Почему пухнут LiPo аккумуляторы?
Так и не понял, ПОЧЕМУ ДУЮТСЯ на нас липольки, правда тему читал “по диагонали”. У меня акки дулись (или не дулись) в любом состоянии, - полностью заряженные, разряженные, storage, в холоде и при жаре, при перегрузке и недогрузке.
Причём “подушечки” иногда имеют низкое внутреннее сопротивление и тянут “на ура”, а идеальные по форме - полное Г.
Хотелось бы услышать мнение не юзера, типа меня, а химика какого - ни будь.
(Мой опыт общения с липольками - 12 лет).
Я не химик, но для себя сделал следующие выводы - аккумулятор не будет дуться, если проходящий через него ток (разряд/заряд) не превышает некоего предельного для данного аккумулятора значения. Если проходящий ток больше этого порогового значения, то избыточная энергия вызывает образование в нем газов. Таким вот своеобразным способом выражается перегрузка аккумулятора. Отсюда сделал другой вывод - необходимо так подобрать силовой аккумулятор, чтобы он выдавал требуемый ток без перегрузки (вспухания) и при этом был максимально легким и маленьким.
Разумеется, с течением времени характеристики аккумулятора ухудшаются (уменьшаются), а вот потребляемый мотором ток - нет. Вследствие чего, начиная с некоторого момента времени, проходящий через аккумулятор ток переваливает за уменьшившийся порог, вызывая вздутие.
Все сказанное - исключительно мое ИМХО, не подтвержденное никакими научными данными 😦.
Все сказанное - исключительно мое ИМХО, не подтвержденное никакими научными данными
Дядьки с научными регалиями говорят примерно то же самое
www.lithipedia.org/#/failure-modes/4571709024
Основная причина - температура.
Причина перегрева: перегрузка (превышение допустимого тока), перезаряд, либо глубокий разряд (ниже 3.2V зона риска)
перегрузка аккумулятора
У меня греются на коптере. Потребление в режиме висения около 30А , летаю как правило “блинчиком” , поэтому врядли там вырастает больше 50А , аккумляторы 4 банки 6000 2 штуки написано 25-50 С . Даже если взять среднее число “С” как 35 , то получается 4 банки помножить на 35 = 140А разрешается с них брать кратковременно, а уж в пределах до 70А наверняка можно . Но греются и иногда сильно. Или китайцы врут с цифрами или качество такое. Но правда 2 года уже отпахали и ещё поработают, своё время коптер почти отлётывает
[QUOTE=Vladp1;5299105]Дядьки с научными регалиями говорят примерно то же самое
www.lithipedia.org/#/failure-modes/4571709024
Владимир, огромное вам спасибо за ссылку! Наконец-то в явной форме описана причина вспухания литиевых аккумуляторов. С позволения аудитории и заявляя, что авторство цитируемого текста целиком и полностью принадлежат сайту http://lithipedia.org, я приведу фрагмент этой статьи и свой вольный перевод ее. Свои комментарии к тексту я буду приводить в круглых скобках:
Why do my packs always swell/bloat?
Heat is the general cause for batteries swelling or bloating. It can be caused by over charge or over powering the cell causing excesive heat.
High cell temperatures induce cracks in the electrodes making way for the electrolyte to react with the surface. The interaction with the cathode released H+ ions and ultimately HF gas
- LiF + H+ > Li+ + HF
The HF reactes with Li2Co3 present in the electrodes causing fragility of the SEI protective film
- Li2Co3 + HF > 2LiF + Co2 + H20
Depending in the intensity of the current and cell temperature gas in the form of CO2, CH4, C2H6, and H2 are released due to electrolyte contact with the electrodes. These gases are explosive and any ignition temperature will cause combustion.
a. veluchamy, scientist central electrochemical research institute india
Нагрев является основной причиной вспухания батарей. Он может быть вызван перезарядом или перегрузкой (по току) ячейки, вызывая интенсивный нагрев.
Высокая температура ячейки приводит к разрушению поверхности электродов, создавая путь взаимодействия электролита с поверхностью электродов. Взаимодействие электролита с катодом высвобождает положительные ионы водорода и образует газ фтороводород:
-LiF + H+ -> Li+ + HF
Далее, газ фтороводород взаимодействует с Li2Co3, входящим в состав электродов, приводя к хрупкости защитной пленки SEI (нарушению ее целостности?):
-Li2Co3 + HF -> 2LiF + Co2 + H2O
(идущая далее информация мне показалась очень важной, поэтому я выделил ее жирным шрифтом)
В зависимости от интенсивности протекающего (через ячейку) тока и ее температуры выделяющийся газ может быть различного химического состава - CO2, CH4, C2H6 и H2, которые образуются при контакте электролита с электродами. (Все?) эти газы взрывоопасны и любая искра приводит к их возгоранию.
А. Велучами, научный сотрудник Индийского института электрохимических исследований.
P.S. Посмотрел этот сайт - просто кладезь информации об устройстве литиевых аккумуляторов.
P.P.S. Вывод простой - если ваш аккумулятор вспухает, значит вы требуете от него больше, чем он может вам дать. Ищите аккумулятор помощнее или уменьшайте потребляемый ток.
P.P.P.S. Интересно, почему CO2 отнесли к категории взрывоопасных газов?! Он же, наоборот, не горит и применяется в противопожарных системах 😃. Получается, что взрывоопасность газов в ячейках варьируется в широких пределах - от совсем негорючих (углекислый газ) до очень горючих (водород). Кому как повезет 😃.
аккумляторы 4 банки 6000 2 штуки написано 25-50 С . Даже если взять среднее число “С” как 35 , то получается 4 банки помножить на 35 = 140А разрешается с них брать кратковременно,
6000 25-50С
25С х 6000=150А разрешается снимать долговременно
50С х 6000=300А кратковременно.
Проблема тут в С рейтинге, в реальном С рейтинге, а он очень редко соответствует реальности, по замерам 35С соответствует 10-15 реальному С рейтингу, что же говорить о 25, 5-10С ??? поэтому и пухнут акки.😉
Вот еще информация о вспухании батарей с того же источника. Ниже дан мой вольный перевод (комментарии в скобках):
Why do they bloat/swell?
There are two types of swelling we typically see. Soft swelling with internal gas and hard swelling where the battery feels very solid and typically all the cells are very firm.
1 soft swelling - puffing
- the pack is not rated for the performance specified
- the user is over powering the packs capability
- internal fault causing HF gases to form
- hard swelling
Hard swelling is less dangerous. This basically means that the pack as run its useful life and lithium cannot move within the structure. cell phone batteries typically do this at about 500 - 600 cyeles. RC batteries at usable rates possibly 100 - 200 cyclesxiaolei fan, battery product manager fullriver battery
Почему они пухнут?
Существует два типа вспухания, которое мы обычно наблюдаем - мягкое и твердое.
_1. Причины мягкого вспухания:
- аккумулятор не соответствует заявленным на упаковке характеристикам
- пользователь перегружает мощностные возможности аккумулятора
- внутреннее повреждение вызывает образование фтороводорода_
2. Причины твердого вспухания:
Твердое вспухание менее опасно, чем мягкое. В основном это означает, что аккумулятор исчерпал свой срок жизни и литий больше не может перемещаться в его внутренней структуре (при заряде/разряде). Батареи сотовых телефонов обычно делают это после 500-600 циклов заряда-разряда. Батареи для радиоуправляемых моделей (силовые) делают это после 100-200 циклов.
Ксяолей Фан, менеджер по продаже батарей компании FullRiver Company
6000 25-50С
25С х 6000=150А разрешается снимать долговременно
50С х 6000=300А кратковременно.
Проблема тут в С рейтинге, в реальном С рейтинге, а он очень редко соответствует реальности, по замерам 35С соответствует 10-15 реальному С рейтингу, что же говорить о 25, 5-10С ??? поэтому и пухнут акки.😉
Согласен. Электронам и протонам в микромире пофигу, что в макромире думают и пишут люди на бумажках 😃. Раз вспух, значит был перегружен 😃.
6000 25-50С
25С х 6000=150А разрешается снимать долговременно
50С х 6000=300А кратковременно.
Спасибо. Я считал по другому ( умножал на банки а не на амперы) потому что мне так подсказали . А я сомневался , но поверил потому что такой результат больше соответствовал действительнолсти 😁😁😁
6000 25-50С
25С х 6000=150А разрешается снимать долговременно
50С х 6000=300А кратковременно.
Проблема тут в С рейтинге, в реальном С рейтинге, а он очень редко соответствует реальности, по замерам 35С соответствует 10-15 реальному С рейтингу, что же говорить о 25, 5-10С ??? поэтому и пухнут акки.😉
На той же страничке вполне доходчиво обьяснено.
www.lithipedia.org/#/failure-modes/4571709024
Не поленюсь и переведу
Опасность заключается в том, что слишком многие не понимают или неправильно интерпретируют С-рейтинг. Факты таковы:
- Емкость элемента указывается для разряда током 0.2С (от меня: в реальности 1 С). Это международный стандарт.
К сожалению такая схема не слишком полезна для нас если не доступны графики разряда разными токами.
… - Кривая разряда показывает более низкое напряжение и меньшую емкость при увеличениии скорости разряда. Промышленным стандартом стала привычка указывать скорость разряда в C, а не в амперах. Эта неправильная классификация создает путаницу
- Эта путаница привела к гонке, в результате которой производители стараются указывать все более высокий С. Но максимальный С-rate, это не тот ток для которого указана заявленная емкость. Скорее это максимум, красная линия, при превышении которого почти наверняка произойдет повреждение ячейки.
Вполне реальный и безопасный ток разряда LiPo батарей можно определить по внутреннему сопротивлению банок
www.jj604.com/LiPoTool/
Важно перед замером выдерживать батарею при температуре примерно 22 градуса, так как внутреннее сопротивление сильно изменяется в зависимости от температуры.
Мне лично ни разу не попадалиь батареи с “реальным” C-рейтингом выше 30C, обычно он не превышает 25С.
P.P.P.S. Интересно, почему CO2 отнесли к категории взрывоопасных газов?! Он же, наоборот, не горит и применяется в противопожарных системах . Получается, что взрывоопасность газов в ячейках варьируется в широких пределах - от совсем негорючих (углекислый газ) до очень горючих (водород). Кому как повезет
Спасибо что не поленились перевести.
СО2 приводит к вспуханию и не рекомбинирует обратно. Другие выделяющиеся газы вполне горючи.
Там кстати написано и почему LiFePo считаются более безопасными
www.lithipedia.org/#/safety/4571708997
LiFePo является более стабильным и имеет гораздо более высокую температуру воспламенения.
LiPo ячейки могут самовоспламениться при достижении температуры 80-100 градусов цельсия.
Литиевые батареи воспламеняются при относительно низкой температуре что вызывает цепную реакцию разложения.
LiFePo имеют более высокую начальную точку воспламенения.
Кроме того в LiFePo не будет высвобождения газообразного кислорода при повышении температуры.
Емкость LiIon выше чем у LiFePO4, но и опасность выше.
John Grzan battery designer leo energy singapore
Скорее это максимум, красная линия, при превышении которого почти наверняка произойдет повреждение ячейки.
Это знаю все, кто хоть частично был связан с рукоделием в плане радио-хобби или электро. Всегда “источник” берётся не менее чем на треть мощнее чем “потребитель” А вот то что врут, когда пишут 50 - 100С вместо реальных 30с, то это учитывают не все. Просто очень хочется верить в эти 100С , когда ты отдал за них серьёзные деньги 😁
P.P.S. Вывод простой - если ваш аккумулятор вспухает, значит вы требуете от него больше, чем он может вам дать. Ищите аккумулятор помощнее или уменьшайте потребляемый ток.
Где то 3-5% новых акков приходят в магазин уже вспухшие, некоторые пухнут, если просто лежат в течение 3-6 месяцев.
Не всё так просто…
Не всё так просто…
Не хочется разрушать ещё один закон о зарядке Ли По, но вот простой пример: у меня 2 акка 4 S 6000, на зарядке ставлю 6000 и ток заряда 3000. Поскольку им уже два года, то в них вливается обычно около 4800. Но иногда я ставлю на зарядку их же в паре одновременно. При этом я должен выставить ток батарени на 12000, но моя зарядка позволяет только 9900. Соответственно эти два акка всасывают около 8500 и зарядка отключается. Как бы всё понятно, но на полетном времен это не сказывается почему то. Коптер летает одинаковое время. Вот что странно. Неужто заливание и сливание амперов в зарядке тоже относительное?
на зарядке ставлю 6000 и ток заряда 3000
Что это за параметр у Вас 6000? ток заряда 3 ампера понятно. А вот 6000 это ограничение на зарядку? Если да, то какой смысл его ставить для липольки? Гидриды или кадмий там понятно, отключение по дельта пику которого на хреновых батареях может и не быть. А липолька отключается от зарядки при достижении 4.2В на банку. Смысла ставить ограничение не вижу. У меня лимитер отключен, заливай хоть 100А/ч
А липолька отключается от зарядки при достижении 4.2В на банку.
Батарея 4S 6000mAh 25-50C А на зарядке этот параметр не отключается. Однажды попутался в батарейках и вместо шеститысячника поставил 4500 mAh, а на зарядке стояло 6000. Так в эту 4500 залилось больше 5000, а при нормальном заряде никогда больше 4100 не влезало. Ток заряда ставлю обычно 50% от написанного на акке или чуть меньше. К концу ток заряда автоматически падает иногда аж до 0,5А ( нет только когда идет балансировка), но вот сколько залилось - примерно 90% от того сколько поставишь. Это странно.
Вот и вчера , поставил два акка параллельно на зарядку. Акки те же 4S 6000 mAh , зарядка позоляет настроить только 9900 ограничение, залилось 9125. Потом поставил каждый акк по отдельности, настроив ограничение на 6000. Залилось ещё в каждый примерно по 500 mAh. Опять же странно, вроде как акки сколько им надо ( точнее сколько могут), столько и взяли и отключили зарядку. Но если ставлю 9900 по забывчивости на только один акк, то точно влезет больше 6000. Читал что загнать амперов больше чем надо можно, но вредно. Хотя в общем я не буду спорить, возможно это особенности только моей зарядки. У моего соседа дешевая зарядка, где этого ограничения вообще нет, только ток заряда. Но у него она и работает не пойми как, отключается , например, а если включить второй раз уже заряженный акк, то она ещё в него льёт процентов 15.
Залилось ещё в каждый примерно по 500 mAh
Из этого заливается в аккумулятор наверное четвёртая часть, остальное идёт в тепло при выравнивании банок.
Хотя в общем я не буду спорить, возможно это особенности только моей зарядки. У моего соседа дешевая зарядка, где этого ограничения вообще нет, только ток заряда. Но у него она и работает не пойми как, отключается , например, а если включить второй раз уже заряженный акк, то она ещё в него льёт процентов 15.
Какие ужасы Вы рассказываете!
При таких приличных акках надо уже на адекватную зарядку переходить. Иначе затраты на акки вырастут из-за их быстрой смерти. Или пожар однажды можно устроить…
При таких приличных акках надо уже на адекватную зарядку переходить. Иначе затраты на акки вырастут из-за их быстрой смерти
Оно так и есть. Но многие понимают это только после своего горького опыта.
Отвожу тепло от аков устанавливая сразу радиаторы , 1мм пластины между банками и снаружи , все стянуто нитью …
Отвожу тепло от аков устанавливая сразу радиаторы , 1мм пластины между банками и снаружи
И как результат? Что то тяжеловато выходит 7 пластин дюральки на батарею 6S, это грамм 100 плюс к весу.