Статья · зарядка

Как заряжать LiFePO4

Коротко: зарядным устройством для LiFePO4 до 14,6 В на 12-вольтовую батарею, током 10–30 % от ёмкости и только при плюсовой температуре. Ниже — подробности, время заряда и ошибки, из-за которых батарея не дозаряжается или теряет ёмкость.

До какого напряжения заряжать

LiFePO4 заряжают в два этапа. Сначала зарядное устройство держит постоянный ток, и напряжение растёт до верхнего предела — 3,65 В на ячейку. Затем оно держит это напряжение, а ток сам уменьшается. Когда ток падает до нескольких процентов от ёмкости, батарея заряжена, и зарядное отключается.

Напряжение батареи — это напряжение одной ячейки, умноженное на их число:

Щадящий заряд до 3,55–3,6 В на ячейку набирает почти ту же ёмкость и меньше нагружает ячейки. Но время от времени батарее нужен полный заряд до 3,65 В: плата защиты BMS выравнивает ячейки именно в конце заряда. Если ячейки уже разошлись и батарея отключается раньше времени, поможет балансировка.

Поддерживающий заряд литиевой батарее не обязателен. Если зарядное его даёт, напряжение не должно быть выше указанного в таблице.

Каким током

Обычный ток заряда — 10–30 % от ёмкости в ампер-часах: для батареи 100 А·ч это 10–30 А. Больший ток допустим, только если его разрешают ячейки и плата защиты. У платы свой предел тока заряда, и он часто ниже предела разряда.

Время заряда из почти пустого состояния — это ёмкость, делённая на ток:

Последние проценты зарядное добирает на падающем токе, поэтому на деле выходит немного дольше.

Можно ли заряжать свинцовым зарядным

Зависит от зарядного. Мешают три вещи:

• Десульфатация и выравнивающий заряд. Эти режимы для свинцовых батарей поднимают напряжение выше 15 В. Плата защиты отключит заряд, а если не сработает — ячейки перезарядятся.
• «Зимний» режим. У многих зарядных он даёт 14,7–14,8 В — выше предела для LiFePO4.
• Сработавшая защита. После глубокого разряда плата отключает батарею, и на клеммах 0 В. «Умное» свинцовое зарядное принимает это за неисправную батарею и не начинает заряд.

Свинцовое зарядное без десульфатации, с зарядом до 14,4 В и поддержкой не выше 13,6 В в целом справится. Но проще и надёжнее зарядное с режимом LiFePO4 на 14,6 В — подробнее на странице зарядных устройств для LiFePO4.

Заряд на морозе

Заряжать LiFePO4 можно при температуре ячеек от 0 до +45 °C. При минусе на аноде оседает металлический литий: батарея безвозвратно теряет ёмкость, а в худшем случае ячейка повреждается изнутри. Разряжать можно до −20 °C, только на холоде батарея отдаёт меньше.

Зимой батарею заносят в тепло и дают ей прогреться — крупной батарее на это нужно несколько часов. Другой вариант — батарея с подогревом: плата сначала греет ячейки и только потом начинает заряд. Около нуля заряжайте небольшим током.

От генератора машины и солнечных панелей

Генератор. Литиевая батарея почти не сопротивляется заряду и может долго брать от генератора ток на пределе его возможностей — генератор перегревается. Поэтому между генератором и LiFePO4 ставят зарядное DC-DC: оно ограничивает ток и выдаёт правильное напряжение.

Солнечный контроллер. Выберите профиль LiFePO4 или настройте вручную: заряд 14,2–14,4 В, поддержка 13,5 В, а выравнивающий заряд и поправку напряжения на температуру выключить. Батареи под солнечные станции — на странице аккумуляторов для солнечных панелей.

Как понять, что батарея зарядилась

Зарядное переходит в режим поддержки или гасит индикатор заряда, а плата BMS с Bluetooth показывает 100 %. Сразу после заряда на клеммах батареи 12,8 В около 14,4–14,6 В, а через несколько часов покоя напряжение опускается до 13,3–13,5 В. Это нормальная просадка после заряда — батарея не разрядилась.

Две батареи 12 В вместо одной на 24 В

Если 24 В собраны из двух батарей 12,8 В, соединённых последовательно, заряжать их общим зарядным на 29,2 В можно, только когда батареи одинаковые и заряжены одинаково. Если одна отстаёт, при общем заряде она недозарядится, а вторая упрётся в защиту. Надёжнее время от времени заряжать каждую отдельно зарядным на 14,6 В.

Хранение

На хранение LiFePO4 оставляют заряженной на 50–70 % и отключают от нагрузки. Раз в 2–3 месяца проверяйте заряд: плата защиты понемногу расходует энергию даже без нагрузки. Перед сезоном зарядите батарею полностью.

Чего делать не нужно

• «Раскачивать» новую батарею несколькими полными циклами — у LiFePO4 нет эффекта памяти.
• Разряжать в ноль перед зарядом — частичные заряды ей не вредят.
• Оценивать заряд вольтметром в середине разряда: напряжение там почти не меняется. Точнее показывает индикатор с шунтом или плата BMS с Bluetooth.
• Соединять параллельно батареи с разным зарядом — сначала зарядите каждую отдельно.