Sạc pin lithium bằng bộ sạc axit chì: Rủi ro

Khi nói đếnsạc pin lithium, an toàn là ưu tiên hàng đầu. Nhiều người dùng muốn tìm sự thuận tiện hoặc tiết kiệm chi phí thường hỏi: "Tôi có thể sạc pin lithium bằng bộ sạc axit-chì không?"

Câu trả lời dứt khoát là Không.Mặc dù cả hai đều có thể trông giống như nguồn điện tiêu chuẩn nhưng các thuật toán cần thiết để sạc pin lithium về cơ bản khác với các thuật toán dùng cho hóa học axit-chì. Sử dụng sai thiết bị không chỉ làm giảm tuổi thọ của pin mà còn có thể gây ra nguy cơ hỏa hoạn nghiêm trọng.

Để đảm bảo an toàn-cho dù bạn đang xử lý ion lithium-tiêu chuẩn hay cụ thểPin LiFePO4sạc-điều quan trọng là phải hiểu những lỗ hổng kỹ thuật này. Hướng dẫn này sẽ đi sâu vào lý do tại saobộ sạc axit chì-có thể gây chết pin lithium và giúp bạn chọn giải pháp sạc phù hợp cho hệ thống của mình.

Bạn có thể sạc pin lithium bằng bộ sạc axit chì không?

Tuyệt đối không nên làm điều này-nó cực kỳ nguy hiểm!

Mặc dù trong một số trường hợp khẩn cấp, bộ sạc-axit chì có thểsạc pin lithium, cáithuật toán tính phívà các nguyên tắc kỹ thuật cơ bản của cả hai là hoàn toàn khác nhau. Sử dụng mộtdo đó, bộ sạc axit chì-cho pin lithium có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng.

1. Chế độ sạc (thuật toán) không khớp

• Pin lithium:Sử dụng cấu hình sạc CC/CV (Dòng điện không đổi / Điện áp không đổi). Khi pin đạt đến điện áp đặt trước, dòng sạc sẽ nhanh chóng giảm dần rồi dừng lại để bảo vệ pin.
• Pin axit chì{0}}:Quá trình sạc được chia thành nhiều giai đoạn. Phần nguy hiểm nhất là bộ sạc axit chì-thường bao gồm giai đoạn "nạp nổi". Pin chì{3}}axit yêu cầu dòng điện nhỏ liên tục để duy trì điện áp, nhưng pin lithium không thể chịu được áp lực liên tục này, điều này có thể dẫn đến sạc quá mức và hư hỏng pin.

2. “Chế độ khử lưu huỳnh” chết người

Đây là khía cạnh nguy hiểm nhất. Nhiều bộ sạc axit chì{1}}hiện đại được trang bị chức năng khử lưu huỳnh xung, gửi các xung điện áp cao-(đôi khi lên tới 15–16V trở lên) để khôi phục pin axit chì-.

• Các xung-điện áp cao này có thể ngay lập tức phá vỡ mạch bảo vệ BMS (Hệ thống quản lý pin) của pin lithium, khiến các linh kiện điện tử bị cháy và khiến pin không có bất kỳ chức năng bảo vệ nào.

3. Nguy cơ thoát nhiệt (Nguy cơ an toàn nghiêm trọng)

Do bộ sạc axit-chì không tắt hoàn toàn sau khi pin lithium được sạc đầy (vì đang chờ chuyển sang giai đoạn sạc nổi), nên pin vẫn ở mức điện áp cao trong thời gian dài. Điều này có thể gây ra sự hình thành dendrite lithium bên trong pin và trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra hiện tượng thoát nhiệt, có khả năng dẫn đến cháy hoặc thậm chí nổ.

Tóm tắt & Khuyến nghị:

• Luôn sử dụng bộ sạc chuyên dụng:Pin lithium (chẳng hạn như LiFePO₄ hoặc lithium ba loại) phải được sạc bằng bộ sạc được thiết kế đặc biệt cho hóa học lithium.
• Xác minh xếp hạng điện áp:Ngay cả khi sử dụng bộ sạc lithium, hãy đảm bảo điện áp của bộ sạc khớp chính xác với bộ pin (ví dụ: 12V, 24V, 36V hoặc 48V).

lời khuyên:Trên một số nền tảng, bạn vẫn có thể thấy một số sản phẩm pin axit chì{0}}được gắn nhãn là "tương thích với pin lithium." Tuy nhiên, tuyên bố này là không chính xác.

Pin axit chì và pin lithium về cơ bản khác nhau về thuật toán sạc, dải điện áp và chiến lược bảo vệ. Trộn trực tiếp chúng có thể dễ dàngdẫn đến thông số sạc không khớp. Việc sử dụng sai mục đích như vậy là một trong những nguyên nhân chính khiến pin lithium bị lão hóa sớm hoặc hỏng!

CC/CV so với Nhiều-Giai đoạn: Tìm hiểu thuật toán tính phí

CC/CV được thiết kế riêng cho pin lithium, trong khi sạc nhiều giai đoạn dành cho pin axit chì-.

Việc kết hợp cả hai cũng giống như kết nối một máy tính yêu cầu điều chỉnh điện áp chính xác với một-nguồn điện áp cao không ổn định-đó là công thức dẫn đến thảm họa.

Thuật toán sạc pin lithium: CC/CV (Dòng điện không đổi / Điện áp không đổi)

Pin lithium cực kỳ nhạy cảm và yêu cầu quá trình sạc có độ chính xác cao.

• Giai đoạn CC (Dòng điện không đổi):Khi trạng thái sạc của pin yếu, bộ sạc sẽ cung cấp dòng điện cố định. Trong giai đoạn này, điện áp tăng dần-tương tự như việc đổ nhanh nước vào một thùng rỗng.
• Giai đoạn CV (Điện áp không đổi):Khi điện áp pin đạt đến giới hạn trên (ví dụ: 4,2V mỗi cell), bộ sạc sẽ ngừng tăng điện áp và thay vào đó duy trì điện áp không đổi, trong khi dòng sạc giảm dần. Khi dòng điện giảm xuống gần bằng 0, quá trình sạc sẽ dừng hoàn toàn.
• Điểm mấu chốt:Sau khi pin lithium được sạc đầy, phải ngắt kết nối với việc sạc tiếp; ứng dụng điện áp liên tục không được phép.

Thuật toán sạc pin chì-axit: Sạc nhiều giai đoạn

Pin axit chì-tương đối bền nhưng có khả năng tự-tự phóng điện, đó là lý do tại sao cần có quy trình sạc nhiều giai đoạn,-phức tạp hơn để bảo trì.

Giai đoạn 1: Số lượng lớn (Sạc hiện tại-cao)

Tương tự như giai đoạn CC, giai đoạn này sạc pin khoảng 80% dung lượng.

Giai đoạn 2: Hấp thụ

So với giai đoạn CV, giai đoạn này dần dần bổ sung hết công suất còn lại.

Giai đoạn 3: Thả nổi - Nguồn nguy hiểm

Đây là điểm khác biệt chính. Sau khi pin axit chì{1}}được sạc đầy, bộ sạc sẽ không tắt. Thay vào đó, nó duy trì điện áp thấp hơn và tiếp tục cung cấp điện. Điều này được gọi là sạc thả nổi, được sử dụng để bù đắp cho quá trình tự-xả tự nhiên của pin axit chì-.

Giai đoạn 4: Cân bằng (Cân bằng / Khử lưu huỳnh) - Rủi ro chết người

Một số bộ sạc định kỳ áp dụng các xung điện áp cao{0}}để loại bỏ sự tích tụ sunfat trên các tấm pin.

Xung đột cốt lõi: Tại sao chúng không thể thay thế cho nhau

Tại sao Chế độ khử lưu huỳnh trong bộ sạc axit chì lại giết chết pin lithium?

Nói một cách đơn giản, "Chế độ khử lưu huỳnh" được gọi là "kẻ giết người" đối với pin lithium vì nó phát ra các xung điện áp cao mà pin lithium không thể chịu được.

1. Chế độ khử lưu huỳnh là gì? ("Phương pháp chữa trị" cho pin axit chì{1}})

Theo thời gian, pin axit-chì phát triển các tinh thể chì sunfat cứng trên các tấm (sunfat hóa), làm giảm dung lượng pin. Để giải quyết vấn đề này, nhiều bộ sạc axit chì{2}}được trang bị chế độ khử lưu huỳnh hoặc chế độ sửa chữa.

• Nguyên tắc:Bộ sạc phát ra các xung điện áp-tần số cao,{1}}cao (đôi khi có điện áp tức thời tăng vọt lên 16V, 20V hoặc thậm chí cao hơn) nhằm phá vỡ các tinh thể thông qua "rung điện".

2. Tại sao lại là “độc dược” cho pin Lithium?

Cấu trúc và tính chất hóa học của pin lithium khiến chúng cực kỳ nhạy cảm với điện áp. Chế độ khử lưu huỳnh có thể phá hủy pin lithium theo hai cách:

A. Sự cố tức thì của BMS (Hệ thống quản lý pin)

Bên trong mỗi pin lithium đều có bảng bảo vệ (BMS). Các thành phần điện tử trên BMS (chẳng hạn như MOSFET) cógiới hạn điện áp định mức.

• Kết quả:Các xung điện áp cao-từ chế độ khử lưu huỳnh của bộ sạc axit chì-vượt xa khả năng chịu đựng của BMS. Nó giống như một bóng đèn có điện áp định mức 220V đột nhiên tiếp xúc với điện áp 1000V-BMS sẽ cháy ngay lập tức. Sau khi BMS bị lỗi, pin sẽ mất đi khả năng bảo vệ-đoản mạch và sạc quá mức, biến pin thành một thiết bị nguy hiểm, không được bảo vệ.

B. Phá hủy cưỡng bức cấu trúc hóa học của tế bào

Pin lithium có giới hạn sạc rất nghiêm ngặt (ví dụ: từng ô không được vượt quá 4,2V hoặc 3,65V).

• Kết quả:Ngay cả khi BMS sống sót một cách kỳ diệu thì các xung điện áp-cao vẫn buộc các ion lithium tấn công cực dương với tốc độ bất thường, gây ra sự hình thànhsợi nhánh lithium (gai kim loại nhỏ). Những gai này có thể xuyên qua dải phân cách giữa cực dương và cực âm, dẫn đến đoản mạch bên trong,có thể kích hoạt quá trình tự-bốc cháy hoặc thậm chí gây nổ.

Nhiều người dùng nghĩ: “Tôi sạc một lúc và pin không nổ nên sẽ ổn thôi, phải không?”

Sự thật là: thiệt hại thường không thể khắc phục và tiềm ẩn.Chế độ khử lưu huỳnh có thể đã khiến BMS trở nên cực kỳ không ổn định hoặc làm hỏng các tế bào bên trong. Thảm họa chỉ có thể xảy ra trong lần sạc tiếp theo hoặc nếu pin bị giật.

Mối nguy hiểm của việc "Sạc nổi" đối với tuổi thọ của pin Lithium

Sạc nổilà hoạt động tiêu chuẩn dành cho bộ sạc axit chì-, nhưng đối với pin lithium, hoạt động này giống như một chất độc mãn tính, về cơ bản làm giảm tuổi thọ của pin.

Sạc nổi là gì?

Pin axit chì-có tốc độ tự xả-tương đối cao. Do đó, sau khi pin được sạc đầy, bộ sạc axit-chì sẽ không ngắt nguồn điện. Thay vào đó, nó duy trì mộtdòng điện nhỏ và điện áp không đổiđể đảm bảo pin vẫn ở mứcSạc đầy 100%.

Tại sao pin lithium không cần sạc nổi?

Pin lithium có tính chất hóa học rất ổn định và tốc độ tự xả-cực thấp. Sau khi được sạc đầy, chúng không cần thêm bất kỳ dòng điện nào để duy trì công suất.

Nguyên tắc lithium: Dừng sạc khi đầy (Cắt{0}}).

Ba tác hại chính của việc sạc phao cho pin lithium

A. Phân hủy điện giải tăng tốc (Phân hủy hóa học)

Pin lithium dễ bị tổn thương nhất khi được sạc đầy (điện áp cao). Sạc phao buộc pin phải duy trì ở điện áp cắt tối đa trong thời gian dài.

• Kết quả:Môi trường điện áp cao-kéo dài này khiến chất điện phân bên trong pin bị phân hủy về mặt hóa học, tạo ra khí và tăng điện trở trong.Đây là lý do tại sao nhiều pin lithium sử dụng sai bộ sạc sẽ bị phồng ("phồng").

B. Sự phát triển của nhánh cây Lithium

Dưới áp lực liên tục của quá trình sạc phao, các ion lithium có thể tích tụ trên bề mặt cực dương, tạo thành các tinh thể kim loại hình kim-được gọi là "nhánh cây liti."

• Kết quả:Những tinh thể sắc nhọn này có thể dần dần xuyên qua dải phân cách bên trong của pin. Khi dải phân cách bị thủng, hiện tượng đoản mạch bên trong sẽ xảy ra, gây ra hiện tượng thoát nhiệt và có khả năng khiến pin bị hỏng.bắt lửa hoặc phát nổ.

C. Giảm vòng đời

Tuổi thọ của pin lithium được xác định bởi chu kỳ sạc của nó. Sạc thả nổi khiến pin liên tục chuyển đổi giữa các lần phóng điện nhỏ và các lần sạc{1}}vi mô.

• Kết quả:Mặc dù mỗi khoản phí riêng lẻ là nhỏ,những biến động nhỏ dài hạn này-làm cạn kiệt dần các vật liệu hoạt động trong tế bào, dẫn đến suy giảm công suất nhanh chóng. Pin ban đầu được xếp hạng cho 5 năm có thể bị giảm phạm vi hoạt động đáng kể trong vòng 1–2 năm do sạc thả nổi kéo dài.

Những khác biệt chính về mặt kỹ thuật giữa bộ sạc pin chì{0}}axit và pin lithium

Hậu quả cụ thể của việc sử dụng chung các bộ sạc pin khác nhau

Để đảm bảo an toàn cho pin của bạn, hãy chuyển sang bộ sạc LiFePO₄ chuyên dụng ngay lập tức. [Bấm để xem loạt bài chuyên dụng của Copow]

Bạn có thể sạc pin lifepo4 bằng bộ sạc pin lithium không?

Không nên làm điều này; nên tránh bộ sạc trộn.

Mặc dùPin LiFePO4và pin lithium tiêu chuẩn đều thuộc họ pin lithium, đặc tính điện áp của chúng khác nhau đáng kể.Sử dụng sai bộ sạc có thể làm hỏng pin hoặc khiến pin không thể sạc đầy.

1. Điện áp cắt không khớp (Lý do quan trọng nhất)

Đây là nguyên nhân trực tiếp gây hư hỏng pin:

• Pin Lithium tiêu chuẩn (Li-ion bậc ba):Điện áp-sạc đầy trên mỗi ô thường là 4,2V.
• Pin LiFePO₄:Điện áp-sạc đầy trên mỗi ô thường là 3,65V.
• Kết quả:Nếu bạn sử dụng bộ sạc lithium tiêu chuẩn đểsạc pin LiFePO₄, bộ sạc sẽ cố gắng đẩy điện áp lên 4,2V, gây ra tình trạng quá tải nghiêm trọng. Mặc dù LiFePO₄ tương đối an toàn và không dễ bắt lửa,sạc quá mức có thể dẫn đến sưng tấy, giảm dung lượng nhanh chóng và thậm chí hỏng pin hoàn toàn.

2. Sự khác biệt về cấu trúc của bộ pin 12V

Đối với các bộ pin 12V thông thường, cấu hình bên trong hoàn toàn khác:

• LiFePO4 12V:Thường bao gồm 4 ô nối tiếp (4S), với điện áp sạc đầy là 14,6V.
• Lithium tiêu chuẩn 12V (Li{1}}ion):Thường bao gồm 3 ô nối tiếp (3S), với điện áp sạc đầy là 12,6V.

Những tình huống khó xử khi trộn bộ sạc

• Sử dụng bộ sạc 12,6V trên pin 14,6V: Pin sẽ không bao giờ sạc đầy, thường chỉ đạt khoảng 20%–30% công suất.
• Sử dụng bộ sạc 14,6V trên pin 12,6V:Pin sẽ bị quá điện áp nghiêm trọngvà nếu BMS (Hệ thống quản lý pin) bị lỗi thì nguy cơ cháy nổ là rất cao.

3. Gánh nặng đối với BMS (Hệ thống quản lý pin)

Mặc dù pin chất lượng cao có BMS có thể buộc ngừng sạc quá điện áp,BMS đóng vai trò là giải pháp an toàn cuối cùng và không nên được sử dụng làm bộ điều khiển sạc hàng ngày.

• Việc buộc bộ sạc phải “chiến đấu” với điện áp cắt BMS trong thời gian dài sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của các thành phần bảng bảo vệ.
• Một khi BMS bị lỗi và bộ sạc thiếu điện áp cắt chính xác, hậu quả có thể rất thảm khốc.

bài viết liên quan:

Giải thích về thời gian phản hồi của BMS: Nhanh hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn

Hệ thống quản lý pin LiFePO4 là gì?

Hướng dẫn toàn diện về thông số kỹ thuật sạc axit LiFePO4 so với chì{2}}

Tóm tắt: Làm thế nào để chọn bộ sạc pin lifepo4 chính xác?

Để đảm bảo an toàn choSạc pin LiFePO4, việc chọn bộ sạc không chỉ là liệu nó có thể sạc pin hay không-mà còn làliệu thông số kỹ thuật của nó có chính xác và tương thích hay không.

1. Đảm bảo thuật toán sạc là CC/CV

pin LiFePO₄yêu cầu logic sạc dòng điện không đổi/điện áp không đổi (CC/CV).

• Yêu cầu:Bộ sạc phải có khả năng cắt hoàn toàn đầu ra khi đạt đến điện áp cắt hoặc chuyển sang chế độ bảo trì ở mức tối thiểu. Nó không bao giờ được bao gồm các xung "khử lưu huỳnh" điện áp cao hoặc các giai đoạn "sạc nổi" liên tục như bộ sạc axit chì-.

2. Xác minh điện áp đầu ra chính xác

• Bộ pin 12V (4S): Đầu ra của bộ sạc phải là 14,6V
• Bộ pin 24V (8S): Đầu ra của bộ sạc phải là 29,2V
• Bộ pin 36V (12S): Đầu ra của bộ sạc phải là 43,8V
• Bộ pin 48V (16S): Đầu ra của bộ sạc phải là 58,4V

Ghi chú:Ngay cả sự chênh lệch 0,1V trong thời gian dài cũng có thể ảnh hưởng đếntuổi thọ pin lifepo4, do đó điện áp phải được kết hợp chính xác.

3. Chọn dòng sạc phù hợp (Cường độ dòng điện)

Tốc độ sạc phụ thuộc vào dòng điện.Nên tuân theo hướng dẫn 0,2C đến 0,5C.

• Tính toán:Đối với ắc quy có dung lượng 100Ah, dòng sạc khuyến nghị là 20A (0,2C) đến 50A (0,5C).
• Mẹo:Dòng điện quá cao có thể gây nóng quá mức và rút ngắn tuổi thọ pin, trong khi dòng điện quá thấp sẽ dẫn đến thời gian sạc quá lâu.

💡 3 Mẹo “tránh cạm bẫy” khi mua bộ sạc pin Lifepo4

• Kiểm tra nhãn:Ưu tiên các sản phẩm được đánh dấu rõ ràng là "Bộ sạc LiFePO₄" trên vỏ. Tránh gắn nhãn "Bộ sạc Lithium" chung chung.
• Kiểm tra phích cắm và cực tính:Đảm bảo đầu nối của bộ sạc (ví dụ: phích cắm Anderson, đầu nối hàng không, kẹp cá sấu) khớp với pin của bạn và không bao giờ đảo ngược cực dương và cực âm.
• Kiểm tra quạt và làm mát:Đối với bộ sạc có công suất-cao, hãy chọn mẫu có vỏ-bằng nhôm có quạt làm mát hoạt động để hoạt động ổn định hơn và an toàn hơn.

Sự lựa chọn tốt nhất luôn là bộ sạc chính hãng do nhà sản xuất pin cung cấp. Pin Copow LiFePO₄ đi kèm với bộ sạc được thiết kế riêng cho chúng.