Hallo Leute,

Die Frage, die wir kürzlich von unseren Kunden bekommen, lautet, ob “LiFePO4-Batterien mit Blei-Säure-Ladegerät geladen werden können”.

Nachfolgend finden Sie die Antwort, warum dies nicht getan werden sollte. Einfache Antwort: Es ist MÖGLICH, aber Sie müssen SEHR VORSICHTIG sein und Ihre Akkulaufzeit riskieren.

Ein zu 100 % vollständig aufgeladener 12-V-Lithium-LiFePO4-Akku hält die Spannung zwischen 13,3 und 13,4 V. Sein Blei-Säure-Cousin wird ungefähr 12,6-12,7 V betragen. Eine Lithiumbatterie mit 20 % Kapazität hält eine Spannung von etwa 13 V, ihr Blei-Säure-Cousin wird etwa 11,8 V bei gleicher Kapazität haben. Wie Sie sehen, spielen wir mit Lithium mit einem sehr engen Spannungsfenster, weniger als 0,5 V über 80% Kapazität.

Ein Lithium-LiFePO4-Ladegerät ist ein spannungsbegrenzendes Gerät, das Ähnlichkeiten mit dem Blei-Säure-System aufweist. Die Unterschiede zu Li-Ion liegen in einer höheren Spannung pro Zelle, engeren Spannungstoleranzen und dem Fehlen von Erhaltungs- oder Erhaltungsladung bei Vollladung. Während Bleisäure eine gewisse Flexibilität in Bezug auf die Spannungsabschaltung bietet, sind die Hersteller von LiFePO4-Zellen sehr streng bei der richtigen Einstellung, da Li-Ion keine Überladung akzeptieren kann. Das sogenannte Wunderladegerät, das mit Impulsen und anderen Spielereien eine Verlängerung der Akkulaufzeit und zusätzliche Kapazitäten verspricht, gibt es nicht. LiFePO4 ist ein „sauberes“ System und nimmt nur das auf, was es aufnehmen kann.

Lithium-Ladegeräte basieren auf einem CV/CC-Ladealgorithmus (Konstantspannung/Konstantstrom). Das Ladegerät begrenzt die Strommenge auf ein voreingestelltes Niveau, bis die Batterie ein voreingestelltes Spannungsniveau erreicht. Der Strom verringert sich dann, wenn die Batterie vollständig geladen ist. Dieses System ermöglicht ein schnelles Laden ohne die Gefahr einer Überladung und ist für Li-Ion und andere Batterietypen geeignet.

Beispiel für einen 2-Steps Lithium Charger Algorithmus

Wie Sie dem obigen Ladediagramm entnehmen können, hat die Lithiumbatterie am Ende des Ladezyklus einen steilen Spannungsanstieg. Zu diesem Zeitpunkt sinkt der Ladestrom extrem schnell und das Ladegerät schaltet dann in den Stromversorgungsmodus.

Die meisten intelligenten Blei-Säure-Ladegeräte verfügen heutzutage über spezielle Ladealgorithmen für geflutete/AGM/Gel-Batterien, die im Allgemeinen einen dreistufigen Ladeprozess erfordern, Bulk/Absorption/Float. Sobald das Ladegerät in den Bulk-Zustand wechselt, lädt es normalerweise eine Blei-Säure-Batterie mit vollem Strom auf etwa 80 % der Kapazität. An diesem Punkt geht das Ladegerät in die Absorptionsphase über.

Typischer Blei-Säure-Lade-Algorithmus

In dieser Ladephase hält das Ladegerät die maximale Spannung für die gewählte Batterie und lädt die Batterie mit reduziertem Strom, da der Innenwiderstand der Batterie den Ladestrom bei maximaler Leistung nicht aufnehmen kann. Sobald der Strom auf ca. ≤10 % der Gesamtleistung des Ladegeräts reduziert ist, geht es in den Erhaltungszustand über. Die Absorptionsphase ist ebenfalls zeitbasiert. Wenn sich das Ladegerät nach 4 Stunden noch in der Absorptionsphase befindet, geht das Ladegerät automatisch in die Float-Phase über. Dies geschieht im Allgemeinen, wenn das Ladegerät für die Batteriebank unterdimensioniert ist oder Lasten im System laufen und das Ladegerät den Strom nicht unter den Übergangspunkt reduzieren kann.

Die meisten, wenn nicht alle Blei-Säure-Ladegeräte verfügen über einen Ausgleichsmodus. Bei einigen Ladegeräten ist dieser Modus möglicherweise automatisch und kann nicht ausgeschaltet werden. Lithiumbatterien benötigen keinerlei Ausgleich. Das Anlegen einer Ausgleichsladung von 15 V+ an eine Lithiumbatterie führt zu irreparablen Schäden an den Zellen.

Die andere Funktion, die Blei-Säure-Ladegeräte haben, ist die „Rückkehr zur Masse“-Spannung. Die Spannung einer 100 % vollen Blei-Säure-Batterie beträgt ca. 12,7 V. Sobald sich das Ladegerät im Schwebezustand befindet, hält es die Batterie auf einer voreingestellten Spannung (normalerweise zwischen 13,3-13,8 V je nach Batterietyp) und unterstützt auch alle gleichzeitig laufenden Lasten. Wenn die Lasten über die maximale Ausgangsleistung des Ladegeräts im Erhaltungszustand hinaus ansteigen, beginnt die Batteriespannung zu sinken. Sobald die Spannung die „Return to Bulk“-Spannung erreicht, startet das Ladegerät einen neuen Ladezyklus und beginnt mit dem Aufladen der Batterie.

Die Spannungseinstellung „Return to Bulk“ in Blei-Säure-Ladegeräten beträgt normalerweise 12,5-12,7 V. Diese Spannung für eine Lithiumbatterie ist viel zu niedrig. Bei dieser Spannung ist die Lithiumbatterie auf ca. 10-15% Ladezustand entladen. Lithium-Ladealgorithmen stellen normalerweise eine Rückkehr zur Massenspannung von 13,1-13,2 V ein. Nur ein weiterer Grund, warum ein Standard-Blei-Säure-Ladegerät nicht für Lithiumbatterien geeignet ist.

Einige Blei-Säure-Ladegeräte „pingen“ die Batterie beim Start, um die Spannung/den Widerstand der Batterie zu bestimmen. Basierend auf den Rückgabeinformationen bestimmt das Ladegerät dann, in welcher Ladephase gestartet werden soll. Da Lithium eine Spannung über 13 + V halten kann, betrachten einige Blei-Säure-Ladegeräte dies als fast volle Batterie und gehen in eine Erhaltungsstufe über und umgehen die Ladestufe zusammen.

Wenn Sie ein Blei-Säure-Ladegerät an einer Lithium-Batterie verwenden möchten, können Sie JEDOCH KEIN Blei-Säure-Ladegerät verwenden, wenn es über einen automatischen „Ausgleichsmodus“ verfügt, der nicht dauerhaft ausgeschaltet werden kann. Ein Blei-Säure-Ladegerät, das so eingestellt werden kann, dass es nicht höher als 14,6 V geladen wird, kann zum regulären Laden verwendet werden und MUSS dann getrennt werden, nachdem die Batterie vollständig geladen ist. Lassen Sie das Blei-Säure-Ladegerät NICHT angeschlossen, um die Batterie zu warten oder zu lagern, da die meisten den korrekten Spannungsladealgorithmus für Lithiumbatterien NICHT beibehalten und Schäden an der Batterie auftreten und dies nicht durch die Batteriegarantie abgedeckt ist.

Letztendlich ist die Verwendung eines Batterieladegeräts mit einem speziellen Lithium-Ladealgorithmus die beste Option für die maximale Leistung und Lebensdauer einer Lithiumbatterie.

Quelle: Enerdrive.com