چگونه یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده را بازیابی کنیم: یک راهنمای گام به گام ایمن

یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده همیشه به این معنی نیست که باتری به طور دائم آسیب دیده است.سیستم مدیریت باتری (BMS) به سادگی یک عملکرد حفاظت از تخلیه بیش از حد را فعال کرده و باتری را از بار جدا کرده است..

با این حال،بازیافت یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده نیاز به تشخیص دقیق و شارژ کنترل شده کم جریان داردتلاش برای شارژ باتری کاملا تخلیه شده با جریان بالا می تواند خطرات امنیتی جدی ایجاد کند.

اصل اساسی ساده است:

تشخیص اول → طبقه بندی سطح تخلیه → پیش شارژ با جریان کم → بررسی وضعیت باتری → بازگشت به شارژ عادی.

این راهنما توضیح می دهد که چگونه یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده را بررسی کنید، زمانی که یک باتری لیتیوم می تواند بازیابی شود، و زمانی که باید بازنشسته شود یا بازیافت شود.

آیا می توان یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده را بازیابی کرد؟

اینکه آیا یک باتری لیتیوم می تواند بازیافت شود عمدتاً به موارد زیر بستگی دارد:

• عمق تخلیه

• ولتاژ هر سلول انفرادی

• چه مدت باتری تخلیه شده است

• سلامت و مقاومت داخلی سلول ها

• اینکه آیا BMS محافظت از تخلیه بیش از حد را فعال کرده است

• اینکه آیا مشکلات ایمنی قابل مشاهده ای مانند تورم، نشت، تغییر شکل یا گرم شدن غیر طبیعی وجود دارد

برای باتری که وارد شدهحفاظت از تخلیه بیش از حد BMSدر این وضعیت، شارژ اولیه با جریان پایین کنترل شده ممکن است به BMS اجازه دهد تا بیدار شود و عملکرد عادی را بازگرداند.

با این حال، سلول های به شدت تخلیه شده، خطر بسیار بیشتری دارند و ممکن است آسیب های برگشت ناپذیر داشته باشند.

گام اول: قبل از شارژ کردن باتری لیتیوم را تشخیص دهید

یک شارژر را بلافاصله به یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده وصل نکنید.

قبل از تلاش برای بازیابی، باتری را از تمام بارها و مدارهای شارژ جدا کنید و یک بازرسی اساسی انجام دهید.

1ولتاژ باتری را اندازه گیری کنید

هر دو رو اندازه بگير:

• ولتاژ کل باتری

• ولتاژ هر سلول یا رشته سلول

به عنوان مثال، یک باتری 8S LiFePO4 باید تمام هشت ولتاژ سلول را به صورت جداگانه اندازه گیری کند.

پس از جدا کردن باتری، اجازه دهید تا برای حدود 30 دقیقه استراحت کند و ولتاژ را دوباره ثبت کند.

بازگشت ولتاژ قابل توجه می تواند نشان دهد که باتری به شدت تخلیه نشده است.

2وضعیت حفاظت BMS را چک کنید

BMS ممکن است شرایطی مانند:

• حفاظت از تخلیه بیش از حد

• خاموش شدن MOSFET

• SOC در 0٪

• خروجی شارژ/افزایش قطع شده

اگر خود سلول ها هنوز در محدوده ولتاژ قابل بازیابی باشند، باتری به جای آسیب دائمی، ممکن است به سادگی توسط BMS قفل شود.

3. علامت هاي هشدار دهنده ي امنيتي رو چک کن

انجام بدهنهسعی کنید باتری را شارژ کنید اگر متوجه شوید:

• تورم

• نشت الکترولیت

• محفظه باتری شکسته

• گرمایش غیرطبیعی

• افزایش قابل توجهی در مقاومت داخلی

اگر هرکدام از این شرایط وجود داشته باشد، فرآیند بازیابی را متوقف کنید و روش مناسب بازیافت یا بازیافت باتری را دنبال کنید.

سطح تخلیه باتری لیتیوم و روش های بازیابی

روش مناسب بازیابی بستگی به ولتاژ سلول دارد.

برای یکباتری 8S LiFePO4 با ولتاژ اسمی 25.6V، طبقه بندی زیر می تواند به عنوان مرجع استفاده شود.

These values are based on the recovery process described in our internal battery handling procedure and should be treated as a reference rather than a universal specification for every lithium battery chemistry.

باتری LiFePO4

در مورد باتری های LiFePO4، بارگذاری بیش از حد متوسط گاهی ممکن است زمانی که سلول ها از نظر جسمی سالم باقی بمانند، قابل بازیابی باشد.

برای سلول های LiFePO4 با ظرفیت بزرگ، C-rate باید به یک مقدار جریان واقعی تبدیل شود.

به عنوان مثال:

600Ah × 0.05C = 30A

بنابراین، یک سلول یا باتری LiFePO4 600Ah به جای انتخاب یک جریان شارژ بر اساس تخمین، به طور مناسب نیاز به یک منبع برق جریان ثابت تنظیم می کند.

NMC و سایر مواد شیمیایی لیتیوم

برای باتری های NMC و لیتیوم منگنز اکسید (LMO) ، آستانه بازیابی محافظه کارانه تر است.2.75 ولتباید به یک روش کنترل شده بیدار شدن وارد شود، در حالی که یک سلول در زیر2.0 ولتممکن است خسارت قابل برگشت را متحمل شده باشد.

از آنجا که شیمی های لیتیوم مختلف دارای ویژگی های ولتاژ متفاوت هستند، مشخصات سازنده همیشه باید قبل از تلاش برای بازیابی بررسی شود.

مرحله ۲: چگونه یک باتری LiFePO4 که به حد متوسط بیش از حد تخلیه شده است را بازیابی کنیم

تخلیه بیش از حد متوسط یکی از موارد رایج در کاربردهای باتری لیتیوم است.

روش بازیافت کنترل شده به شرح زیر است.

1. تمام بارها را قطع کنید

مطمئن شوید که باتری از تجهیزات جدا شده است و هیچ خطر اتصال کوتاه وجود ندارد.

قبل از شارژ دوباره هر سلول یا رشته سلول را اندازه گیری کنید.

2. از يه منبع برق کنترل شده با جريان ثابت استفاده کنيد

یک منبع برق ثابت قابل تنظیم یا یک شارژر را با حالت تعمیر / شارژ قبلی باتری لیتیوم اختصاص داده شده وصل کنید.

با اين شروع کنيد:

0.05C

برای باتری ۶۰۰ هارت:

0.05C = 30A

برای یک فرآیند بازیابی محافظه کارانه تر، جریان در ابتدا می تواند به حدود0.02C.

3. ولتاژ رو در طول شارژ کردن کنترل کنید

در طول شارژ کم جریان، ولتاژ سلول و دمای باتری را کنترل کنید.

ولتاژ را حدود هر10 تا 15 دقیقه.

یک فرآیند بازیابی سالم باید افزایش تدریجی و پایدار ولتاژ را نشان دهد.

اگر:

• ولتاژ افزایش نمی یابد

• دمای باتری به طور غیرطبیعی افزایش می یابد

• باتري نشانه هاي تورم يا نشتي داره

• هر حالت غیرطبیعی دیگری رخ می دهد

4اجازه بدين که BMS بيدار بشه

وقتی ولتاژ سلول به حدود2.5 ولت در هر سلول، BMS می تواند به طور خودکار محافظت از تخلیه بیش از حد خود را آزاد کند و MOSFET ها را دوباره متصل کند.

برای یک باتری 8S LiFePO4:

2.5V × 8 = 20V

وقتی BMS بهبود پیدا کرد، شارژ عادی می تواند ادامه یابد.

5. به شارژ استاندارد CC-CV تغییر دهید

پس از اینکه BMS به عملکرد عادی باز می گردد، از فرآیند بازیابی/پیش شارژ به روش شارژ استاندارد تغییر دهید.

برای باتری های LiFePO4، روش ارائه شده یک مرحله جریان ثابت را مشخص می کند که به دنبال آن شارژ ولتاژ ثابت انجام می شود، و ولتاژ سلول تقریباً به3.45 ٫3.65 ولت در هر سلولقبل از اینکه جریان شارژ کم بشه

6. پس از شارژ، توازن سلول را بررسی کنید

بعد از اینکه باتری به صورت کامل شارژ شد، اجازه دهید تا حدود۲٫۴ ساعت.

سپس تفاوت ولتاژ بین سلول ها را اندازه گیری کنید.

به عنوان یک مرجع، تفاوت ولتاژ سلول به سلول کمتر از30 و 50 میلی ولتمی تواند برای ارزیابی انسجام پذیرفته شود.

اگر یک سلول به طور قابل توجهی بالاتر یا پایین تر از سایر سلول ها باقی بماند، ممکن است قبل از بازگشت باتری به کار، نیاز به تعادل بیشتر یا شارژ هدفمند باشد.

BMS Wake-Up در مقابل شارژ باتری عادی

یک نکته مهم اغلب هنگام بازیابی یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده نادیده گرفته می شود.

قبل از بيدار شدن BMS:
باتری ممکن است نیاز به شارژ کنترل شده با جریان پایین داشته باشد تا ولتاژ سلول را بازگرداند و حالت محافظت را آزاد کند.

بعد از بيدار شدن BMS:
باتري بايد از طريق BMS به حالت طبيعي برگردد.

BMS نباید برای دوره های طولانی دور زده شود یا در معرض شارژ جریان بالا قرار گیرد فقط برای تسریع بازیابی.

اگر BMS به طور نادرست دور زده شود، عملکردهای حفاظت مهم مانند حفاظت از بیش از حد بار نیز ممکن است دور زده شود.

آنچه که هنگام بازیابی باتری لیتیوم نباید انجام دهید

ایمنی همیشه باید اولویت اول باشد.

از برق شارژ بالا استفاده نکنید

یک باتری لیتیومی که به شدت تخلیه شده است ممکن است مقاومت داخلی را افزایش دهد. شارژ جریان بالا می تواند باعث قطبی شدن غیرطبیعی، پوشش لیتیوم و سایر آسیب های داخلی شود.احتمال افزایش خطر فرار حرارتی.

باتری متورم یا نشت شده را شارژ نکنید

باتری که دارای تورم، نشت، تغییر شکل یا گرم شدن غیر طبیعی باشد نباید شارژ شود.

این باتری باید از استفاده خارج شود و مطابق با روش مناسب بازیافت یا دفع باتری ها مورد استفاده قرار گیرد.

باتری را بدون نظارت نگذارید

شارژ بازیابی باتری باید در شرایط کنترل شده با اقدامات ایمنی آتش مناسب انجام شود.

باتری را در یک مکان با تهویه خوب دور از مواد قابل احتراق نگه دارید و از تجهیزات حفاظت از آتش مناسب استفاده کنید.

از شارژر باتری سرب و اسید استفاده نکنید

یک شارژر اسید سرب استاندارد نباید به عنوان یک جایگزین مستقیم برای شارژر باتری لیتیوم استفاده شود.

باتری های لیتیوم و باتری های اسید سرب دارای ویژگی های ولتاژ، منحنی های شارژ و الزامات حفاظت متفاوت هستند.

چه زمانی باید یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده جایگزین شود؟

بازیابی باتری همیشه بهترین گزینه نیست.

باتری باید برای بازنشستگی یا بازیافت در نظر گرفته شود اگر:

• باتری متورم، نشت، تغییر شکل یا گرم غیرطبیعی دارد

• ولتاژ در زمان شارژ آزمایشی کنترل شده با جریان پایین بهبود نمی یابد

• افزایش درجه حرارت غیر طبیعی در طول شارژ رخ می دهد

• باطري که به دست اومده به طور قابل توجهی ظرفیتش رو کاهش داده

• تفاوت ولتاژ سلول پس از شارژ و تعادل همچنان بیش از حد است

• یک سلول برای مدت طولانی در ولتاژ بسیار پایین باقی مانده است و نمی تواند بازیابی شود

با توجه به روش ارائه شده، اگر ظرفیت باتری بازیافت شده کمتر از حدود۶۰/۷۰ درصد از ظرفیت نامی، باتری دیگر نباید به عنوان یک باتری حالت جدید عادی مورد توجه قرار گیرد. ممکن است نیاز به کاهش یا بازنشستگی بسته به کاربرد داشته باشد.

چگونه از تخلیه بیش از حد باتری لیتیوم جلوگیری کنیم

بهترین راه برای مقابله با یک باتری بیش از حد تخلیه شده این است که از آن جلوگیری شود.

برای طراحان سیستم باتری لیتیوم و سازندگان تجهیزات، چندین عامل مهم هستند:

1از BMS مناسب استفاده کنید

یک BMS به درستی طراحی شده باید ارائه دهد:

• حفاظت از تخلیه بیش از حد

• حفاظت از شارژ بیش از حد

• حفاظت از جریان بیش از حد

• حفاظت از اتصال کوتاه

• نظارت بر دمای هوا

• نظارت بر ولتاژ سلول

• تعادل سلول

2از ذخیره سازی طولانی مدت در SOC پایین اجتناب کنید

باتری های لیتیوم نباید برای مدت طولانی کاملا تخلیه شوند.

تجهیزات که ممکن است برای ماه ها بدون استفاده باقی بمانند باید یک استراتژی ذخیره سازی و نگهداری مناسب داشته باشند.

3ولتاژ سلول های فردی را کنترل کنید

ولتاژ بسته به تنهایی ممکن است سلول ضعیف فردی را نشان ندهد.

نظارت بر ولتاژ سلول یا رشته های فردی می تواند به شناسایی سلول های غیرطبیعی قبل از اینکه باعث خاموش شدن کامل باتری شوند، کمک کند.

4. شارژر درست را انتخاب کنید

شارژر باید با مواد شیمیایی باتری، ولتاژ، جریان شارژ و الزامات BMS مطابقت داشته باشد.

راه حل های باتری لیتیوم سفارشی برای کاربردهای صنعتی

برای تجهیزات صنعتی، رباتیک، AGV ها، وسایل نقلیه الکتریکی، ماشین های تمیز کننده کف، ماشین های چمن زنی، سیستم های مخابراتی و کاربردهای ذخیره انرژی،قابلیت اطمینان باتری بستگی به خیلی بیشتر از ظرفیت سلول دارد.

یک سیستم باتری لیتیوم کامل باید موارد زیر را در نظر بگیرد:

• شیمی سلولی

• ظرفیت سلول

• ولتاژ کار

• جریان مداوم و اوج

• پارامترهای حفاظت BMS

• استراتژی شارژ

• مدیریت حرارتی

• تعادل سلول

• الزامات ارتباطات

• محیط عملیاتی

• طول عمر چرخه انتظار

به عنوان یک تولید کننده باتری لیتیوم، ما ارائهراه حل های بسته باتری LiFePO4 و NMC سفارشی، از جمله طراحی بسته باتری، ادغام BMS، انتخاب سلول، سیم کشی، طراحی محفظه و تولید OEM / ODM.

اگر اپلیکیشن شما باربار بار بار بار بار بار بار بار بار باتری بیش از حد تخلیه می شود، BMS غیر منتظره خاموش می شود، یا زمان کار کردن باتری کافی نیست،تیم مهندسی ما می تواند به ارزیابی پیکربندی باتری و توسعه یک راه حل باتری لیتیوم مناسب تر کمک کند.

به کمک با بسته باتری لیتیوم سفارشی نیاز دارید؟ با ما تماس بگیرید تا ولتاژ، ظرفیت، ابعاد، جریان و نیازهای کاربردی خود را مورد بحث قرار دهید.

سوالات متداول در مورد باتری های لیتیوم بیش از حد تخلیه شده

آیا یک باتری لیتیوم کاملاً مرده می تواند شارژ شود؟

لزوماً نه. یک باتری لیتیوم با تخلیه بیش از حد متوسط گاهی اوقات می تواند از طریق شارژ قبلی کنترل شده با جریان پایین بازیابی شود.یک باتری کاملا تخلیه شده یا به طور فیزیکی آسیب دیده ممکن است برای بازیابی آن خطرناک باشد و باید بازنشسته شود..

چه ولتاژی برای یک باتری LiFePO4 خیلی کم است؟

آستانه بازیافت به سلول خاص و سازنده بستگی دارد. به عنوان یک مرجع، روش ارائه شده سلول های LiFePO4 را در زیر طبقه بندی می کند:2.0 ولتاین باتری ها نیاز به آزمایش در حال حاضر بسیار کم و نظارت دقیق دارند.

آیا BMS می تواند از تخلیه بیش از حد باتری لیتیوم جلوگیری کند؟

بله، يکي از وظايف اصلي يه BMS اينه که باتري رو وقتي ولتاژ سلول به حد حفاظت تنظیم شده رسيده قطع کنهباتری هنوز هم می تواند به شدت تخلیه شود اگر برای مدت طولانی به یک بار کم آماده متصل شود یا اگر سیستم به درستی ذخیره نشود.

بايد از BMS عبور کنم تا يه باتري ليتيوم مرده رو شارژ کنم؟

دور زدن BMS می تواند عملکردهای مهم حفاظت را از بین ببرد و نباید به عنوان یک روش بازیابی عمومی استفاده شود.باید فقط توسط پرسنل واجد شرایط با استفاده از یک روش مناسب کنترل جریان انجام شود..

آیا یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده می تواند بعد از بازیابی به طور عادی استفاده شود؟

نه همیشه. یک باتری که تخلیه عمیق داشته باشد ممکن است از ظرفیت دائمی یا کاهش عملکرد قدرت رنج ببرد. پس از بازیابی، ظرفیت آن، ثبات سلول،و وضعیت کلی آن باید قبل از بازگشت به کار عادی ارزیابی شود..

نکته ی آخر

یک باتری لیتیوم بیش از حد تخلیه شده بایدهرگز به سادگی به عنوان یک باتری که نیاز به جریان شارژ بیشتر دارد، رفتار نمی شود.

روش درست اينه که:

اندازه گیری → تشخیص → طبقه بندی → پیش شارژ به آرامی → مانیتور → بیدار کردن BMS → شارژ استاندارد CC-CV → تعادل و آزمایش → بازگشت به سرویس یا بازیافت

برای تخلیه بیش از حد متوسط بدون تورم، نشت، تغییر شکل یا گرم شدن غیرطبیعی، شارژ اولیه کنترل شده با جریان پایین می تواند باتری را بازگرداند.

برای باتری های کاملا تخلیه شده یا آسیب دیدهایمنی باید قبل از هزینه های بازیابی باشداگر باتری را نمی توان به طور ایمن بازیابی کرد، بازنشستگی و بازیافت گزینه های بهتری هستند.