avatar_Alex_Soroka

Эффект памяти в LiFePO4 ?

Автор Alex_Soroka, 11 Нояб. 2014 в 11:11

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

Alex_Soroka

Эффект памяти

Исследователи из швейцарского Института Пола Шеррера вместе с коллегами из Toyota Research в Японии обнаружили, что широко используемый тип литий-ионных аккумуляторов всё-таки подвержен негативному «эффекту памяти».

Как показало исследование, частые циклы неполной зарядки и последующего разряда приводят к возникновению отдельных «микроэффектов памяти», которые затем суммируются. Это происходит потому, что основой работы батареи являются процессы высвобождения и обратного захвата ионов лития, динамика которых становится далека от оптимальной в случае неполной зарядки.

Во время процесса заряда ионы лития один за другим покидают частицы литий-феррофосфата, размер которых составляет десятки микрометров. Катодный материал начинает разделяться на частицы с разным содержанием лития.

Заряд батареи происходит на фоне возрастания электрохимического потенциала. В определённый момент он достигает предельного значения. Это приводит к ускорению высвобождения оставшихся ионов лития из катодного материала, но они уже не меняют суммарное напряжение батареи.

Если она не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть.

При разряде свободные ионы лития стремятся вернуться на место и рекомбинировать с ионами феррофосфата. Однако на поверхности катода их также встречают частицы в пограничном состоянии, уже содержащие литий. Обратный захват затрудняется, и нарушается микроструктура электрода.

В настоящее время просматриваются два пути решения проблемы: внесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями и разработка катодов с увеличенной площадью поверхности.

http://www.computerra.ru/64898/li-ion-memory-effect/

оригинал статьи на английском:
http://www.pcil.cl/wp-content/uploads/2013/06/2013-Memory-effect-in-a-lithium-ion-battery.pdf

Alex_Soroka

И еще, для тех кто читать не умеет и в химии слаб   :hello:

Цитата из статьи:
...
Заряд батареи происходит на фоне возрастания электрохимического потенциала. В определённый момент он достигает предельного значения. Это приводит к ускорению высвобождения оставшихся ионов лития из катодного материала, но они уже не меняют суммарное напряжение батареи.

Если она не будет полностью заряжена, то на катоде останется некоторое число частиц, близких к пограничному состоянию. Они практически достигли барьера высвобождения ионов лития, но не успели его преодолеть.
...

Подчеркнутое мной в цитате легко(!) решается применением вместо обычного метода классики (СССV) применением импульсного заряда, где импульсы превышают напряжение 4.2в (4.5в проверено) но "действующее значение" тока и напряжения не превышает допустимое.

Подобные опыты с "импульсным зарядом" проводились в 50-х, для серебряно цинковых и никель-кадмиевых, в результате было замечено что это дает лучше параметры по циклируемости.

илс

В моем понимании,
Цитироватьвнесение изменений в алгоритмы работы системы управления батареями
означает, что надо поднимать предельное напряжение заряда, напр. до 3,9-4В.
Учитывая что любой литий не любит долго находится в предельно-заряженном состоянии, надо это делать нечасто, т.е. периодически.
Напр. каждую пятую или десятую - зарядки.
Кстати, ЛЖФ лучше переносит кратковременный перезаряд. Из-за крутизны зарядной кривой.
Кроме того, только ЛЖФ умеет сбрасывать 10-20% от абсолютных значений напряжения отсечки, в процессе отстоя.
Насколько я помню - Peoner экспериментировал с легким перезарядом ЛЖФ.
С его слов, наблюдал увеличение емкости батареи.  :exactly:
===
PS.  импульсы - это ДА, тоже интересно... надо пробовать.  :-)

алабам

Теоретическая база для обоснования внедрения имп. метода заряда лития  готова и опубликована.
Ждем ЗУС-литий ,  :-)

ЗЫ

Пожелание -  Ув. Сорока , что бы не было разночтений и кривотолков  ( как в теме Независимое испытание ЗУ, Версия3 от Алекса vs правильный CC/CV )
хорошо бы открыто публиковать все будущие  тестирования импульсного метода заряда лифера в режиме онлайн , так же как это делал   ув. Ультрамен .
Наверняка вы же это будете делать , естессно сам алгоритм можете не публиковать, только кривую емкости и импеданса.
Если все срастется и подтвердится - то это будет прорыв в мировом масштабе , и скептикам обвинить вас в обмане будет просто невозможно.
Киев, полный привод, Поларис 500вт +Кроха 3 кВт ,Хедвей 19s2p

Alex_Soroka

#4
Цитата: алабам от 11 Нояб. 2014 в 18:37
хорошо бы открыто публиковать все будущие  тестирования импульсного метода заряда лифера в режиме онлайн , так же как это делал   ув. Ультрамен .
У меня нет приборов которые ставятся "в разрыв" ЗУ и АКБ и нет того что выворачивает данные в Инет  :hello:
...да и желания особо тоже...

Цитироватьестессно сам алгоритм можете не публиковать, только кривую емкости и импеданса.
...по которым (кривым) будет видно что и как я делаю...  ;-D

Цитироватьи скептикам обвинить вас в обмане будет просто невозможно.
Вы плохо понимаете ситуацию...
Скептикам не интересны опыты и графики - им главное обвинить и смотреть как кто-то оправдывается.
Невозможно ни один опыт сделать чисто - всегда будут вопросы и "а вот хочу еще это увидеть"...

Так что что-бы я сейчас не делал - все равно будут потоки недовольных  :hello:

Я вам так отвечу: ЕСЛИ у меня будет время заниматься построением "измерительного комплекса для выкладывания в Инет" то я может что-то и выложу...

Выношу предупреждение. В своих постах старайтесь придерживаться литературного языка. // qxov

rzaviy

отмечусь и я ,чтоб не потерять
Вопрос: как провести небольшой перезаряд,при наличии БМС ?
Получается надо отключать БМС и в ручном режиме доводить элементы до 3,9-4,0 ?
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

Alex_Soroka

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 10:19
Вопрос: как провести небольшой перезаряд,при наличии БМС ?
не надо ничего отключать.

Вариантов два:
1) применить импульсный заряд, т.е. выставить например 4.5-4.7в на ячейку и подавать на батарею милисекундные импульсы вида "импульс-пауза" от 1:2 до 1:10(надо эксперименты для уточнения).
2) заменить сопротивления разряда (которые включают полевики БМС) на более низкого сопротивления.
Это тоже "раскачает" литий и выведет зоны нестабильности(пограничные) из пограничного состояния либо в разряд либо в полный заряд. Подобный опыт уже сделан в электромобиле Михалыча "Электра-2" (известен многим) и доказал что он гораздо эффективнее чем длительное плавное стирание дисбаланса ячеек в малые токи и большие сопротивления.

rzaviy

[user]Alex_Soroka[/user], Тоесть "шоковая терапия" ,в разумных пределах,более эфективна,чем добивка малыми токами?
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

Alex_Soroka

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 10:30
[user]Alex_Soroka[/user], Тоесть "шоковая терапия" ,в разумных пределах,более эфективна,чем добивка малыми токами?

Я про это (подчеркнуто) уже по-моему третий год пишу.
И про полезность импульсного(прерывистого) заряда для всех типов ХИТ.

Все подобные первые опыты проводились на всех типах химический источников тока еще в 195Х годах, о чем есть соотв. диссертации.

Только вот троллям с форума проще говном покидаться чем послушать и проверить то что было проверено 60 лет назад.

rzaviy

если у меня БМС настроена на верхний 3,5,то как она будет справляться в мелкими выбросами 4,5 ,она прсто будет гасить их в тепло через резюки.
Влазить в саму БМС нет желания.
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

kol

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 10:45
если у меня БМС настроена на верхний 3,5,то как она будет справляться в мелкими выбросами 4,5 ,она прсто будет гасить их в тепло через резюки.
Влазить в саму БМС нет желания.

Да и наступит перезаряд до 4 вольт и ячейки раздуются.
И всех кто проводит такие эксперименты с моими батареями решаться гарантий.Видал я перезаряженные ячейки  :-)

rzaviy

#11
[user]kol[/user], эксплуатирую твою батарею в рамках заявленных  токов,пиковые не привышают даже 1С :-).Пол года полёт отличный. :wow:
Появилось пару трупиков(не с твоей батареи),хочу поигратся с ними, недавно поднял похожим способом 2 лиона,не знаю на сколько хватит,буду ганять.
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

илс

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 10:45
если у меня БМС настроена на верхний 3,5,то как она будет справляться в мелкими выбросами 4,5 ,она прсто будет гасить их в тепло через резюки.
Влазить в саму БМС нет желания.
Перепроверьте насчет 3,5В. По спецификации ЛЖФ, 3,5 это начало балансировки.  :exactly:
Отключение происходит при 3,8-3,9В. Более того, там есть задержка, заметная. Если импульсы [user]Alex_Soroka[/user], туда впишутся, т.е. вполне высокая вероятность того, что идея будет работать и с неотключаемой БМС.  Наличие балансирных резюков - некрититчно.

rzaviy

#13
[user]илс[/user], проверял и не раз,пока батерея была не укутана.
На ячейках 3,5,все светики включены,рост напряжения не наблюдал.
точность в пределах стокового цифрового тестера.
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

Alex_Soroka

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 10:45
если у меня БМС настроена на верхний 3,5,то как она будет справляться в мелкими выбросами 4,5 ,она прсто будет гасить их в тепло через резюки.
не успеет.
подобные вещи уже пробовали, если фронт импульса достаточно крут, то он пролетит сквозь БМС.
Таким образом(импульсами) некоторые товарищи с других форумов восстанавливают аккумы для мобилок.

Кстати столкнулись с необьяснимым фактом: заряженные импульсно аккумы держат 4.5в (да = 4.5в) и держат это напряжение несколько месяцев без саморазряда.

Я могу сделать сюда подборку "схемных решений", но местные тролли обвинят меня в ненаучности  ;-D таковых электрических решений. Тем не менее схемы и идеи работают и проверены "в бою".

Alex_Soroka

Цитата: kol от 12 Нояб. 2014 в 10:49
Да и наступит перезаряд до 4 вольт и ячейки раздуются.

вот не надо нас всех пугать.

Вы (и не только вы) не понимаете разницу действия импульсов тока и постояннодействующего тока на ХИТ
Оно оказывает РАЗНОЕ влияние на ХИТ !
сколько можно применять закон Ома там где он не работает ?

Напомню картинки:



Так вот, наша цель сделать заряд примерно по вот такой программе:

подача импульсов чередуется с полным сьемом напряжения заряда(тока).

илс

Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 11:17
[user]илс[/user], проверял и не раз,пока батерея была не укутана.
На ячейках 3,5,все светики включены,рост напряжения не наблюдал.
точность в пределах стокового цифрового тестера.
Дело не в точности мультиметра. Ваша методика некорректна.
Пороги БМС проверяют по другому. От любого регулируемого БП.
Т.е. собирают простейшую схему, крутят ручку БП и регистрируют верхний/нижний порог+порог вкл. балансировки.  :exactly:

алабам

Цитата: Alex_Soroka от 12 Нояб. 2014 в 09:55

У меня нет приборов которые ставятся "в разрыв" ЗУ и АКБ и нет того что выворачивает данные в Инет  :hello:
...да и желания особо тоже...


А причем тут " в разрыв " ?
Вы зарядили ячейку литиевым ЗУС-ом , потом разрядили на нагрузку стабильном током допустим 1С ,  на график пошла одна  цифра , - отданная ячейкой емкость.
Чего тут сложного , и о каких "разрывах " идет речь ,  ув. [user]TRO[/user], это делал ради интереса , и выкладывал результаты .
А вы ищите отговорки , хотя такой тест будет напрямую влиять на ваш гонорар от продаж, ну не мне ж вас учить маркетингу,
Киев, полный привод, Поларис 500вт +Кроха 3 кВт ,Хедвей 19s2p

rzaviy

Цитата: Alex_Soroka от 12 Нояб. 2014 в 11:30


Кстати столкнулись с необьяснимым фактом: заряженные импульсно аккумы держат 4.5в (да = 4.5в) и держат это напряжение несколько месяцев без саморазряда.

А вот это уже интересно,у меня через сутку устаканивантся на 3,3,гдето так.

Добавлено 12 Ноя 2014 в 20:45:44

Цитата: илс от 12 Нояб. 2014 в 11:55
Цитата: rzaviy от 12 Нояб. 2014 в 11:17
[user]илс[/user], проверял и не раз,пока батерея была не укутана.
На ячейках 3,5,все светики включены,рост напряжения не наблюдал.
точность в пределах стокового цифрового тестера.
Дело не в точности мультиметра. Ваша методика некорректна.
Пороги БМС проверяют по другому. От любого регулируемого БП.
Т.е. собирают простейшую схему, крутят ручку БП и регистрируют верхний/нижний порог+порог вкл. балансировки.  :exactly:
Возможно :-) Я просто ставил щупы на контакты БМС и проверял напряжение на банках в  момент когда загорелись светики.После полу часа,условной балансировки,напряжение на контактах БМС оставалось прежнее.
Мой "ПЕПИЛАЦ"
Внешний МК 350 Ватт 36 вольт  АКБ  LiFePO4 12 S (призматики) 15 А https://electrotransport.ru/index.php/topic,18117.0/topicseen.html  Я в городе и мои работы   https://electrotransport.ru/index.php?topic=27199.0

Кутас

Вопрос Алексу: предположительно имеется убитая батарея из пакетов А123 12-16s ёмкость ячеек от 16 до 4ач. разбег по напряж. то-же присутствует. Можно-ли её сразу помучать импульсами, или надо подтянуть сдутые банки по напруге? Ведь заряженная банка будет импульсами подпрыгивать повыше, а недозаряженные нет? Или может лутше собрать её в паралель (ето-ж какой ток тогда нужен :facepalm:)?

алабам

Нузачем же всю батку долбить , а вдруг ей от этого хуже станет.
Лучше уж на отдельных ячейках эту гипотезу  проверять .
У меня тоже есть убитая от времени 1АЧ плоская ячейка с ХК , думаю на ней тренироваться.

Вопрос к автору темы - импульсным методом нужно проводить весь время заряда или только "добивку"  (в смысле фазу CV )  ?

зы

Может стоит переименовать тему во что то типа  - импульсный метод заряда лифера , или новую создать,
Киев, полный привод, Поларис 500вт +Кроха 3 кВт ,Хедвей 19s2p

Alex_Soroka

Цитата: Кутас от 17 Нояб. 2014 в 20:43
Вопрос Алексу: предположительно имеется убитая батарея из пакетов А123 12-16s ёмкость ячеек от 16 до 4ач. разбег по напряж. то-же присутствует. Можно-ли её сразу помучать импульсами, или надо подтянуть сдутые банки по напруге?
вообще-то лучше подтянуть банки к одному знаменателю.
Причем: если долбить именно импульсами, то "надутые" банки сами сдуваются в первоначальный вид. Проверено.
ЦитироватьИли может лутше собрать её в паралель (ето-ж какой ток тогда нужен :facepalm:)?
впараллель можно.
Импульсы тогда надо помощнее.

Я напомню картинку "импульсной долбилки".


а вот важно помнить как соединять впараллель:


Добавлено 18 Нояб. 2014 в 09:47

Цитата: алабам от 18 Нояб. 2014 в 04:04
Нузачем же всю батку долбить , а вдруг ей от этого хуже станет.
хуже не станет.

ЦитироватьВопрос к автору темы - импульсным методом нужно проводить весь время заряда или только "добивку"  (в смысле фазу CV )  ?
Весь цикл заряда.

ЦитироватьМожет стоит переименовать тему во что то типа  - импульсный метод заряда лифера , или новую создать,
не надо - это как раз в тему "восстановление АКБ после классики заряда" :)

илс

ЦитироватьПричем: если долбить именно импульсами, то "надутые" банки сами сдуваются в первоначальный вид. Проверено.
Хм, если можно восстанавливать, т.е. сдувать умеренно надутые литиевые виннипухи, которые сохраняют емкость, но немного разочаровывают по вн. сопротивлению, то я подписываюсь на коммерческий вариант устройства.  :eureka:



Кутас

Алекс так ты предлагаешь всё-таки в паралель. А ток? Или банки разбить на группы? И ещё вопрос: если для потания этой схемки использовать транс.-то он должен быть ну оч. пребольшой.? (Амп. так на 200)

licwn

Статья уже обсуждалась полтора года назад https://electrotransport.ru/index.php?topic=17560.0
Прежде чем постить тоже самое, не мешало бы поиском посмотреть.
Статистика по бу ноутбучным батареям - https://docs.google.com/spreadsheets/d/1fi4Pb0Ykkq0ODUuzSb-tBy3xsbT6h3WcfqyzYUOjk_Y/edit?usp=sharing

maxi

#25
[user]Alex_Soroka[/user], а какая частота , скважность , параметры трансформатора ?
Много читал о зарядке бедини , но почему то у меня не получилось.
Попробую сделать  вашу зарядку , может  будет заряжать.
Если внимательно осмотреть схему - можно заметить что количество витков  4витка плотных  и 1виток плавный   ,  оно так и есть на самом деле или сколько.

Alex_Soroka

#26
Цитата: maxi от 19 Нояб. 2014 в 01:29
[user]Alex_Soroka[/user], а какая частота , скважность , параметры трансформатора ?
про параметры - написано выше, внимательно читай.

ЦитироватьМного читал о зарядке бедини , но почему то у меня не получилось.
забудьте про Бедини и его бред! Нет там ничего полезного, и импульсы у него совсем не такие какие может дать обыкновенный обратноходовик.

ЦитироватьЕсли внимательно осмотреть схему - можно заметить что количество витков  4витка плотных  и 1виток плавный   ,  оно так и есть на самом деле или сколько.
соотношение "коэфф.передачи" я писал выше. Остальное - ставьте опыты.
Тут важна именно крутизна импульса.
Начните с этого: Вторичка у нас будет 1 виток, соответственно первичка 20 витков.

и еще немного картинок.
разводка платы выходного(силового) каскада, для формирования правильного мощного импульса.

схема формирователя импульса на 555 таймере:

разводка схемы формирования импульса на 555 таймере:

вариант выходного каскада с очень резким формированием вкл-выкл полевика

фото - как реанимируются "пакетики лития". Слева - вздутый - справа - после такой вот зарядки.


licwn

А нет ли информации о внутреннем сопротивлении  и емкости, до и после?
Статистика по бу ноутбучным батареям - https://docs.google.com/spreadsheets/d/1fi4Pb0Ykkq0ODUuzSb-tBy3xsbT6h3WcfqyzYUOjk_Y/edit?usp=sharing

maxi

[user]Alex_Soroka[/user], огромное спасибо .
если соберусь с собой то буду паять.

Если вам не трудно - не могли бы ваы дать ссылку на первоисточник этого проэкта .
хочется разобраться в нем прежде чем детали покупать.