Tensioni di massima e minima carica batterie al litio
Ho trovato in rete dell’insolito e inaspettato materiale che mi ha permesso di aggiornare un vecchio post sulle tensioni tipiche di cella; “insolito e inaspettato” perchè il materiale è frutto di esperimenti dannosi e pericolosi effettuati su celle al litio, caricandole e scaricandole oltre le soglie-limite. Soglie che peraltro sono molto discusse in rete, e apparentemente soggettive.
Questi esperimenti oltre-limite sembrano finalmente gettare un po’ di luce sulla faccenda.
La fonte dei grafici originale è https://www.powerstream.com/lithium-phosphate-charge-voltage.htm , ma non il linko il sito perchè contiene informazioni pericolose.
LiFePO4
Nel primo grafico (LiFePO4) si vede che caricare una cella a 3.1V (curva in basso a sinistra) comporta un incremento minimo di energia (4-5%), quindi si può supporre che 3.0V sia ragionevolmente la tensione minima oltre la quale è inutile scendere, per non danneggiare la cella; analogamente, caricando oltre i 4.16V “tipici”, si ha un incremento minimo di carica, ma si stressa la cella riducendone la vita utile.
Per una cella LiFePO4, quindi, l’intervallo di sicurezza (Safe Operating Area) può essere individuato fra 3.0 e 3.25V.
li-ion/LiPO/LiCoO2/NCM/NMC
Da osservazioni analoghe sul secondo grafico si può dedurre che per le li-ion/LiPO/LiCoO2/NCM l’intervallo di sicurezza (Safe Operating Area) può essere individuato fra 3.4V e 4.16V; notare che questo secondo tipo di cella è molto più sensibile alle tensioni errate, che possono portare a incendi ed esplosioni.
In caso di carico
Tutti questi valori sono validi in assenza di carico; con un carico applicato, bisogna tener conto che più alta è la corrente erogata, maggiore è l’abbassamento di tensione, che quindi può scendere sotto la soglia di sicurezza anche se a riposo la tensione ben più alta; utilizzare quindi la cella solo finchè a riposo si trova nella SOA garantisce che, anche sotto carico, la tensione non scenda sotto i livelli critici.
Tabella delle tensioni
Segue una tabella coi valori dedotti, oltre che dai suddetti grafici, anche da altre fonti:
| Tensione danneggiamento |
Tensione minima utile |
Tensione nominale | Tensione batteria carica |
Tensione di ricarica |
|
| Li-Ion/LiPo | 3,0 | 3,4 | 3,6 | 4,16 | 4,20 |
| NMC/NCM | 3,0 | 3,4 | 3,7 | 4,16 | 4,20 |
| LiFePO4 | 2,8 | 3,0 | 3,3 | 3,6 | 3,65 |
Da notare che:
- li-ion/LiPO e NMC/NCM usano chimica simile a base di cobalto, quindi hanno all’incirca le stesse tensioni, ma le NCM/NMC sono intrinsecamente più sicure perchè vanno più difficilmente in fuga termica (incendio o esplosione) in caso di abuso, rispetto alle LiPO.
- La tensione di ricarica NON coincide con la tensione di batteria carica: dopo la fine della carica, infatti, la tensione si abbassa di qualche puto decimale anche senza essere usata, assestandosi sulla tensione nominale.
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Vorrei sapere se ci sono dei carica batterie di minima e di massima? In Pratica dei carica batterie che iniziano a caricare la batteria quando questa scende ad un certo valore di potenza (es. 25% della sua massima potenza) e quindi ricaricarla fino al massimo, e così via?
Grazie
Normalmente è il BMS, non il caricabatterie, a interrompere o permettere la ricarica a seconda della tensione dell’intera batteria o delle singole celle; e normalmente sono impostazioni configurate in fabbrica non modificabili dall’utente, almeno nei CB più economici. In quelli più costosi si può impostare a piacere la soglia, o addirittura l’intera curva di ricarica.
Nei CB kingpan (e cloni vari) ci sono due (a volte tre) trimmer che regolano corrente massima e tensione massima: https://jumpjack.wordpress.com/2014/05/23/schema-elettrico-caricabatterie-li-ion-kingpan-forse/
Grazie della prontezza nella tempistica e precisione nei contenuti.potrebbe gentilmente indicarmi una o più marche e relativi modelli?
Purtroppo su marche e modelli non so aiutarti. Prova nei forum linkati in fondo all’articolo citato prima.
Salve, ho da poco installato 2 batterie da 48v 100 amp. No le scarico mai sotto i 50 volt, ma ho notato che gli ampere scendono a zero. Con queste condizioni, vorrei sapere se la batteria si danneggia o quanti cicli di vita avrà. Grazie
Buonasera, vorrei sottoporle un quesito. Chi sostituisce la classica batteria al Piombo della moto con una al litio di tipo LIFEPO4, deve preoccuparsi di sostituire anche il regolatore di tensione della moto? Il regolatore della mia è tarato per una tensione massima di 12V…sono sufficienti per utilizzare in sicurezza una batteria al litio LIFEPO4?
Grazie.
GD
se la batteria è acquistata, è già progettata per un rimpiazzo diretto di quella al piombo senza ulteriori modifiche.
Se è autocostruita, bisogna tenere conto delle effettive tensioni minima e massima di un sistema al piombo “a 12V” che sono circa 11.0V-14.6V
Ma un carica batterie da 18 V al litio… da 1(uno) A… riesce a caricare una batteria al litio da 15 Ah ?…e se si quanto tempo impiega…?….grazie….
15 ore (se la batteria è da 18V, sennò non funziona proprio)
Salve ho un quesito da porvi :
Non riesco a capire, se le lifepo4
Accetano le così dette tensioni di standby in maniera continuativa come le piombo ,
Esempio una lifepo4 con bms integrato 12.8v nominali 150ah
Può essere sottoposta ad una tensione continuativa h24
Di 13,2volt ?
Vi ringrazio per l’attenzione
Per errore ho caricato le batterie lipo
A 6,3,10A,domanda sono da buttare? Grazie mille sono disperato
6,3,10A?!?
Ti ho scritto a proposito di lifepo4 … le hai mai caricate con il carica batterie del lepton atala, come hai risolto il problema del recupero energia in frenata che difatto ricarica le batterie?
ciao , non riscrivere tante volte lo stesso commento, i tuoi commenti non vengono visualizzati finchè non vengono approvati.
Non ho fatto grandi prove sul lepton, l’ho rivenduto quasi subito, feci solo un giro con 16 celle in serie senza nemmeno il bms… bruciandone la metà….
buongiorno a tutti vorrei postare un quesito, recupero celle litio li ion ormai da molto tempo da pacchi batterie monopattini e anche da ebike, uso solitamente litokala massimo 1ampere per fare i tester delle celle,sto trovando celle che da etichetta segnala che sono da 2500mAh ma facendo scarica/carica per vedere la capienza rimanente c’è ne sono alcune che vanno al di sopra e arrivano anche a una media fra i 2650mAh ed i 2720mAh nonostante nominate 2500mAh, vorrei sapere se queste celle si possono riutilizzare oppure può essere un rischio? Come mai la capienza è superiore da quella descritta dell’etichetta stampata. Qualcuno mi può spiegare meglio? Grazie in anticipo.