Inicializační nabití článku

[ACDC]

Pokud koupím nové články, má asi smysl zvolit tuto možnost, ne? Neumím si dost dobře představit, jak nabíjím 16 článků třeba 280Ah. Po tomhle inicializačním nabití je pak spojit pár dní pararelně a nechat doladit. Je to tak?

[pibi]

Ne, spojíš paralelně a pak nabíjíš.

[unicast]

Pokud máš JK BMS, tak je možné povolit nabíjení a balancování, ale zakázat vybíjení a prostě ten pack připojit vedle toho stávajícího třeba na čtrnáct dní. Jasně, teď to nemá smysl, až začne trochu svítit a napětí se dostane na těch 54 - 55 V. I slabý balancer je za tu dobu dokáže srovnat.

[ACDC]

pibi to mne taky napadlo, ale nabíječku 4V a 20.....100A nemám. V zimě nebude dost energie, to je jasný, takže bych musel měničem ze sítě. Ale rád bych tu baterii sestavil na místě už "hotovou". Kolik se vlastně musí nacpat do nového článku? 100% energie snad ne.

[ACDC]

Jo, a ta JK BMS, zahlédl jsem tu nějaké názory o krámu vyloženě ne, ale nějaké výhrady ano.

[kodl69]

přijde mi, že to prodávají tak na 30% SOC, takže klidně počítej těch 100%. Já to nabíjel na začátku 2kW zdrojem eltek flatpack, ale neumím ho řídit, to bylo celkem rychlý, šlo víc než 20A do baterky, a pak víc než týden laboratorním zdrojem co nedá víc než 3A. Ke konci, když už měly některý články nad 3.4V jsem omezil nabíjecí proud na 1.8A, aby stíhal balancer a nevypínalo se nabíjení na přepětí článku, pak to trvalo ještě asi týden... Kdysi jsem nabíjel články paralelně, Zdroj Mesit 40V/ 40A má na tomhle napětí účinnost tak 20%, A to chceš, když potřebuješ nabít třeba 10kWh baterky, a stejně to trvalo a trvalo, navíc čím jsem starší, tím jsem lenošnější...

[ACDC]

No, počítám aspoň 14kWh, takže tu službu nabití se skřípěním zubů budu muset použít. A potom počítám třeba týden pararelně doladit.

[rva]

Hrej si s tím jak dlouho chceš, ale další baterky jsem připojil k elektrárně, chvíli hlídal, aby proudy mezi bateriemi nebyly moc vysoké a dál už se o srovnání časem postaral JK-BMS.

[Mex]

Ale to není to iniciační nabíjení, které tazatel chce.
Tedy jednorázové nabití na vyšší napětí. Výš, než ho pak bude bude (třeba s tou JK-BMS) používat po zbytek života té baterky.

[Martin P]

Nové sady článků 314 Ah jsem nabíjel tak, že jsem články nejprve spojil sériově a nabíjel jsem je 2kW nabíječkou pro zimní dobíjení baterie v FVE (ta je nastavena na 54,3V). Avšak do úrovně nabití cca 70-80%, kdy se zvedá napětí článků (to jsem hlídal a toto zvednutí napětí na prvním článku bylo signálem k ukončení této fáze nabíjení). Poté jsem tuto nabíječku odpojil, články jsem přepojil paralelně a do plna jsem je nabil zdrojem 3,55V 30A (mean welll). Po dorovnání napětí na horní hranici jsem poté články přepojil na sériové zapojení a připojil jsem BMS a následně novou baterii do systému.

[leoshavla]

Já jsem to nabíjel v sérii a ze slunce nejprve jsem nastavil MPPT na 3.45Včl. 20A po dosažení jsem to vlažil na 3-4A asi týden než se srovnali, pak jsem nastavil MPPT na 3.6Včl. a nechal je dojet na 3.6V ale musí se to hlídat a zároveň jsem ověřil funkci BMS vypnutí na horní napětí, ale teď toho moc není

[ACDC]

Já mám potíž v tom, že novou baterku si připravím v dílně, tedy nabiju a všechny mechanické díly taky udělám. A teprve potom to přestěhuju do tech. místnosti a tam definitivně postavím. Je tam málo místa atd. Takže slunce nevyužiju. Ale mohl bych je dát nejdřív seriově a něčím nabít, musel bych nějak improvizovat. Svářečkou

[Mex]

... do plna jsem je nabil zdrojem 3,55V 30A ...

... pak jsem nastavil MPPT na 3.6Včl. a nechal je dojet na 3.6V ...

Pokud považujete nabití na 3.55V (Martin P) nebo 3.6V (leoshavla) za iniciační nabití, tak pak jo.

[leoshavla]

A jaké in.nap. je podle tebe OK na 3,65 se mně jít nechtělo měl jsem tam max. tak 3,63V, to už by se měl udělat ten lithiopovlak nebo co jak jsi to tady psal ne

[Mex]

Něco mezi 3.65V až 3.7V, řekl bych.
Proto se tomu říká iniciační nabíjení a ne obyčejné nabíjení, aby ta baterka dostala "facku" a vytvořila si ten prvotní povlak vyloučeného lithia.
Je to právě taková anomálie, že pak v provozu už není dobré, aby se tam dál vylučovalo. Ale na začátku má vzniknout tenká rovnoměrná vrstva, která pak tu anodu dále chrání.

Nicméně chtělo by se to do studia těch procesů pořádně ponořit. Už dlouho to plánuju, ale zatím na to vždy buď nebyl čas nebo chuť, občas oboje.
Znamená to o tom načíst spoustu nezáživného vědeckého povídání, ne populární pohádky prodejců.

[leoshavla]

3,7V se mně zdá už moc, někdo tady psal že mu jeden článek pšouknul při 3,6V

[glottis]

u clanku, co se ted prodavaji je to kravina. To se psavalo pred lety u winstonu. Jestli chcete mit z baterek balony, smele do toho.

[Mex]

3.65V je napětí, které výrobci připouštějí i pro periodické používání na denní bázi.
Nafouknutí článků, která způsobují mikrobublinky mezi jednotlivými vrstvami elektrod a separátorů, mají složitější mechanismus vzniku. To k těm "balónům".

Ale nikomu nic nenutím. Celá debata začala větou "pokud považujete nabití na x.xxV za iniciační nabití, tak pak jo".
Vy oponující to zřejmě za dostatečné považujete.
Tak OK. Vaše baterky, vaše pravidla.

[JirkaE]

Souhlasím s MEXem - originální nabíječky číňanů - jsou jich tam desítky a stovky - mají 58,2-58,4V a jsou určené k dennímu nabíjení.

Efektivita a křivka v závěrečné fázi nedává žádný smysl a kapacitu to nijak nezvyšuje = jsou plné mnohem dřív i při nižším napětí a naopak výrobce doporučuje cykly úplně jiné - pro další životnost konzervativnější nabíjení na nižší napětí.

Já dojel po 14 dnech paralelního propojení při stavbě 16S baterky - na 3,62V / 20A nabíječkou 3,65V od číňana - pak laboratorním zdrojem 3A na 3,65V. Předposlední den jsem ubral na 3,63V a pak poslední vrátil na 3,65V.
A nyní mám spíš podle ostatních - ne z vlastního přesvědšení - 54,8V a Flot 53,6V

PS: protože mám propojené 4 x 12V packy do serie na 48V - tak vidím, že se mě při původně nastavených 55,2V začínají mírně rocházet - proto jsem snížil na 54,8V to hlavní nabíjení z MPPT

[mgx]

Dovolim si doplnit:

1) Vytvorenie vrstvy SEI (Solid Electrolyte Interphase), ktorá je kľúčovou súčasťou výroby a počiatočného nabíjania lítium-iónových článkov, ale pri LIFE(Y)PO clankoch nehra az tak podstatnu ulohu. Dalsie chemie rozpisem dole...

Keď sa nový článok nabíja po prvýkrát, prebieha kontrolovaný proces, ktorého cieľom nie je výkon, ale chemická stabilizácia batérie. Elektrolyt sa čiastočne rozkladá na povrchu anódy (zvyčajne grafitovej) a vytvára tenkú, rovnomernú vrstvu SEI, ktorá je priepustná pre ióny Li⁺, ale nepriestupná pre ďalší rozklad elektrolytu.

K tomu dochádza len na začiatku, pretože vtedy je povrch anódy „čerstvý“ a chemicky reaktívny. Odtiaľ pochádza analógia „dostať facku“ – áno, ide o jednorazovú kontrolovanú anomáliu, ktorej cieľom je vytvoriť stabilizačný film.

Prečo nechceme ďalšie zrážanie líthia?

• Ďalší rast SEI → zvyšuje vnútorný odpor, znižuje kapacitu.

• Kovové lítium vytvorené počas nekontrolovaného zrážania → môže vytvárať dendrity, ktoré sú nebezpečné.

• Stabilná vrstva SEI chráni anódu, ale musí mať správnu hrúbku a zloženie.

Preto sa vykonáva prvé nabíjanie:

• pomaly prúdom,

• pri kontrolovaných teplotách,

• často v niekoľkých fázach s postupným zvyšovaním napätia (multistep)

1) Klasický Li-ion s grafitovou anódou a NMC katódou (najbežnejší Li-ion)

Čo sa deje počas formovania:

-SEI sa formuje pri ~0,7–0,8 V vs. Li/Li⁺ rozkladom elektrolytu.
-Vrstva je organicko-anorganická, pozostáva hlavne z Li₂CO₃, LiF, fragmentov organických polymérov, produktov rozkladu EC (etylénkarbonátu) a LiPF₆.

Charakteristické vlastnosti:

SEI musí byť kompaktná a stabilná, inak rýchlo rastie → zvyšuje odpor.
NMC môže spôsobiť migráciu kovov (Mn, Ni), čo narúša SEI → SEI musí byť odolnejšia.
Pri vyšších napätiach (4,3–4,4 V) dochádza k vedľajším reakciám elektrolytu → tlak na kvalitu počiatočnej formácie.

2. LFP (LiFePO₄) – stále grafitová anóda, ale odlišné správanie

Hoci anóda je tiež grafitová, správanie počas formovania sa líši hlavne v dôsledku katódy a prevádzkového napätia.
Rozdiely od NMC:
LFP má nižšie prevádzkové napätie (~3,2 V) → menej agresívne prostredie pre elektrolyt.
To znamená stabilnejší dlhodobý SEI, pomalšiu degradáciu a veľmi dlhú životnosť.
SEI má tendenciu byť tenšia, pretože LFP nevyvoláva tak silný oxidačný stres.

Prečo sa LFP menej degraduje:
LFP neuvoľňuje kovové ióny → nenarušuje SEI.
Vďaka tomu je počiatočné nabíjanie menej kritické ako v prípade NMC (ale stále dôležité).

3)Li-metal anódy - (v budúcich pevných článkoch alebo moderných Li-metal prototypoch)

Tu je situácia úplne odlišná.
SEI na kovovom lítiu nie je tak stabilný ako na grafite.
Li-kov je extrémne reaktívny → SEI sa neustále obnovuje („respiračný“ charakter).

Výsledkom je:

vysoká spotreba elektrolytu,
tvorba dendritov,
cyklické praskanie a reformácia SEI.

Problém:

V prípade grafitu sa SEI vytvorí raz a potom väčšinou zostáva na mieste.
Pri Li-kovu to nie je nikdy konečné → neustále sa mení.
Preto sa pri Li-kove často používajú:

tuhé elektrolyty,
prísady LiNO₃,
ochranné medzivrstvy.

Počiatočné nabitie je tu kritickejšie ako pri všetkých ostatných typoch, pretože kvalita počiatočného SEI zásadným spôsobom ovplyvňuje rast dendritov.


4. Kremíkové anódy (Si alebo SiOx) -(zmiešané s grafitom → „zmesou Si-grafit“ aka Si-blend)

Kremík ponúka obrovskú kapacitu, ale aj obrovské problémy s SEI.Aký je hlavný rozdiel:

Si nabobtná až o 300 % počas interkalácie (v tzv. "vmedzereni") Li⁺.
To spôsobuje praskanie SEI, opakované vytváranie novej SEI, a tým veľké straty Li („nevratná strata kapacity“), rýchlu degradáciu elektrolytu, vysoký nárast impedancie.

Dôsledok pre počiatočné nabíjanie: SEI sa tvorí oveľa viac a opakuje sa.
Sú potrebné:
špeciálne prísady do elektrolytu,
kontrolovaná tvorba s extrémne nízkymi prúdmi,
pridávanie Si v praxi len 3–10 % namiesto 100 % Si.

Povaha SEI - Silne anorganická (Li₂O, Li₄SiO₄), menej organická ako v grafite. Má tendenciu sa rozpadávať → opäť rastie → opäť sa rozpadáva...kryhovanie.

Preto sa kremíkové anódy už dlho nepoužívajú v komerčných aplikáciách a dnes sa vyskytujú len v malej časti aplikácií, kde je tolerovaná rýchlejšia degradácia (vysoko výkonné telefóny, vysoko výkonné elektrické vozidlá, elektrické náradie).

K iniciacnym napatiam pre Life(Y)Po - asi nema vyznam prekracovat 3.6V. Pri beznom pouzivani baterie je vhodne sa riadit datasheetom vyrobcu, ale pri napatiach nad 3.45V na clanok uz neziskate skoro nic, jedine zvyseny oxidacny stres baterie.

Moja prva LifeYpo baterka Winston uz ma viac ako 10 rokov v cinnosti . Iniciacia bola na 3.6, v beznej prevadzke nad 3.5v nechodim.