常为3个）组成一个约12伏的锂离子电池组。

• 要将锂离子电池用于12v移动电源，我们将其串联3个，以获得12.6伏特的电池组。这是我们使用锂离子电池获得的密封铅酸电池标称电压的最接近值
• 锂离子电池比我们上面提到的磷酸铁锂具有更高的电池密度。这意味着为达到所需容量，我们将减少使用它们。更高的细胞密度以更大的挥发性为代价。
• 与磷酸铁锂一样，我们也可以并联堆叠锂离子电池以增加包装容量。
• 锂离子电池的典型估计寿命为两到三年或300到500个充电周期。
• 通常，锂离子电池组可保存300天。

电池组电压

我将根据我们的Facebook关注者之一的反馈来添加本节。
我们将3个电池串联用于锂离子电池组的原因是电压。 4S锂离子电池组充满时电压过高（〜16.8v）。相反，有些无线电需要的电压比3s锂离子电池组低压曲线在其电压曲线末端所能提供的电压高。如果仍然要使用4S锂离子电池组，则需要集成DC DC稳压器来管理电压输出。或者，正如我在第二段中提到的，我们也可以使用磷酸锂铁电池，该电池具有14.2-14.4v的充满电。这对大多数无线电来说都很好，但是请阅读无线电的电压要求。

充电中

磷酸铁锂的充电+锂离子电池的充电非常相似。两者都使用恒定电流，然后使用恒定电压进行充电。如果我们要谈论的是通道中的DIY电池组之一，那么太阳能或台式机的充电通常是由两个装置完成的。

• 首先，我们有电压和电流源。例如，这可以是可调降压器或太阳能电池板。
• 接下来，我们有充电控制器。这可以调节从电压/电流源流出的电压和电流，为BMS供电。
• 最后，BMS将调节后的电压发送到电池组。它还从比其他电池更高电压的电池中放出电压。这给其他人一个追赶的机会。尽管有Bioenno所说的话，切勿将未经调节的电源直接连接到电池（无论是否BMS！）。

寒冷的天气

与所有电池一样，冷影响锂离子或磷酸铁锂电池的充电能力。因此，我们需要做一些事情以确保电池不会降到冰点以下。电池充电是我在寒冷的天气部署避难所的原因之一。保持住所内温度高于冰点是相对容易的，而太阳能或发电机仍处于帐篷外。使这些单元格保持冻结状态的一种技巧是将它们和无线电设备保持在外壳内。所有收音机都会发热，因此（一定程度上）限制了通风，收音机的热量会极大地加热电池周围的空间。另一个技巧是在电池盒附近或内部使用化学暖手器。关键是要使用常识。既然我们知道不应该给电池充电低于冰点的温度，那么对操作方法的简单更改就可以很容易地解决这个问题。

平衡

如果要构建一个串联有多个电池的电池组，则需要平衡电池组或充电器中的电池。
指出这一点很重要，因为某人可以制作YouTube视频或博客来向您展示如何制作包装，但这并不一定意味着他们确切知道自己在做什么。
最重要的是，您要么需要手动平衡单元格，要么需要主动平衡单元格。如果您要构建我的电池组项目之一，并且要在充电和放电的同时使用该电池组，那么就必须采用主动平衡。另一方面，如果您仅使用该电池组进行放电，将其带到现场进行放电，然后回到家中就充电，从技术上讲，在放电时不需要任何平衡。如果要以完整的4s或3s电池组充电，则需要平衡充电或单独充电。当然，如果您使用的是18650电池，并且您的充电器可以一次充电一个以上的电池，那就太好了！

选择BMS

以下段落仅与那些想要制造完整电池组的人有关。现在，您已经阅读了以上段落，您了解了锂离子和磷酸铁锂之间的电压是独特的。这也意味着您用于电池组的BMS特定于锂离子或磷酸铁锂。您可以在通道上的项目中找到各种不同的平衡板。我们根据平衡板所需的功能来选择平衡板。在选择董事会之前，我们需要了解：

• 我们要通过板上多少安培
• 串联多少个电池
• 使用锂离子电池还是磷酸铁锂电池
• 董事会是否提供电池平衡功能（如果您使用的是BMS，则始终使用电池平衡功能）

有了这些编号后，就可以使用它们从您的供应商那里选择合适的BMS。在您了解自己的要求之前，您甚至都不应该查看价格。您还应该注意eBay和阿里巴巴的卖家。他们经常错误地标记BMS板，使其功能超出其实际提供的功能。因此，请使用常识。如果我知道我要从BMS中提取15安培的电流，我通常会从eBay购买额定30安培的电流。
为什么还要将BMS集成到项目中？一个好的BMS还提供以下功能：

• 过压保护
• 欠压保护
• 短路保护
• 平衡

当人们告诉您不要使用BMS或不需要平衡时，他们会在不了解BMS提供的额外保护的情况下这样做。值得深思！

锂与SLA放电曲线图

有时，无论我多么努力，操作人员仍然会抱有这样一种幻想，即相同容量的密封铅酸电池与锂离子或磷酸铁锂电池组没有区别甚至更好。这通常是基于价格的。真是胡说八道！
这里有一些事实。

• 不使用铅酸电池的第一个原因是重量。锂和磷酸铁锂电池组是重量的一小部分，同时具有更高的电池密度。这意味着更长的运行时间，或者在不增加尺寸/重量的情况下，就可以在更长的时间内为我们的设备提供动力。
• 小型密封铅酸蓄电池在重载下会出现极高的压降。它们从未设计用于高安培数应用。实际上，小型密封铅酸电池经设计可长时间承受很小的负载。在现代100瓦无线电设备中使用典型的15到20 A的电流，我们会遇到明显的电压降。正确构建的锂离子或磷酸铁锂电池组不会显示出与铅酸电池相同的电压降。实际上，在负载下，放电锂离子和磷酸铁锂电池组时的电压相对平坦。
• 关于锂离子或磷酸铁锂电池组的幻觉之一是“它们难以充电”。实际上，如果我们放心，锂离子和磷酸铁锂电池组比密封铅酸电池更容易充电。我们所需要知道的是，我们串联有多少个电池，以及电池组中单个电池的电压。然后使用该数字向电池组施加恒定电压恒流。这是基础数学！给锂或磷酸铁锂电池组充电时，没有浮动电压或任何阶段。只是恒压恒流。当电池达到其电压曲线的顶部时，它已充满。没有浮起或吸收，当到达电压曲线的顶部时，它才充满。

因此，互联网上存在很多错误信息。在YouTube使用者的推动下，YouTube上的功能甚至更多，他们要么不了解，要么未完成研究。不要猛烈抨击他们，但是对我们每个人来说，做自己的研究很重要。我同意表面上看，铅酸电池似乎比锂离子或磷酸铁锂电池组便宜。除了价格以外，还有很多其他事情需要我们去看，这给了我们这个问题的真正答案。我什至不考虑在我的任何项目中使用铅酸电池。这样就留下了锂离子和磷酸铁锂。在项目中应该使用哪一个？好吧，这就是我的选择。

• 如果我要超轻步行距离很远，锂离子可能是更好的选择。与磷酸铁锂相比，更大的电池密度可在更小的封装中提供更长的运行时间，
• 如果我正在寻找易于使用的东西，比我传统上在SLA电池中使用的3S锂离子电池有更多的瓦时，那么LiFePO4是更好的选择。
• 如果我正在寻找离网太阳能发电机中蓄电池的最佳投资，那么1500-2000次循环，零维护以及10年或更长时间的听起来就很棒。

像世界上任何事物一样，我们的项目结果基于我们所做的研究。我经常批评没有发布这么多视频，但是当您进行研究和背景工作时，每天扔掉任何陈旧的视频是不可能的。研究人员也是如此。最后，它将是非常有益的。

携带锂电池旅行

规则从一个管辖区更改为另一个管辖区，就像白天变成黑夜一样容易。目前看来，对锂电池的最大限制是飞入或飞出北美。根据FAA和TSA网站的说法，经航空公司批准，可以将随身携带的行李箱中超过100瓦时的锂电池允许携带，但每位乘客最多只能使用两块备用电池。禁止将松散的锂电池放在托运行李中。 FAA或TSA都不会对锂离子或磷酸铁锂产生任何影响。