¿Celdas de litio elevadas o en serie?

No tengo suficiente reputación para agregar un comentario, pero creo que es importante tener en cuenta que el factor de forma por sí solo no indica el voltaje nominal, la capacidad o el voltaje de carga seguro de una celda. las métricas varían entre las químicas.

Una celda de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) tiene un voltaje nominal de 3.3V y no debe sobrecargarse por encima de 3.65V: a 4.5V corre el riesgo de ruptura violenta, desmontaje y fuego, a pesar de siendo la química del ion-ion relativamente "segura".

Las células de óxido de cobalto de litio (LiCO2) pueden cargarse hasta 4,7 V, aunque con frecuencia se limitan a 4,2 V, ya que hay rendimientos decrecientes pero mayores riesgos por encima de este voltaje.

El corte de bajo voltaje presenta otros peligros: las células LiFePO4 pueden descargarse de manera segura hasta 2 o 2.5V, mientras que para LiCO2 es de 3V. Ignorar estos límites causa un daño permanente que puede resultar en fallas peligrosas en el futuro en la vida de la celda.

He dado dos ejemplos, pero hay varios químicos diferentes dentro de la familia li-ion, y es la química en sí misma la que es de suma importancia cuando se deciden condiciones de operación seguras.

Lamentablemente, la química no siempre está claramente etiquetada, por lo que es imperativo que use la hoja de datos para identificar las Áreas de operación segura de la celda específica que tenga, sea cual sea el factor de forma (18650 es cualquier celda de 18 mm de ancho por 650 mm de largo ).

A partir de estas características clave (nominal, máx., voltajes mínimos, rango de temperatura, capacidad), la química generalmente se puede deducir donde no se indica abiertamente, pero en cualquier caso debería estar disponible una Hoja de datos de seguridad del material para cualquier celda que valga la pena usar. en su diseño.

Está duplicando exactamente lo que hacen decenas de productos comerciales de arranque de batería de automóvil.

Está bien usar baterías de ión de litio para esta aplicación, debe conectar 4 celdas en serie y luego conectar varias cadenas en paralelo para obtener la corriente de arranque deseada. No hay absolutamente ningún problema con la conexión en paralelo de las baterías de ión de litio con las baterías de plomo y ácido del automóvil, siempre y cuando los iones de litio no estén completamente cargados (estarían alrededor de 17 V).

Los productos comerciales que ve por ahí NO cargan completamente las celdas de Li-Ion, sino que las cargan a aproximadamente 14 V, que es el voltaje de una batería de plomo ácido completamente cargada (13.8 V en realidad). Para la mayoría de los productos comerciales, en realidad los carga desde el encendedor de cigarrillos en el automóvil para que solo se carguen al mismo voltaje que la batería de plomo ácido ... 13.8 - 14 V.

Aquí está la típica curva de descarga de la batería 18650:

Siutilizamosestecuadroparasuponerloquepuedeestardisponibleparasusbaterías,puedesuponerqueparaobtenerunacorrientedearranquedeunos400amperiosnecesitaría13cadenasde4celdas(52celdasentotal),cadaunadelascualesproporcionará30amperios.¡Esoesunmontóndecélulas!

Perolosproductoscomercialesparecenhacerloconunvolumendebateríasmuchomásbajo,entonces,¿quétasadedescargaestánusando?

Lavelocidaddedescargadecualquierbateríaestálimitadaporlaresistenciainternaylacapacidadactualdeloscables.Aquíhayalgunosdatosquesonmuy relevantes .
¡Así que de una sola celda puede esperar corrientes de cortocircuito que se aproximan a los 200 amperios! No es recomendable por un período de tiempo debido a que la batería se está calentando muy rápidamente.

Al ser más conservador, tal vez podría esperar que use un límite de, por ejemplo, 90 amperios ... así que necesitaría 6 cuerdas (corriente de arranque total de aproximadamente 540 amperios).
Parece que 24 celdas son mucho más razonables, y un voltaje totalmente cargado de no más de 14 V. Esto reduce la capacidad en cierta medida, pero no en más de un pequeño porcentaje. Si las celdas tienen aproximadamente 2500 mAH, entonces su paquete de baterías tiene aproximadamente 15000 mAH a 14 V.

¿Qué tan cerca estamos de una solución comercial? Esta unidad de Amazon cita una capacidad de 18000 mAH y una capacidad de arranque de 700 amperios, por lo que quizás utilicen de 7 a 8 cuerdas de baterías. Podrías comparar muchos ejemplos y tener una buena idea del número de cadenas de celdas que están usando.

Advertencia : recuerde que estos paquetes de baterías están diseñados para uso intermitente y que está presionando el sobre en el consumo de corriente máximo. Debe elegir una solución realmente conservadora con 52 células o una solución mucho más agresiva de 24 células. Si está comprando celdas de Ebay de características desconocidas, sin duda consideraría ser más conservador.