Можно ли заряжать LiFePO4 АКБ свинцовой зарядкой?
Вопрос на засыпку: можно ли заряжать аккумуляторные батареи LiFePO4 зарядными устройствами, предназначенными для свинцово-кислотных аккумуляторов? Теоретически это возможно, но к каким последствиям приведет такой эксперимент, и стоит ли рисковать работоспособностью батареи?
Важные отличия
Батарея типа LiFePO4 с номинальным напряжением 12 В при 100% уровне заряда имеет напряжение 13,3–13,4 В, а ее свинцово-кислотный аналог – 12,6–12,7 В. При уровне заряда 20% литий-железо-фосфатная АКБ удерживает напряжение порядка 13 В, а свинцово-кислотная батарея идентичной емкости – около 11,8 В. Соответственно, диапазон напряжений на 80% емкости составляет менее 0,5 В.
Зарядные устройства для LiFePO4 батарей ограничивают напряжение аналогично свинцовым зарядникам. Но литиевые ЗУ отличаются:
- более высокими значениями напряжения на элемент;
- строгими допусками по напряжению;
- отсутствием промежуточного (поплавкового) заряда при 100% восполнении доступной емкости.
ЗУ для свинцово-кислотных аккумуляторов предоставляют определенную гибкость в плане отключения напряжения, а зарядники для батарей типа LiFePO4 в отличие от них очень требовательны к правильной настройке. Это связано с тем, что литиевые батареи боятся перезаряда и восполняют только ту емкость, которую способны принять. Закачать в них избыточную емкость с применением импульсов или других методов невозможно.
Как работает ЗУ для литиевых аккумуляторов
Зарядники для литиевых элементов питания используют 2-этапный метод подзарядки CC-CV. Процесс зарядки идет вначале с постоянным током, до заданного значения напряжения, а затем – с постоянным напряжением и снижением тока. Такой принцип зарядки обеспечивает быстрое восполнение запаса емкости без опасности перезаряда. Он используется для литий-ионных и других видов батарей.
По графику 2-этапного метода зарядки видно, что напряжение стремительно растет в конце 1 этапа. При этом зарядный ток резко снижается, и ЗУ переходит в режим питания.
Как работает ЗУ для свинцово-кислотных батарей
«Умные» зарядные устройства для свинцово-кислотных батарей обычно используют специальные 3-этапные алгоритмы зарядки, рекомендуемые для аккумуляторов Flooded / AGM / Gel:
- На 1 этапе идет заряд полным током, и восполняется большая часть емкости – около 80%.
- На 2 стадии (абсорбции или поглощения) ЗУ удерживает предельно допустимое напряжение и осуществляет подзарядку пониженным током, т.к.
- При снижении тока на 10% от мощности ЗУ (или через 4 часа подзарядки во 2 фазе, если ток не опускается ниже точки перехода) наступает 3 этап – плавающий или поплавковый.
Причины несовместимости
Свинцово-кислотные ЗУ в подавляющем большинстве имеют режим выравнивания. У ряда моделей он автоматический, неотключаемый. Литиевым батареям режим выравнивания не нужен. Более того, применение к ним выравнивающего заряда 15 В приводит к невосстанавливаемому повреждению аккумуляторов.
Кроме того, ЗУ для свинцово-кислотных батарей имеют функцию перехода на 1 стадию при снижении напряжения в процессе зарядки. Напряжение свинцово-кислотных АКБ при полном заряде составляет 12,7 В. На 3 этапе процесса зарядки ЗУ поддерживает напряжение 13,3 –13,8 В и нагрузки, работающие в этот момент.
При увеличении нагрузок выше предельной выходной мощности ЗУ напряжение АКБ снижается. Когда оно достигает напряжения «возврата к 1 стадии» – 12,5–12,7 В, инициируется новый цикл зарядки. Для литиевых АКБ это напряжение очень низкое и соответствует уровню заряда 10–15%. Для них необходимы другие значения общего напряжения – 13,1–13,2 В.
Некоторые ЗУ для свинцовых батарей при запуске определяют напряжение АКБ и на основании этих данных начинают процесс подзарядки с определенного этапа. Литиевые АКБ удерживают напряжение более 13 В, воспринимаются такими ЗУ как почти заряженные и переходят сразу в 3 стадию зарядки.
Выводы
Теоретически использовать свинцово-кислотные ЗУ для зарядки литиевых АКБ можно, если используемый зарядник позволяет отключить «режим выравнивания» и установить для зарядки напряжение не выше 14,6 В. Но! Таким ЗУ можно воспользоваться для обычной зарядки, а затем обязательно отключить. Нельзя оставлять его подключенным для обслуживания или хранения литиевой АКБ, т.к. подобные зарядники не способны поддерживать корректный алгоритм зарядки для аккумуляторов на основе лития. В противном случае батарея будет невозвратимо повреждена.
Чтобы не допустить снижения емкости литиевой батареи, сокращения срока ее службы или полного выхода из строя, для ее зарядки лучше использовать специальное ЗУ с подходящим алгоритмом зарядки – 2-этапным, по методу CC-CV.
