ฉันไม่เคยได้ยินแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ เพื่อปรับสมดุลเซลล์หรือแม้แต่วิธีการปรับสมดุลเอง
แต่ฉันคิดว่าแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งหมดมีหรืออย่างน้อยแบตเตอรี่ลิเธียมที่สูงกว่าขนาดที่กำหนด
ทำไมจึงมีความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมและแบตเตอรี่ตะกั่วกรด?
สมมติว่าฉันใช้แบตเตอรี่ 12V สี่ก้อนและต่ออนุกรมกัน ฉันจะต้องการหรือจะเป็นประโยชน์หรือไม่ที่จะมีความสมดุลหรือฉันสามารถแกล้งเป็นแบตเตอรี่ 48V หนึ่งก้อนได้หรือไม่?
คำตอบ:
คำตอบที่ให้ไว้มีเพียงเล็กน้อยในกลศาสตร์จริงที่รับประกันความสมดุลของลิเธียมเคมีและไม่ได้อยู่ที่คนอื่น
ก่อนอื่น; นักเคมีของแบตเตอรี่ทั้งหมดได้รับประโยชน์อย่างมากจากการปรับสมดุลที่เหมาะสม Balancer ใช้กับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมยานอวกาศ, แบตเตอรี่ตะกั่วกรด (ปล่อยต่ำ) บางประเภทและอื่น ๆ นักเคมีแบตเตอรี่ทั้งหมดเป็นเพียงปฏิกิริยาทางเคมีลดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่โดดเด่นซึ่งเกิดขึ้นระหว่างพลังงานกิ๊บส์บางอย่าง (หรือศักยภาพ Redox ถ้าคุณคำนึงถึงทั้งขั้วบวกและปฏิกิริยาแคโทด) - ดังนั้นระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำและสูง ด้านบนหรือด้านล่างของช่วง 'อุดมคติ' ของแรงดันไฟฟ้าปฏิกิริยาอื่น ๆ อาจเกิดขึ้น - หรือปฏิกิริยาของชนกลุ่มน้อยกลายเป็นสิ่งสำคัญ
ปฏิกิริยาอื่น ๆ เหล่านี้มักจะไม่สามารถย้อนกลับได้ดังนั้นพวกเขาจึงลดปริมาณของวัสดุแอโนดและแคโทดที่มีประโยชน์ซึ่งช่วยลดกำลังการผลิต บางครั้งปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์เช่นนั้นน่าทึ่งยิ่งขึ้นการสร้างสารประกอบที่กัดกร่อนขั้วไฟฟ้าทำให้อิเล็กโทรไลต์ลดลงหรือก่อให้เกิดสารเคมีที่เป็นพิษ / ระเบิด
ตอนนี้ปฏิกิริยาที่เป็นอันตรายเหล่านี้เป็นเหตุผลหลักว่าทำไมลิเธียมเคมีจึงจำเป็นต้องมีวงจรความปลอดภัย ทั้งเมื่อมีการบรรจุมากเกินไปและมากไปกว่านั้นขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้จะมีส่วนผสมของก๊าซระเบิด ที่สำคัญกว่านั้นเมื่อขั้วบวกร้อนเกินไป (ประมาณ 125C) ปฏิกิริยาคายความร้อนจะเริ่มต้นขึ้นซึ่งเร่งตัวเองโดยใช้พลังงานส่วนใหญ่ที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ เรื่องนี้มักจะเกิดจากความร้อนในตัวเองเมื่อต้องรับมือกับกระแสคายประจุขนาดใหญ่หรือปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ที่เกิดจากการอัดประจุมากเกินไป เนื่องจากแบตเตอรี่เคมีลิเธียมมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าลำดับความสำคัญมากกว่านิกเกิลและนักเคมีนำเช่นพลังงานจำนวนมากในสถานที่เล็ก ๆ สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดการเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับบรรยากาศออกซิเจนไฮโดรเจนระเบิด
นักเคมีคนอื่นมีปัญหาเดียวกัน แต่! แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเปียกเซลล์เป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนแม้ในการใช้งานปกติ แต่ส่วนใหญ่เมื่อใช้เซลล์ในทางที่ผิด เซลล์กรดตะกั่วสามารถเข้าไปในความร้อนที่ควบคุมไม่ได้เมื่อกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเพียงพอ อย่างไรก็ตามเนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่ค่อนข้างต่ำและความสามารถในการระบายความร้อนสูงของแผ่นเปลือกโลกรวมถึงอุณหภูมิสูงที่ความร้อนที่ควบคุมไม่ได้เมื่อเปรียบเทียบกับลิเธียมไอออนจึงไม่เสี่ยงที่จะต้องรับมือกับสถานการณ์ส่วนใหญ่ และก็เช่นเดียวกันสำหรับนักเคมีนิกเกิลซึ่งมักจะมาพร้อมกับ balancer ในแอปพลิเคชันกระแสสูง (เช่นรถ RC) - หรือแบตเตอรี่ของคุณจะมีประจุเพียง 10-50 ครั้งเท่านั้น
จากนั้นมีคำถามที่ใช้งานได้จริง: คุณสามารถวางเซลล์จำนวนมากเป็นอนุกรมและทำเป็นเซลล์แรงดันสูงขนาดใหญ่ได้หรือไม่ ใช่คุณทำได้ แต่อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะแย่มาก เซลล์ใด ๆ ที่ไม่ตรงกันใน 12 เซลล์ของคุณจะถูกทำให้รุนแรงขึ้นในแต่ละรอบการชาร์จและหลังจากนั้นสองถึงสิบหรือ 100 รอบการชาร์จคุณจะมีแบตเตอรี่ที่หมด มันอาจทำให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัย ดังนั้นเพื่อความปลอดภัยของคุณและการใช้งานแบตเตอรี่อย่างเต็มประสิทธิภาพขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้การจัดการประจุที่สมดุล
แบตเตอรี่ตะกั่วกรดนั้นโอเคกับการชาร์จแบบลอยตัวในปัจจุบันตลอดไป แบตเตอรี่ลิเธียมจะเสียหายเช่นนั้น เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมเต็มการพยายามชาร์จมากกว่าจะทำให้เกิดความเสียหาย ในทางกลับกันรถแบตเตอรี่ตะกั่วกรด "12 V" มักจะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ประมาณ 13.6 โวลต์ที่แรงดันไฟฟ้านั้นจะใช้กระแสไฟจำนวนเล็กน้อยแม้ว่าจะเต็ม แต่แตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียม นี่ทำให้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่มีอันตราย
เซลล์แตกต่างจากแบตเตอรี่ไปยังแบตเตอรี่มากกว่าที่ไม่ตรงกันหลายเซลล์ในโครงสร้างเดียวกัน ดังนั้นกรด 6 เซลล์จะถือว่าเป็นหนึ่งเดียว เนื่องจากอายุและความจุของหน่วยจะถูกเร่งด้วยเซลล์ที่อ่อนแอที่สุดก่อนที่จะหมดลงมันมีความสำคัญยิ่งขึ้นกับลิเธียมในการปรับการจับคู่ให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงความสามารถโดยรวม จำเป็นต้องใช้ zener clamp ในแต่ละเซลล์เพื่อป้องกันการคิดราคาแพง
อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะล้มเหลวใน 1 เซลล์แรกบ่อยกว่าการเสื่อมสลายเหมือนกัน แต่ประสิทธิภาพด้านต้นทุนไม่ได้รับประกันค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมนี้เพื่อยืดอายุ
นอกจากนี้เนื่องจากความร้อนในตัวเองช่วยเร่งอายุให้กับลิเธียมจึงต้องการการชาร์จและการตัดที่รวดเร็วมากกว่าการชาร์จอย่างรวดเร็วและการชาร์จ CV 14.2 ของกรดตะกั่วสำหรับลอย SLA นั้นคล้ายกัน แต่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าซึ่งชดเชยอุณหภูมิด้วย
แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะถูกชาร์จโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า "Equalization" เซลล์ในสตริงชุดที่มีประจุสูงสุดจะได้รับอนุญาตให้คิดค่าใช้จ่ายมากเกินไปและสิ่งนี้จะช่วยให้เซลล์ที่ต่ำกว่าในสตริงชาร์จเต็มได้เช่นกัน
เซลล์ Li-ion ไม่สามารถใช้กระบวนการนี้ได้เนื่องจากพวกเขาไม่สามารถทนต่อการถูกชาร์จมากเกินไปดังนั้นพวกเขาต้องการกระบวนการชาร์จที่สมดุลเพื่อให้ได้ผลเหมือนกัน เซลล์ทั้งหมดที่มีระดับประจุเท่ากัน
จากประสบการณ์ของฉันพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ห่างไกลบริสุทธิ์ทำงานได้ดีมากกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเพราะ: อัตราการชาร์จต่ำสำหรับการขยายระยะเวลา แบตเตอรี่จะได้รับกรณืช้าในช่วงฤดูร้อนที่หลากหลายถึงฤดูหนาว มีพลังงานส่วนเกินค่อนข้างบ่อยเพื่อทำให้เท่ากันที่กระแสต่ำ
ระบบไฮบริดของแบตเตอรี่โซล่าร์ดีเซลมี: วงจรรายวันที่ใหญ่กว่ามาก ไม่ค่อยมีพลังงานสำหรับการทำให้เท่าเทียมกันในปัจจุบันต่ำ เริ่มต้นจากการชาร์จที่สูงถึงการคายประจุที่ไม่มีเวลาลอยตัว
สิ่งนี้เป็นการยืนยันสิ่งที่ผู้ใช้กล่าวถึง 38367 ว่าการปรับสมดุลของเซลล์แต่ละเซลล์จะเป็นประโยชน์สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในระบบพลังงานไฮบริดในพื้นที่ห่างไกลโดยใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด
มีหลักฐานสำคัญว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบสายยาวสูญเสียความสามารถอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับรอบที่คล้ายกันในเซลล์เดียว http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf
เพราะถ้าคุณชาร์จไฟเกินลิเธียมเซลล์มันจะเผาไหม้หรือระเบิด ถ้าคุณคิดราคาแพงกว่าเซลล์ Pb มันก็แค่ระบายไฮโดรเจนจนกว่ามันจะแห้ง จากนั้นคุณจะต้องเติมน้ำเพื่อเติมน้ำอีกครั้ง ฉันคิดว่าแบตเตอรี่ซิลิกอนและ AGM Pb ที่ทันสมัยไม่แม้แต่จะระบายออก แต่พวกเขารวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้ากับน้ำอีกครั้ง แต่พลังงานในการเข้าถึงต้องไปที่ไหนสักแห่งดังนั้นพวกเขาอาจจะอบอุ่นเล็กน้อยไม่รู้