Tôi chưa bao giờ nghe nói về pin axit chì có bất kỳ thiết bị điện tử nào để cân bằng các tế bào của nó, hoặc thậm chí bất kỳ cách thủ công nào để cân bằng chúng.
Nhưng tôi nghĩ rằng tất cả các pin lithium đều có, hoặc ít nhất là pin lithium trên một kích thước nhất định.
Tại sao có sự khác biệt giữa pin lithium và axit chì?
Giả sử tôi lấy bốn pin 12V và đặt thành loạt. Tôi có bao giờ cần, hoặc nó sẽ có ích, để có bất kỳ sự cân bằng nào, hoặc tôi chỉ có thể giả vờ đó là một pin 48V?
Câu trả lời:
Các câu trả lời được cung cấp cho đến nay là một chút ánh sáng về cơ học thực tế đảm bảo cân bằng trên các hóa chất Lithium chứ không phải trên các hóa chất khác.
Đầu tiên; tất cả các hóa chất pin được hưởng lợi rất nhiều từ việc cân bằng hợp lý. Cân bằng được sử dụng trên pin niken cadmium của tàu vũ trụ, một số loại pin axit chì (phóng điện thấp), v.v. Tất cả các hóa chất pin chỉ là một phản ứng oxy hóa khử hóa học chiếm ưu thế nhất định xảy ra giữa các năng lượng Gibbs nhất định (hoặc tiềm năng Redox nếu bạn tính đến cả phản ứng cực dương và cực âm) - do đó giữa một mức điện áp thấp hơn và cao hơn. Trên hoặc dưới dải điện áp 'lý tưởng' này, các phản ứng khác có thể xảy ra - hoặc nếu không thì các phản ứng thiểu số trở nên chiếm ưu thế.
Những phản ứng khác này thường không thể đảo ngược, do đó chúng làm giảm lượng vật liệu cực dương và cực âm "hữu ích", làm giảm công suất. Đôi khi các phản ứng không mong muốn như vậy thậm chí còn kịch tính hơn, tạo ra các hợp chất ăn mòn các điện cực, làm suy giảm chất điện phân hoặc làm cho các hóa chất độc hại / nổ tạo thành.
Bây giờ, những phản ứng nguy hiểm này là lý do chính tại sao các hóa chất lithium thực sự đòi hỏi các mạch an toàn. Cả khi quá tải và quá tải, tùy thuộc vào chất điện phân được sử dụng, một hỗn hợp khí nổ được hình thành. Quan trọng hơn, khi cực dương trở nên quá nóng (khoảng 125C), một phản ứng tỏa nhiệt bắt đầu tự tăng tốc, tiêu thụ phần lớn năng lượng được lưu trữ trong pin (chạy trốn nhiệt). Điều này thường được gây ra bởi tự sưởi ấm khi xử lý dòng xả lớn, hoặc với các phản ứng không mong muốn gây ra bởi quá tải. Vì pin hóa học lithium có mật độ năng lượng lên tới hơn một bậc so với hóa chất niken và chì, tức là rất nhiều năng lượng ở một nơi nhỏ, điều này có thể gây ra sự bùng nổ lớn. Đặc biệt là khi kết hợp với một bầu không khí hydro-oxy nổ.
Các hóa chất khác có cùng một vấn đề, mặc dù! Pin axit chì tế bào ướt rất nổi tiếng trong việc sản xuất khí hydro, ngay cả khi sử dụng 'bình thường', nhưng chủ yếu là khi lạm dụng các tế bào. Các tế bào axit chì cũng có thể đi vào nhiệt chạy khi axit sulfuric được cô đặc đủ. Tuy nhiên, do mật độ năng lượng tương đối thấp và công suất nhiệt cao của các tấm, cũng như nhiệt độ cao mà nhiệt chạy ra so với ion lithium, đây không phải là rủi ro cần phải xử lý trong hầu hết các tình huống. Và điều tương tự cũng xảy ra với các hóa chất niken, thường đi kèm với bộ cân bằng trong các ứng dụng hiện tại (ví dụ như xe RC) - hoặc pin của bạn sẽ chỉ kéo dài 10-50 lần sạc.
Sau đó, có một câu hỏi thực tế: bạn có thể đặt nhiều tế bào theo chuỗi và giả vờ đó là một tế bào điện áp cao lớn không? Vâng, bạn có thể, nhưng tuổi thọ pin sẽ là khủng khiếp. Bất kỳ sự không phù hợp tế bào nào trong ngăn xếp 12 ô của bạn sẽ bị làm trầm trọng thêm mỗi chu kỳ phóng điện và sau vài chục hoặc có thể 100 chu kỳ sạc, bạn sẽ có pin chết. Nó thậm chí có thể gây nguy hiểm an toàn. Vì vậy, cả về sự an toàn và sử dụng tối ưu của pin, bạn nên sử dụng quản lý sạc cân bằng.
Pin axit chì là OK với một dòng sạc nhất định mãi mãi. Pin lithium sẽ bị hỏng theo cách đó. Khi pin lithium đầy, cố gắng sạc pin nhiều hơn sẽ gây ra thiệt hại. Ngược lại, trong xe hơi, pin chì "12 V" thường chỉ được sạc với điện áp cố định khoảng 13,6 V. Ở điện áp đó, nó sẽ mất một lượng nhỏ dòng điện ngay cả khi đầy, nhưng không giống như pin lithium, Điều này không làm hại pin chì-axit.
Các tế bào khác nhau từ pin đến pin nhiều hơn so với đa không khớp trong cùng một cấu trúc. Do đó axit chì 6 tế bào được coi là một. Do sự lão hóa và công suất của đơn vị được tăng tốc bởi tế bào yếu nhất bị cạn kiệt trước tiên, điều quan trọng hơn với Lithium là tối ưu hóa kết hợp để cải thiện công suất tổng thể và ngăn ngừa quá tải tế bào yếu nhất. Kẹp zener hoạt động trên mỗi tế bào là cần thiết để ngăn ngừa quá tải.
Tuy nhiên, pin axit chì sẽ thất bại trên 1 tế bào thường xuyên hơn so với tất cả các loại xuống cấp như nhau, nhưng hiệu quả chi phí không đảm bảo chi phí tăng thêm này để kéo dài tuổi thọ.
Ngoài ra, vì tự sưởi ấm làm tăng tốc độ lão hóa trong Lithium, họ thích sạc nhanh và cắt hơn là sạc nhanh và sạc CV 14,2 axit chì cho phao. SLA là tương tự nhưng điện áp thấp hơn cũng được bù tạm thời.
Pin chì-Axit được cân bằng được sạc bằng cách sử dụng một quá trình được gọi là "Cân bằng". Các ô trong chuỗi chuỗi có điện tích cao nhất được phép sạc quá mức và điều này cũng cho phép các ô thấp hơn trong chuỗi cũng sạc đầy.
Các tế bào Li-ion không thể sử dụng quy trình này vì chúng không thể chịu đựng được quá điện tích, vì vậy chúng cần một quá trình sạc cân bằng tích cực để có được hiệu quả tương tự; tất cả các tế bào có cùng mức phí.
Theo kinh nghiệm của tôi, năng lượng mặt trời từ xa thuần túy hoạt động rất tốt với pin axit chì vì: Tốc độ sạc thấp trong thời gian dài. Pin được đạp chậm trong suốt mùa hè đến mùa đông. Có năng lượng dư thừa tương đối thường xuyên để cân bằng ở dòng điện thấp
Hệ thống hybrid pin mặt trời diesel có: chu kỳ hàng ngày lớn hơn nhiều. Hiếm khi có năng lượng để cân bằng dòng điện thấp. Đi từ phí cao đến xả đáng kể mà không có thời gian nổi đáng kể.
Điều này xác nhận những gì người dùng 38367 đề cập, việc cân bằng tế bào riêng lẻ sẽ có lợi cho pin axit chì trong các hệ thống năng lượng lai ở vùng xa như vậy sử dụng pin axit chì.
Có bằng chứng quan trọng rằng pin axit chì chuỗi dài nhanh chóng mất dung lượng so với các chu kỳ tương tự trên một tế bào. http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf
Bởi vì nếu bạn sạc quá mức một tế bào lithium, nó sẽ bị cháy hoặc phát nổ; nếu bạn nạp quá nhiều tế bào Pb, nó sẽ thông hơi hydro cho đến khi khô; sau đó bạn sẽ chỉ cần thêm nước để làm đầy lại. Tôi nghĩ rằng pin Pb Silicon và AGM hiện đại thậm chí không thông hơi mà thay vào đó chúng kết hợp lại hydro và oxy vào nước; nhưng năng lượng trong eccess phải đi đâu đó, vì vậy có lẽ họ hơi ấm lên, không biết.