LiPo vs Li-ion vs LiFe Batterijen Uitgelegd

In deze blog gaan we drie batterijchemieën behandelen die allemaal uit dezelfde lithiumfamilie komen. We gaan het hebben over hun specificaties op hoog niveau en waar je deze batterijpacks mogelijk kunt gebruiken.

3 voorbeelden komen allemaal uit de lithiumfamilie en dat wordt onze Lipo-batterijpack, onze lithium-ion batterijpack, en tenslotte onze LiFe batterijpack of LiFe, afhankelijk van hoe je het wilt uitspreken.

Laten we eerst beginnen met het praten over de spanningen van elk van deze batterijpacks.

Onze Lipo-batterijpack heeft een nominale spanning van 3,70 volt, terwijl onze lithium-ion batterijpack een nominale spanning van 3,6 heeft, en onze LiFe batterijpack een fenomenale spanning van 3,30 volt. Je kunt hier al zien dat er een groot voordeel is voor de lithium-polymeer batterijpack omdat deze een hogere nominale spanning heeft, al deze spanningen zijn per cel, dus wanneer je deze spanningen vermenigvuldigt met het totale aantal cellen dat je in een batterijpack hebt, kun je een veel hogere spanning uit onze lithium-polymeer batterijpack halen zonder de noodzaak van een hoog aantal cellen.

Laten we praten over de tweede waarde die we hier op het bord hebben en dat is onze maximale spanning voor elke cel. Er zijn enkele verschillen tussen elke batterijchemie. Het belangrijkste om op te letten is het verschil tussen de maximale en de nominale spanning. Voor de eerste twee batterijchemieën is er ongeveer 0,5 volt verschil per cel in die batterijpack. Onze LiFe batterijpack heeft echter slechts een verschil van 0,3 volt, wat ons suggereert dat tijdens de levensduur van de batterij van 100% laadstatus tot 20% laadstatus, we een kleinere spanningsdaling zullen zien binnen een LiFe batterijpack. Dus als het gaat om het verschil tussen maximaal en nominaal, steekt deze er zeker bovenuit.

Nu als het gaat om de 3^de specificatie, dit is de absolute minimumspanning hier die we op het bord hebben. Je wilt absoluut zeker weten dat je nooit daadwerkelijk de waarden raakt die in het groen op het bord staan: 3 volt voor onze Lipo, 3 volt voor onze lithium-ion en 2,5 volt voor onze LiFe. Als je deze spanningen met deze batterijpacks bereikt, kun je er zeker van zijn dat de levensduur van die batterijpack in termen van hoe lang je die batterijpack hebt, zal afnemen en verminderen. Je wilt ervoor zorgen dat we een absolute minimumspanning van ongeveer 3,4 volt per cel hebben voor de eerste twee batterijchemieën en 3,00 voor onze laatste batterijchemie.

Nu als we praten over het volgende item dat we hier hebben, dit is de maximale capaciteit die we willen ontladen van een specifieke batterijpack. Als we een batterijpack van 5000 milliampère-uur hebben en we willen slechts 80% van die capaciteit ontladen, is dat gelijk aan 4000 milliampère-uur. De resterende laadstatus is dan 1000 milliampère-uur in onze 5000 milliampère-uur batterijpack. Dit is iets om over na te denken wanneer je deze batterijen gebruikt, en het helpt vooral als we het hebben over de levensduur van de packs, dit is wat je maximale levensduur geeft door ervoor te zorgen dat je deze regel volgt. Gelukkig is dit gelijk voor alle lithiumgebaseerde familie waar we het vandaag over hebben.

Nu laten we praten over het typische gebruik voor elk van deze batterijchemieën zoals het zou gelden in onze RC-wereld. Dus als we beginnen met het praten over onze Lipo-batterijpack, zie je deze batterijpacks typisch gebruikt in hoogvermogen systemen. Het grote voordeel van een Lipo-batterijpack is dat het een enorme hoeveelheid vermogen kan leveren, vooral gezien zijn grootte en gewicht. Dit maakt het perfect voor die hoogvermogen scenario's waar we veel stroom moeten leveren, specifiek hebben we het hier over het tempo waarmee we die batterijpack kunnen ontladen, wat gelijk is aan de hoeveelheid stroom die we daadwerkelijk uit een Lipo-batterijpack kunnen halen. Als je het hebt over je lithium-ion batterij, is dit waar je toepassingen binnen RC hebt die langzaam ontladen, een typisch voorbeeld is een RX of TX, dit is onze ontvangerbatterijpack of een zenderbatterijpack, zelfs als je wat LED-lampen aan boord wilt laten branden of zelfs een geluidskaart aan boord. Elk van deze voorbeelden kan gemakkelijk gebruikmaken van een lithium-ion cel. Zelfs sommige langeafstand radiografisch bestuurbare vliegtuigen of drones gebruiken en kunnen wegkomen met het gebruik van deze specifieke batterijpack.

Nu het laatste item dat we hier op het bord hebben is onze LiFe. Dit wordt op meerdere verschillende plaatsen gebruikt, vooral bij grotere radiografisch bestuurbare voertuigen. We zien deze batterijpacks gebruikt worden in zenders en ontvangers, zelfs ontstekingssystemen of turbine ECU's. Een mooi ding aan de LiFe-batterijcel is dat deze een nominale spanning van 3,3 volt heeft, wat het ideaal maakt voor RX-toepassingen. Ik kan deze batterijchemie gebruiken voor al mijn 6 volt nominale servo's, en het werkt zonder problemen. De totale spanning die we uit die batterijpack halen kan 7,2 volt zijn, maar zodra je hem van de lader haalt en begint te gebruiken, daalt hij snel naar die LiFe-batterijpack spanning.

Laten we het hebben over enkele van onze Lipo en lithium-ion. Typische cellen die je zult zien in de lithium-polymeer batterijpack hebben deze rechthoekige vorm. Dit is een voorbeeld van wat een 3s LiPo batterij zou zijn en je kunt dat zien omdat je drie lagen cellen op elkaar gestapeld ziet. Dit type cel is heel gemakkelijk beschadigd bij elk type radiografisch bestuurbaar voertuigongeluk. Iets om in gedachten te houden als je een radiografisch bestuurbaar vliegtuig vliegt, of als je een van je radiografisch bestuurbare auto's laat springen; als die batterijpack eruit vliegt en de grond raakt, is het zeer waarschijnlijk dat hij op de een of andere manier permanent fysiek beschadigd raakt. Voor onze lithium-ion batterijpack komt deze typisch in een cilindrische celvorm, een veelvoorkomende configuratie is de 18650.

Voor onze laatste, de hele reden waarom ik deze speciale kenmerken hier heb gezet, is vanwege deze specifieke batterijchemie. De rustspanning als je zou kijken naar een rustspanning ergens tussen 20% en 80% van de batterijcapaciteit hier, zie je een relatief constante spanning, dit is iets dat me verbaast omdat je dit normaal niet ziet bij enige batterijchemie. De rustspanning van een batterijpack is in mijn ervaring voor een LiFe-batterij niet iets dat ik zou gebruiken om daadwerkelijk te bepalen wat de laadstatus is. Het is gebruikelijk voor mij om het milliampère-uur gebruik van deze batterijpack te gebruiken zodat ik een begrip krijg van waar ik ben binnen de laadstatus van die batterij.

Laten we nu praten over de levensduur van onze batterijpacks. Onze Lipo-batterijpack hier staat op de laatste plaats, 3 van de 3, omdat deze het zwakst presteert als we het hebben over de levensduur van onze batterijpack. Een goed voorbeeld is een elektrische ducted fan jet, typisch haal ik van batterijen ongeveer 2 of 3 jaar uit de batterijpack voordat ik een nieuwe moet kopen voor onze elektrische ducted fan jets. De reden is dat ik niet dezelfde prestatie krijg als nieuw van die batterijpack voor mijn elektrisch aangedreven jet, en als gevolg daarvan kan ik er niet mee vliegen met zo'n verminderde prestatie.

Nu laten we praten over de rang voor onze lithium-ion. Deze heeft eigenlijk de hoogste levensduur, je kunt een aanzienlijk aantal jaren uit een lithium-ion cel halen. Dit is verreweg een van de grootste voordelen van een lithium-ion batterijpack. De levensduur hiervan is significant, en tenslotte is onze laatste hier de LiFe batterijpack die op de ranglijst tussen deze drie batterijpacks op nummer 2 komt. Dus deze hebben een goede levensduur, ze zitten ergens tussen onze Lipo en onze lithium-ion pack in.

Laten we nu praten over het onderhoud. Alle drie deze batterijpackchemieën vereisen dat we ze onderhouden om de levensduur te maximaliseren. Een beter woord om precies te beschrijven waar we het hier over gaan hebben, is eigenlijk de schade door misbruik. De schade door misbruik bij het niet onderhouden van je Lipo-batterijpack is vrij hoog. Relatief gezien is de schade door misbruik als je je LiFe-batterijpack niet onderhoudt relatief laag.