LiFePO4-Zellkompression
Was ist Zellkomprimierung?
Bei der Zellkompression wird das äußere Aluminiumgehäuse von LFP (LiFePO4)-Zellen buchstäblich zusammengedrückt/fixiert, um eine Delamination der internen Komponenten zu verhindern. Die Delaminierung führt zu einer reduzierten Lebensdauer der Zellen sowie zu einer zusätzlichen Belastung der elektrischen Anschlüsse. Innere Kräfte wirken ständig auf ein dünnes Aluminiumgehäuse, das nicht stark genug ist, um diesen Kräften standzuhalten. Mangelnde Kompression führt zu Schäden an den Zellen, erkennbar an Schwellungen und vorzeitigem Ausfall der Batterie.
Warum ist eine Zellkomprimierung erforderlich?
Mit der neuesten Technologie von LFP-Zellen wurden viele Fortschritte gemacht, um zu erhöhen, wie viel Energie in einem bestimmten Volumen gespeichert werden kann. Ingenieure im Allgemeinen stehen regelmäßig vor der Herausforderung, „mehr“ in „weniger“ zu integrieren. Um solch eine anspruchsvolle Aufgabe zu bewältigen, müssen manchmal Kompromisse eingegangen werden. In diesem Fall wurde, um mehr Platz zu schaffen, ein dünneres, weniger strukturell integriertes Material gewählt.
Das dünne Aluminiumgehäuse kann den inneren Kräften beim Laden der Zellen nicht standhalten, aber das neue Design hat nie erwartet, dass die Zellen alleine verwendet werden. Die überwiegende Mehrheit dieser heute auf dem Markt befindlichen LiFePO4-Zellen ist ursprünglich für den Einsatz in Elektrofahrzeugen (EVs) vorgesehen. Autohersteller und Packhersteller konzipieren die Packs bereits im Hinblick auf Kompression, da die Anforderungen an ein solide gehaltenes Pack in einem Elektrofahrzeug, bei dem Vibrationen garantiert sind, viel höher sind als an eine stationäre Solarstromanlage. Durch die Verwendung einer einzigen Kompressionsvorrichtung für eine gesamte Packung im Vergleich zu vielen dicken Kunststoffkisten wird erheblich Platz und Gewicht eingespart, was zu höheren Kapazitäten auf gleichem Raum führt.
Wann ist eine Zellkomprimierung erforderlich?
In den meisten Fällen müssen Zellen komprimiert werden. 9 5 % aller LFP-Zellen mit Aluminiumgehäuse auf dem Markt müssen komprimiert werden. Während der genaue Wortlaut variiert, machen die meisten Hersteller von hochwertigen Zellen Notizen in ihren Datenblättern.
Aluminiumgehäusebatterien, die nicht komprimiert werden müssen, gibt es zwar, sie sind jedoch selten. Es ist normalerweise eine gute Idee, den Anbieter zu fragen, von dem Sie die Zellen kaufen, aber nicht alle Anbieter sind in Bezug auf die technischen Überlegungen jeder einzelnen Batterie und die Anforderungen des Herstellers umfassend informiert.
So bauen Sie eine Vorrichtung zur Zellkompression
Zellkompressionsbefestigungen werden stark variieren. Jede Anwendung ist anders, zum Beispiel muss eine große Anordnung von Zellen in einem Elektrofahrzeug viel mehr Zellen befestigen als ein einfaches 4-Zellen-Paket, das in einem Wohnmobil oder Wohnmobil verwendet wird. Fortgeschrittene Builds wie dieser enthalten weitaus mehr Details, als wir in diesem Artikel behandeln können. Einige Vorrichtungen nutzen Kunststoff- oder Metallbänder, während andere Gewindestangen und Endplatten verwenden. Bei der Auswahl von Materialien, die in der Lage sind, den von den Zellen ausgeübten Kräften zu widerstehen, muss sorgfältig vorgegangen werden.
Eine einfache Zellkompressionsvorrichtung, die für die meisten stationären Packs ausreicht, die in Solar- und Off-Grid-Anwendungen verwendet werden, kann mit einigen einfachen Materialien aus einem örtlichen Baumarkt gebaut werden. In dem hier gezeigten Video können Sie unser empfohlenes Verfahren zum Bau einer Kompressionsvorrichtung kennenlernen, die eine ausreichende Kompression bietet, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern und eine vorzeitige Verschlechterung zu verhindern. Dieses Design ist nicht perfekt für jede Anwendung, kann aber als Ausgangspunkt verwendet werden. Mitglieder der DIY-Community mögen dieses Design aufgrund seiner Einfachheit, andere Mitglieder haben jedoch Schraubenfedern, zusätzliche Verstärkungen und viele andere Methoden hinzugefügt, um eine glattere und gleichmäßigere Druckvorrichtung zu schaffen.
Wichtige Überlegungen
Zellen schwellen an, wenn sie über 3,4 V aufgeladen werden, unabhängig von der Laderate.
Die Zellschwellung basiert auf dem Ladezustand, nicht auf der Laderate. Sobald eine Batterie anschwillt, ist dies ein dauerhafter Schaden, der Ihrem Rucksack für den Rest seines Lebens Kopfschmerzen bereiten wird. Wenn Sie Ihren Akku für die Verwendung vorbereiten, können Sie Ihre Zellen nach oben ausbalancieren. Wenn Sie diesen Vorgang durchführen, denken Sie möglicherweise, dass Sie die Komprimierung deaktivieren können, da dies eine langsame Gebühr ist. Dieser Denkprozess ist ein FEHLER und wird Ihren Zellen große Schwierigkeiten bereiten. Aufgeblähte Zellen, die erneut komprimiert werden, üben einen immensen Druck auf die äußeren Plattenschichten aus, während das Halten einer bereits flachen Zelle, die immer noch flach bleibt, einen gleichmäßigen Druck auf alle Platten in der gesamten Batterie ausübt.