As baterias LiFePO4 precisam de BMS de um fabricante de baterias de íon-lítio personalizado?

As baterias LiFePO4 precisam de BMS de um fabricante de baterias de íon-lítio personalizado?

Baterias de fosfato de lítio e ferro (LiFePO4)vêm em um único pacote com muito poder e valor. Essa química da bateria de lítio é a grande parte de seu desempenho superior. Embora todas as baterias de íon de lítio de renome também incluam outro componente importante junto com as células de bateria do fabricante de baterias de íon de lítio personalizadas: um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) cuidadosamente projetado. Um sistema de gerenciamento de bateria bem projetado pode proteger e monitorar ao máximo uma bateria de íon de lítio para otimizar o desempenho, maximizar a vida útil e garantir uma operação segura em uma ampla gama de condições de uso. Todas as baterias Polinovel lifepo4 vêm com um BMS integrado interno ou externo. Vamos dar uma olhada mais de perto em como o Polinovel BMS otimiza a vida útil das baterias de fosfato de ferro-lítio.

Baterias de fosfato de ferro-lítio agregam muito poder e valor em um pacote pequeno. A química dessas baterias é uma grande parte de seu desempenho superior. Mas todas as baterias de íon de lítio comerciais respeitáveis ​​também incluem outro elemento importante junto com as próprias células: um sistema eletrônico de gerenciamento de bateria (BMS) cuidadosamente projetado. Um sistema de gerenciamento de bateria bem projetado protege e monitora uma bateria de íon de lítio para otimizar o desempenho, maximizar a vida útil e garantir uma operação segura em uma ampla gama de condições. Células LiFePO4 defabricante de baterias de íon de lítio personalizadasoperar com segurança em uma faixa de tensões, normalmente de 2,0 V a 4,2 V. Algumas químicas do lítio resultam em células altamente sensíveis à sobretensão, mas as células LiFePO4 são mais tolerantes. Ainda assim, uma sobretensão significativa por um período prolongado durante o carregamento pode causar revestimento de lítio metálico no ânodo da bateria, o que degrada permanentemente o desempenho. Além disso, o material do cátodo pode oxidar, tornar-se menos estável e produzir dióxido de carbono, o que pode levar a um aumento da pressão na célula. O Polinovel BMS limita cada célula e a própria bateria a uma tensão máxima de 3,9 V e 15,6 V.

Proteção de sub e sobretensão

A subtensão durante a descarga da bateria também é uma preocupação, pois a descarga de uma célula LiFePO4 abaixo de aproximadamente 2,0 V pode resultar na quebra dos materiais do eletrodo. O BMS atua como um fail safe para desconectar a bateria do circuito se qualquer célula cair abaixo de 2,0V. As baterias de lítio Polinovel têm uma voltagem operacional mínima recomendada, que é 2,5 V para célula e 10 V para bateria.

As células de fosfato de ferro e lítio operam com segurança em uma faixa de voltagens, normalmente de 2,0 V a 4,2 V. Algumas químicas do lítio resultam em células altamente sensíveis à sobretensão, mas as células LiFePO4 são mais tolerantes. Ainda assim, uma sobretensão significativa por um período prolongado durante o carregamento pode causar revestimento de lítio metálico no ânodo da bateria, o que degrada permanentemente o desempenho. Além disso, o material do cátodo pode oxidar, tornar-se menos estável e produzir dióxido de carbono, o que pode levar a um aumento da pressão na célula. Todos os sistemas de gerenciamento de bateria RELiON limitam cada célula e a própria bateria a uma tensão máxima. O BMS na bateria RELiON RB100 LiFePO4, por exemplo, protege cada célula da bateria e limita a tensão na bateria a 15,6V.

A subtensão durante a descarga da bateria também é uma preocupação, uma vez que a descarga de uma célula LiFePO4 abaixo de aproximadamente 2,0 V pode resultar na quebra dos materiais do eletrodo. As baterias de lítio têm uma voltagem operacional mínima recomendada. A tensão mínima recomendada é 11V. O BMS atua como um sistema à prova de falhas para desconectar a bateria do circuito se qualquer célula cair abaixo de 2,0 V.

Cada bateria tem uma corrente máxima especificada para operação segura. Se uma carga puxar uma corrente mais alta para a bateria, isso pode resultar em superaquecimento da bateria. Embora seja importante usar a bateria de forma a manter o consumo de corrente abaixo da especificação máxima, o BMS novamente atua como um contra-ataque contra condições de sobrecarga de corrente e desconecta a bateria do circuito.

Proteção contra curto-circuito

Curto-circuito da bateria defabricante de baterias de íon de lítio personalizadasé a forma mais séria de condição de sobrecorrente. É mais comum quando os eletrodos são acidentalmente conectados a um pedaço de metal. O BMS deve detectar rapidamente uma condição de curto-circuito antes que o consumo repentino e massivo de corrente superaqueça a bateria e cause danos catastróficos.

Acima da temperatura

As baterias de fosfato de ferro e lítio operam com eficiência e segurança em temperaturas de até 60oC ou mais. Mas em temperaturas mais altas de operação e armazenamento, como acontece com todas as baterias, os materiais do eletrodo começarão a se degradar. O BMS de uma bateria de lítio usa termistores embutidos para monitorar a temperatura durante a operação e desconecta a bateria do circuito em uma temperatura especificada.

Desequilíbrio celular

Baterias de íon-lítio defabricante de baterias de íon de lítio personalizadastêm uma grande diferença das baterias de chumbo-ácido quando se trata de equilibrar a tensão em cada célula individual durante o carregamento. Devido a pequenas diferenças nas condições de fabricação ou operação, cada célula de uma bateria é carregada em uma taxa ligeiramente diferente. Em uma bateria de chumbo-ácido, se uma célula carregar mais rápido e atingir sua voltagem total, a extremidade baixa típica da corrente de carga, junto com o excesso de retorno de carga, garantirá que as outras células sejam totalmente carregadas. Em certo sentido, as células em uma bateria de chumbo-ácido se auto-equalizam durante a carga.

Este não é o caso das baterias de íon de lítio. Quando uma célula de íon de lítio está totalmente carregada, sua voltagem começa a aumentar ainda mais, o que pode causar danos ao eletrodo. Se a carga de toda a bateria for interrompida quando apenas uma célula estiver totalmente carregada, as células restantes não atingirão a carga completa e a bateria operará abaixo da capacidade máxima. Um BMS bem projetado garantirá que cada célula seja carregada com segurança e totalmente antes que todo o processo de carregamento seja concluído.

Resumo

As baterias de fosfato de ferro e lítio do fabricante de baterias de íon de lítio personalizadas são construídas com mais do que apenas células individuais conectadas entre si. Eles também incluiriam um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que geralmente não é visível para o usuário final, garantindo que cada célula da bateria permaneça dentro dos limites de segurança. No Polinovel, todas as nossas baterias LiFePO4 incluem um BMS interno ou externo para proteger, controlar, organizar e monitorar a bateria para garantir a segurança e maximizar a vida útil em toda a gama de condições operacionais.

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