LiFePO4 (литий-железо-фосфатная аккумуляторная батарея), как и другие АБ, изготовленные по литиевой технологии, имеют значительно бóльшую удельную емкость и эксплуатационный ресурс, чем свинцово-кислотные аналоги. Это делает их выгодным приобретением в качестве источников питания на 12 В и для электронных устройств, и для техники различного назначения. Однако литий-железо-фосфатные (LFP) АБ чувствительны к неправильной зарядке, из-за чего их характеристики могут резко ухудшиться. Как зарядить LiFePO4-АБ правильно, каковы особенности зарядных устройств и методики зарядки для таких батарей – об этом пойдет речь ниже.
Когда нужно заряжать литий-железо-фосфатные АБ
Если LiFePO4-аккумуляторная батарея не полностью разряжена, необязательно ставить ее на подзарядку после каждого использования. В отличие от свинцово-кислотного аналога в литиевой АБ отсутствует сульфатация, уменьшающая емкость при частичной зарядке. Такая батарея не имеет выраженного эффекта памяти и допускает как полное, так и частичное восполнение заряда. Если же вы обнаружили, что система управления отключает нагрузку от аккумуляторной батареи из-за низкого напряжения, ее следует зарядить до номинала – 12 V. При отправке АБ на хранение (например, на зиму) их следует зарядить до 50 % емкости. Зарядка осуществляется в температурном диапазоне 0…+40 °С. Некоторые модели можно безопасно заряжать и при отрицательных температурах, что особенно важно для регионов с холодным климатом.
Особенности зарядных устройств для LiFePO4-АБ
Для зарядки литий-железо-фосфатной АБ требуются специальные умные устройства с максимальным напряжением 3,65 В на элемент. При подключении к LiFePO4 они с помощью коротких импульсов напряжения проверяют его текущее состояние, а затем начинают заряжать правильно, с учетом уровня зарядки каждой ячейки АБ. Это означает, что, если одна из них полностью заряжена, процесс будет продолжаться до тех пор, пока все элементы не будут иметь требуемого напряжения на выходе. Устройства и методы, использующиеся для подзарядки свинцово-кислотных батарей, неприменимы.
Способы зарядки литий-железо-фосфатных АБ
Могут использоваться четыре вида восполнения заряда.
Зарядка с постоянным напряжением. При таком способе происходит автоматическое изменение зарядного тока пропорционально изменяющемуся уровню заряда. Зарядка идет сравнительно быстро, а выделение газа и потери воды минимизируются. Ток не контролируется, в начале зарядного процесса он может быть слишком велик, что иногда приводит к повреждению АБ. Поэтому такой способ применяется нечасто и только для батарей, рассчитанных на большие начальные токи. К недостаткам метода относится также и то, что в нем учитывается только напряжение, а не общее состояние АБ.
Зарядка с постоянным током. В отличие от предыдущего метода при таком способе изменяется (регулируется) выходное напряжение. В течение всей зарядки ток будет постоянным. К недостаткам такого способа можно отнести сравнительно малую скорость восполнения заряда, особенно на завершающем этапе, когда принимаемая емкость резко уменьшается. Метод управления сравнительно прост, что можно считать одним из плюсов. К другим преимуществам можно отнести простое выполнение и несложные расчеты мощности.
Зарядка с постоянным током/напряжением. В нем используются особенности двух вышеперечисленных способов. Сначала LiFePO4-аккумуляторную батарею заряжают постоянным током, затем – напряжением, которое поддерживается на одном уровне. Это позволяет избежать недостатков как первого, так и второго методов, контролирующих только один параметр зарядки. Таким образом устраняется опасность чрезмерных начальных токов и риск перезарядки АБ.
Зарядка рубящей волной. Она схожа со вторым методом, так как величина тока поддерживается на одном уровне. Отличием является то, что зарядка идет не постоянно: зарядное устройство периодически включается на определенное время, а затем отключается. В этом методе учитывается время отклика АБ. Такой способ увеличивает возможности батареи и улучшает эффект зарядки.
LiFePO4-АБ заряжают третьим способом, который называют также методом CCCV. Для этого были разработаны специальные зарядные устройства, позволяющие быстро и безопасно восполнить заряд литий-железо-фосфатной АБ.
Особенности правильной зарядки литий-железо-фосфатных АБ
Заряжать любые литиевые аккумуляторные батареи следует только при плюсовой температуре. Если АБ хранилась на морозе, ее как минимум следует выдержать час в помещении, чтобы она прогрелась. Правильная зарядка LiFePO4-аккумуляторной батареи предусматривает приобретение специального зарядного устройства. Рекомендуется покупать его у того же производителя, который выпускает LFP-батареи. Это устранит вероятные проблемы несовместимости. Зарядка АБ должна проводиться строго по инструкции производителя. Это позволит заряжать батареи более эффективно и продлит их эксплуатационный ресурс.