Forholdsregler ved ladning af Li-PO batterier

I forbindelse med et projekt har jeg brug for en batteriforsyning med høj strømdensitet og lav volumen, hvorfor jeg har valgt at benytte to-cellede Li-Po batterier, 7,4V - 800mAh.

Jeg har dog efterhånden reseached så meget, at jeg gentagende gange er stødt på artikler, hvor der advares kraftigt omkring op-og afladning af disse. Overophedning, sprængning og "catch fire" er bare nogle af faremomenterne ifølge disse kilder.

Jeg har til formålet hjemskaffet en speciel ladekreds, LM3647IM der skal forestå og kontrollere ladeprocessen, men da batterierne samt andre kredsløb skal indbygges i en lukket plastkasse, er jeg blevet mistænkelig omkring sikkerheden i dette koncept. Har nogen erfaringer med op- og afladning af Li-Po celler, og er det forsvarligt at lade en ladeprocessor egenrådigt styre dette uden opsyn? Apparatet tænkes at skulle fungere som en autonom enhed, og skal derfor ikke være under ekstern, menneskelig overvågning.

I forbindelse med et projekt har jeg brug for en batteriforsyning med høj strømdensitet og lav volumen, hvorfor jeg har valgt at benytte to-cellede Li-Po batterier, 7,4V - 800mAh.

Jeg har dog efterhånden reseached så meget, at jeg gentagende gange er stødt på artikler, hvor der advares kraftigt omkring op-og afladning af disse. Overophedning, sprængning og "catch fire" er bare nogle af faremomenterne ifølge disse kilder.

Jeg har til formålet hjemskaffet en speciel ladekreds, LM3647IM der skal forestå og kontrollere ladeprocessen, men da batterierne samt andre kredsløb skal indbygges i en lukket plastkasse, er jeg blevet mistænkelig omkring sikkerheden i dette koncept. Har nogen erfaringer med op- og afladning af Li-Po celler, og er det forsvarligt at lade en ladeprocessor egenrådigt styre dette uden opsyn? Apparatet tænkes at skulle fungere som en autonom enhed, og skal derfor ikke være under ekstern, menneskelig overvågning.

  • 0
  • 0

Jeg har gennem flere år brugt LiPo batterier til modelflyvning og i andet udstyr, så har derfor en del erfaring med disse celler.

Hvis du overholder deres betingelser er sikkerheden fint med dem.

De må under ingen omstændigheder komme over 4.2V pr. celle, og ikke under 2.8V pr. celle. De to celler skal være afballanceret for at undgå overstående, ved op og afladning.

Ved overladning, overbelastning og kortslutning sker der til og sager, men hvor gør der ikke det, her er der bare indblandet ild.

Opladningen af LiPo skal ske afballanceret til 4.2V pr celle, og max med en C. I dit tilfælde max ladestrøm 0.8A.

Har du spørgsmål, er du velkommen til at kontakte mig på mail, eller spørge her.

Håber du kan bruge lidt af informationerne. Det vil være synd at droppe et projekt på baggrund af LiPo-cellernes rygte. Tænk bare på mobiltelefoner, headsets, mp3-afspillere, boremaskiner og andre dagligdags LiPo-produkter man bruger dagligt.

Efter 4 års erfaring har jeg kun set ild to gange, hvilket var en kortslutning med vilje. Ved overbelastning puster cellerne sig op, og ved vedvarende overbelastning springer de.

En anden ting du skal være opmærksom på er LiPo kapasitetstabs karatestik.

De midster ca 1% kapasitet, pr. grad Celsius pr. år de ligger fuldt opladet, altså stuetemp i et år tager ca 25% kapasitet. Bedste opbevaring er 10-15% afladet og køligt. Mine opbevares i køleskabet. Ved denne temperatur, og næsten afladet tilstand er man nede på 0-1% pr. kapasitet pr. år

Venlig hilsen Michael

  • 0
  • 0

Hej Michael

Og mange tak for dine svar - det var bestemt nyttig viden. Du har ret i, at LiPo og Li-Ion batterier bruges i stor stil i flere og flere produkter, men mine mine betænkeligheder grundede i, at jeg ikke var helt sikker på, hvilke sikkerhedsforanstaltninger der her er taget. Jeg mener dog også, at den omtalte ladekreds burde gøre tricket. Benytter du selv færdige ladere, eller hjemmebyggede modeller?

Det du skriver om batterikapaciteten er jeg dog ikke stødt på indtil nu, men det giver jo i grunden god mening.

Men en ting du måske kan svare mig på, det du nævner med afbalanceret ladning, menes der her temperatur-, spændings- og strømkontrolleret ladning? Ladekredsen benytter sig nemlig af alle tre parametre i ladeprocessen.

Med venlig hilsen Bjørn J. Hansen

  • 0
  • 0

Det var så lidt.

Jeg benytter både hjemmelavede og færdige ladere, primært købte computer-ladere, som også kan lade andre typer batterier. alt fra 1 NiCd celle, til 10 stk. LiPo i serie, og fra 10mA til i mit tilfælde 5.5A, men større findes.

Lithium-ion, og LiPo (Lithium-ion-polymere) lider af ikke at kunne holde til over-spændning under opladning, derfor må hver enkelt celler ikke komme over 4.2V. Har du en pakke med 3 LiPo i serie 12.6V opladet, kan de godt forskyde sig når de har været belastet, så de enkelte spændninger kommer til at hedde eks. 4.1V-4.3V-4.2V efter endt opladning, det dur ikke, derfor er det en fordel at lade cellerne enkeltvis op, eller som os dovne benytte automatiske afballanceringssystemer.

Nu kender jeg ikke dit projekt, men der er forskellige måde at sørge for cellerne ligger med samme spændning i pakken.

Min erfaring siger dog at ved lavt strømforbrug fra cellerne er der lav risiko for denne spændningsforskyldelse og ballancering er mindre nødvendig.

Din ladekreds skal kontrollere spændninge, så den ikke overstiger 4.2V pr celle, og så regulere strømmen ned under opladningen. Nu du har mulighed for at kunne styre ladeprocessen med temperatur også, kan du måske lave en afbrydelse at ladeprocessen hvis temperaturen på cellerne overstiger 40-50grader, så er der ekstra sikkerhed.

I databladene for LiPo-celler vil du tit kunne se det nævnte problem med kapaciteten under opbevaring, og det stemmer iøvrigt meget overens med de erfaringer jeg har gjort.

  • 0
  • 0

Hej Michael

Hvis du ikke har noget imod det, vil jeg meget gerne trække på dine erfaringer om batterierne og deres brug, så hvis jeg kunne få din mail-adresse ville det være super.

Bedste hilsner Bjørn

  • 0
  • 0

Hej - jeg flyver modelflyver og bruger mest Li-Po batterier. Jeg har en Ultlramat 10 rGraupner lader som har et program for Li-Pos. Jeg kan godt lade dem op med en, men jeg mener en modelflyver fortalte mig jeg kunne gøre det hurtigere med en anden indstilling - er ikke skrap til alle de elektriske parametre og hvad de egentlig betyder. Nogen der kan hjælpe mig på vej ? Et batteri på 22oo mAh kan godt tage op til 2 timer at lade op som jeg gør det nu. Kan det gøres hurtigere ++ mange hilsener Peter D-H

  • 0
  • 0

jeg har valgt at benytte to-cellede Li-Po batterier, 7,4V - 800mAh.

Hej Bjørn,

1) Du oplyser ikke hvilken elektrokemi der er anvendt i dine batterier, selvom det er ret afgørende for brandsikkerheden.

2) Du oplyser heller ikke kapacitet på dine celler.

3) Du oplyser ladeeffekten 800mA, men ikke hvilken effekt og profil du har tænkt dig at aflade dem med.

Kan du oplyse disse?

Lithium-Polymer har ikke noget med elektrokemien at gøre, det er blot en teknik der gør en konventionel seperator overflødig og samtidig laminerer anode og katode, så man kan nøjes med en forsejlet plastikkonvolut som indkapsling.

De fleste Li-Ion batterier til consumer elektronik er Lithium-Kobolt-Oxid (LiCoO), men teknologier som Lithium-Jernfosfat (LiFePO) vinder også ind på det område, eksempelvis i DeWalt's håndværktøj.

Hvis det er LiCoO er der en risiko for termisk runaway allerede ved ca 150gr C, mens LiFoPO skal op på 600-800 grader. Det gør selv sagt LiFePO langt mere sikkert.

Den applikation du beskriver vil dog ikke være farligere end en ganske almindelig laptop eller mobiltelefon, som i 99% af tilfældene anvender LiCoO i dag hvis eller op- og afladeeffekten ikke er for voldsom, og dit BMS ellers fungerer korrekt og pålideligt.

På den anden side vil jeg nok ikke anbefale at apparatet står og kører autonomt under den seng du sover i! ;-)

Selvom du ikke afslører elektro-kemien, er der dog noget der tyder på at det faktisk er LiFePO, hvis din ladespænding ellers er korrekt afstemt til 2 celler i serie.

Disse skal nemlig oplades ved 3,6-3,7V, mens deres nominelle spænding er 3,2V.

LiCoO's nominelle spænding er 3,7V, med 4,2V ladespænding, så Michael Sørensen taler sandsynligvis om LiCoO-celler, selvom det også kunne være NMC-celler eller anden kobolt-baseret teknologi.

  • 0
  • 0