Mengapa balancing hanya digunakan untuk baterai lithium?

Saya belum pernah mendengar baterai asam timbal yang memiliki elektronik untuk menyeimbangkan selnya, atau bahkan cara manual untuk menyeimbangkannya.

Tetapi saya pikir semua baterai lithium memiliki, atau setidaknya baterai lithium di atas ukuran tertentu.

Mengapa ada perbedaan antara baterai lithium dan asam timbal?

Katakanlah saya mengambil empat baterai 12V dan dimasukkan ke dalam seri. Apakah saya perlu, atau akan bermanfaat, untuk menyeimbangkan, atau bisakah saya berpura-pura baterai 48V?

Jawaban yang diberikan sejauh ini sedikit terang pada mekanika sebenarnya yang menjamin keseimbangan pada kimia Lithium dan bukan pada yang lain.

Pertama-tama; semua kimia baterai mendapat manfaat besar dari penyeimbangan yang tepat. Balancers digunakan pada baterai nikel kadmium pesawat ruang angkasa, jenis baterai asam timbal (debit rendah) tertentu dan sebagainya. Semua kimia baterai hanyalah reaksi reduksi-oksidasi kimia dominan tertentu yang terjadi antara energi Gibbs tertentu (atau potensi Redox jika Anda memperhitungkan reaksi anoda dan katoda) - karenanya antara level tegangan rendah dan tinggi tertentu. Di atas atau di bawah kisaran tegangan 'ideal' ini, reaksi lain dapat terjadi - atau reaksi minoritas menjadi dominan.

Reaksi-reaksi lain ini seringkali tidak dapat dibalikkan, oleh karena itu mereka mengurangi jumlah anoda dan bahan katoda yang 'bermanfaat', mengurangi kapasitas. Kadang-kadang reaksi yang tidak diinginkan seperti itu bahkan lebih dramatis, menciptakan senyawa yang menimbulkan korosi pada elektroda, menurunkan elektrolit atau menyebabkan bahan kimia beracun / meledak terbentuk.

Sekarang, reaksi berbahaya ini adalah alasan utama mengapa kimia lithium benar-benar membutuhkan sirkuit pengaman. Baik saat pengisian berlebih maupun pengisian berlebih, tergantung pada elektrolit yang digunakan, campuran gas ledak terbentuk. Lebih penting lagi, ketika anoda menjadi terlalu panas (sekitar 125C), reaksi eksotermik dimulai yang berakselerasi dengan sendirinya, menghabiskan sebagian besar energi yang tersimpan dalam baterai (pelarian termal). Hal ini sering disebabkan oleh pemanasan sendiri ketika berhadapan dengan arus pelepasan besar, atau dengan reaksi yang tidak diinginkan yang disebabkan oleh pengisian berlebih. Karena baterai kimia litium memiliki kerapatan energi hingga lebih dari satu urutan besarnya lebih besar daripada nikel dan timbal kimia, yaitu banyak energi di tempat yang kecil, ini dapat menyebabkan ledakan besar. Terutama bila dikombinasikan dengan atmosfer hidrogen-oksigen yang eksplosif.

Kimia lain memiliki masalah yang sama! Baterai asam timbal sel basah sangat terkenal untuk menghasilkan gas hidrogen, bahkan dalam penggunaan 'normal', tetapi sebagian besar ketika menyalahgunakan sel. Sel asam timbal juga bisa menjadi pelarian termal ketika asam sulfat cukup terkonsentrasi. Namun, karena kepadatan energi yang relatif rendah dan kapasitas termal yang tinggi dari pelat, serta suhu tinggi di mana tendangan termal lebih rendah dibandingkan dengan ion lithium, ini bukan risiko yang perlu ditangani dalam sebagian besar situasi. Dan hal yang sama berlaku untuk kimia nikel, yang sering kali disertai dengan penyeimbang dalam aplikasi arus tinggi (misalnya mobil RC) - atau baterai Anda hanya akan bertahan 10-50 pengisian daya.

Lalu ada pertanyaan praktis: bisakah Anda menaruh banyak sel secara seri dan berpura-pura itu satu sel tegangan tinggi besar? Ya, Anda bisa, tetapi masa pakai baterai akan mengerikan. Ketidakcocokan sel dalam tumpukan 12-sel Anda akan diperburuk setiap siklus pengisian daya, dan setelah beberapa puluhan atau mungkin 100 siklus pengisian daya Anda akan memiliki baterai mati. Bahkan dapat menyebabkan bahaya keamanan. Jadi, baik untuk keselamatan Anda dan penggunaan baterai yang optimal, sangat disarankan untuk menggunakan manajemen muatan berimbang.

Baterai timbal-asam tidak masalah dengan arus pengisian daya mengambang selamanya. Baterai lithium akan rusak seperti itu. Ketika baterai lithium penuh, mencoba mengisi ulang lebih banyak akan menyebabkan kerusakan. Sebaliknya, di dalam mobil baterai asam timbal "12 V" biasanya hanya diisi dengan tegangan tetap sekitar 13,6 V. Pada tegangan itu akan mengambil sejumlah kecil arus pengisian bahkan ketika penuh, tetapi tidak seperti dengan baterai lithium, ini tidak membahayakan baterai asam timbal.

Sel bervariasi dari baterai ke baterai lebih dari ketidakcocokan multi-sel dalam konstruksi yang sama. Karena itu 6 asam timbal diperlakukan sebagai satu. Karena penuaan dan kapasitas unit dipercepat oleh sel terlemah yang dideplesi terlebih dahulu, lebih penting dengan Lithium untuk mengoptimalkan pencocokan untuk meningkatkan kapasitas keseluruhan dan mencegah pengisian berlebih sel terlemah. Penjepit zener aktif pada setiap sel diperlukan untuk mencegah harga yang terlalu mahal.

Namun baterai asam timbal akan gagal pada 1 sel terlebih dahulu lebih sering daripada semua menurunkan yang sama, tetapi efektivitas biaya tidak menjamin biaya tambahan ini untuk memperpanjang umur.

Juga karena pemanasan sendiri mempercepat penuaan dalam Lithium, mereka lebih memilih pengisian cepat dan cutoff daripada pengisian cepat dan pengisian CV 14,2 asam timbal untuk mengapung. SLA serupa tetapi tegangan lebih rendah yang juga dikompensasi temp.

Baterai timbal-Asam ADALAH keseimbangan yang diisi menggunakan proses yang dikenal sebagai "Penyamaan." Sel-sel dalam string seri yang memiliki muatan tertinggi memungkinkan untuk diisi berlebih, dan ini pada gilirannya memungkinkan sel-sel yang lebih rendah dalam string untuk terisi penuh juga.

Sel-sel Li-ion tidak dapat menggunakan proses ini karena mereka tidak dapat mentoleransi pengisian berlebih, sehingga mereka membutuhkan proses pengisian seimbang aktif untuk mendapatkan efek yang sama; semua sel memiliki tingkat muatan yang sama.

Dalam pengalaman saya, tenaga surya di daerah terpencil murni bekerja sangat baik dengan baterai asam timbal karena: Tingkat pengisian daya rendah untuk waktu yang lama. Baterai akan didaur ulang secara perlahan selama rentang musim panas yang luas hingga musim dingin. Ada kelebihan energi yang relatif sering disamakan pada arus rendah

Sistem hibrida baterai solar solar memiliki: Siklus harian yang jauh lebih besar. Jarang ada energi yang tersedia untuk penyamaan arus rendah. Mulai dari muatan tinggi hingga debit signifikan tanpa waktu mengambang yang signifikan.

Ini mengkonfirmasi apa yang pengguna 38367 sebutkan, bahwa perimbangan sel secara individu akan bermanfaat untuk baterai asam timbal di sistem daya hibrida daerah terpencil menggunakan baterai asam timbal.

Ada bukti signifikan bahwa baterai asam timbal tali panjang dengan cepat kehilangan kapasitas dibandingkan dengan siklus serupa pada satu sel. http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf

Karena jika Anda menjual sel lithium secara berlebihan, ia akan terbakar atau meledak; jika Anda menjual terlalu mahal sel Pb, itu hanya meledakkan hidrogen sampai kering; maka Anda hanya perlu menambahkan air untuk mengisinya lagi. Saya pikir baterai Silicon dan AGM Pb modern bahkan tidak melampiaskan, tetapi mereka menggabungkan hidrogen dan oksigen menjadi air; tetapi energi dalam proses harus pergi ke suatu tempat, jadi mungkin mereka mendapatkan sedikit hangat, tidak tahu.