Onderwerp: Prism. LiFePO4 cellen - compressie of opsluiten

Nu mijn gebruikte blauwe EVE LF280 klonen getest, topgebalanceerd en voldoende goed blijken om te gaan gebruiken, is het tijd na te denken over een evt behuizing.

Mijn boot heeft een ingebouwde accubak waar deze cellen goed in vastgezet kunnen worden en beschermd zijn tegen mechnaische schade van buitenaf.

Áls ik iets om de cellen wil bouwen, is dat dus alleen om de cellen ófwel te comprimeren ófwel op te sluiten.

EVE specificeert de cellen met een kracht van 300 kgf samen te drukken.

Nu zetten mijn cellen, tussen leeg en helemaal vol ietsje uit. Als ik de cellen tegen elkaar druk, varieert de naad tussen 2 cellen tussen 1 (leeg) en 3mm (vol).

Wat holtere gemaakt heeft vind ik fraai en zou mij denk ik wel lukken ook te maken:


Dit (bij een bepaalde SOC) spanningsloos inpakken/opsluiten geeft echter geen constante druk: de druk zal oplopen tussen 0 (bij die SOC) en iets (geen idee hoe hoeveel!) daarboven wanneer de cellen volgeladen worden en uit willen zetten (maar dit niet kunnen)

Wat is nu wijsheid? moet ik die datasheet echt lezen als het uitoefenen van een constante druk (dan zou je aan een veerbelast iets moeten denken) of gaat het erom om het uitzetten te voorkomen (dan zou inpakken dé manier zijn)...

Ik kan ook niets doen en de cellen alleen intapen oid zodat ze vrij kunnen uitzetten/krimpen (ik heb flexibele verbindingen tussen de cellen dus de terminals voelen geen stress hierdoor)

PS: uitzettend ijs kan zelfs afsluiters kapot drukken - wie weet waarom (ook goede, nieuwe!) LiFePO4 cellen een fractie uitzetten bij hogere SOC? Permanente gasontwikkeling schijnt alleen door overladen te ontstaan. Wat veroorzaakt dit effect door SOC? En wat gebeurt er hierdoor in een cel bij volledig opsluiten? Komt dat aluminium blikje in het midden onder dat ruitje wat omhoog als een soort expansievolume?

Je kunt ook helemaal niets doen, ten koste van 30% van de cycles (2500 tov 3500) volgens de EVE specificaties.

Maar 2500 cycles zijn dus al bijna 7 jaar lang 1 cycle per dag. Meeste van ons zullen geen 1 cycle per dag draaien. Dus waarschijnlijk zullen de accu's nog wel een factor 2-3 langer mee gaan.

Zelf twijfel ik ook nog over wat voor accukist ik wil, maar ik neig niet naar compressie, maar heel misschien wel opsluiten.

Opsluiten betekent óók compressie, variabel met SOC (tenzij je bij 100% SOC opsluit, dan heb je nooit compressie maar juist een beetje speling als de cellen leeg raken)

Niets doen gaat een beetje tegen mijn gevoel in, maar is mss wel het beste. Ik heb het gevoel dat mijn cellen ook iets meer uitzetten dan gloednieuwe cellen.

Gezien de setjes die ze bij GWL verkopen (shop.gwl.eu/GWL-Modular/ELERIX...-L110-8-Cells-1.html) kiezen ze daar duidelijk voor opsluiten in de breedterichting van het pakket. Zoiets lijkt ook niet moeilijk om zelf te maken.

Dankje! Zij weten wel hoe het moet verwacht ik

Dan maak ik ze (bijna) leeg en ga ze inwikkelen met glasweefselband of roving (bij die laatste slechts 3 wikkelingen nodig voor 3 mm laminaat). De naden tape ik dicht zodat er geen hars tussen de cellen komt. Natte pakket zet ik dan op 3 lagen van dezelfde doordrengde roving en vouw deze randen omhoog tegen de wikkelingen. Wordt vast niet zo strak als die van holtere, maar kan gewoon aan de keukentafel met wat vuilniszakken eronder...

De cellen zijn nu trouwens aan elkaar geplakt met de meegeleverde zelfklevende spacers. Deze voorkomen ook evt. kortsluiting tussen de cellen, mocht de blauwe wrap falen. Die wilde ik laten zitten (als ik ze überhaubt los zou krijgen)

Zo doen?

LFP cellen die warm worden. worden 'dikker'. Hetzij door de gasvorming hetzij door uitzetting door temperatuur verhoging. De hogere SOC is niet de oorzaak van het uitzetten, de cel zet uit door de hogere temperatuur veroorzaakt door de laadstroom of het overladen van de cel. Het verplaatsen van lading doet het volume niet toe of afnemen een geladen LFP cel heeft niet meer volume omdat de ladingdragers niet 'in de bak zijn gekomen'. Ze zijn hoogstens van de ene elektrode naar de andere verplaatst. Dat verplaatsen kan een temperatuurverhoging veroorzaken en die temperatuurverhoging veroorzaakt uitzetting (en bij afkoeling weer inkrimping. De uitgezette accubak krimpt echter niet meer mee...)
Dikke pech is dat van vloeistof naar gas overgegaan elektrolyt niet geheel in de accu terug condenseert naar vloeistof en als belletjes bovenin aanwezig blijft. Dit alles geeft een cumulatieve schade aan de cel.
Een cel die uit gast en onder hoge druk komt te staan zal via de 'pop off' aan de bovenkant het gas of vloeibaar elektrolyt eruit spuiten.
Een LFP cel wordt boven de 3,45V (bij 25oC) snel warmer omdat de cel geen lading kan opnemen (=100% SOC en vol = vol) en de toegevoerde laadstroom wordt geheel in warmte omgezet. Gevolg: cel kapot.
Een strak 'corset' geeft wel een snellere drukverhoging in de cel, maar houdt de elektroden wel 'onder' het elektrolyt.
Door de cel 'op te sluiten' blijft een zo groot mogelijk deel van de elektroden onder het elektrolyt gedompeld. Dit is in het voordeel van de levensduur van de cel.
Groeten, Peper.

ALs je nou polyester gebruikt ipv epoxy.. Dat krimpt een stuk meer tijdens het uitharden
Wat normaal een nadeel is, wordt opeens een voordeel.

Nachtvlinder schreef :
Klopt, opsluiten geeft compressie idd bij opladen. Die kracht zal hoogstwaarschijnlijk niet te veel worden. Maar voor mijn gebruik en verwachte gebruiksduur, kan ik prima leven met 2500 cycles.

Meeste off-the-shelve LiFePo4 packs hebben geen compressie en zijn opgesloten met plakband of plastic beugels.

Ik heb wel mn twijfels over een polybakkie, als je die te krap maakt drukken de batterijen er geen scheuren in ? (ziet er wel sterk uit)

Mijn bakkie is van epoxy met ud en biaxiaal doek. De cellen heb ik met van die 50 mm brede tape omwikkeld en daarmee bouw je behoorlijk spanning op. Daarna ingelamineerd.
Wat Peper noemde, dat de drukdekseltje naar buiten ploppen, daar maak ik me nu nog het meeste zorgen over eigenlijk.
Wij noemen dat altijd oorwurmen. Op van die kleine dingen wachten tot ze zich voordoen en ondertussen kriebelen ze in je hoofd

Peper, bedankt voor je uitleg.
ik ga mijn cellen ook opsluiten.

Het lijkt mij wel verstandig om de behuizing van de onderlinge cellen te isoleren.
Het schijnt dat de plus verbonden zit met de behuizing?
Dan is de dunne blauwe folie het enige wat er tussen zit.

Je ziet op YouTube dat diverse gebruikers de cellen behuizing onderling isoleren oor middel van kunststof plaatjes.

Ik heb ook nagedacht over compressie.
Mijn plan is om twee hapa platen te gebruiken met trekstangen waar 1 of meer veerringen tussen zitten. Hoeveel het er moeten worden moet ik nog bestuderen.

Isolatie tussen de cellen: lijkt me voor de zekerheid een goed plan.
Een optie zou zijn transparante sheets voor de printer van dikke kwaliteit, lijkt mij meer dan voldoende voor goede isolatie.

Ik heb 3 mm rubberplaat gekocht met twee lagen textielversterking en ga kijken in hoeverre dat bruikbaar is als tussenlaag. Geen idee of kruip een probleem gaat vormen.
Ga ik ook proeven mee doen.

Dankjewel Peper! (en anderen). Klinkt aannemelijk hoe je het uitlegt.

Even door-redenerend:

Stel: Nieuwe cellen, die nooit overladen zijn geweest en dus nooit hebben kunnen gassen... Die zijn mooi vlak als je ze geleverd krijgt, toch!? Als die warmer worden door ofwel snel opladen (vanaf wanneer is "snel" trouwens, is 0.2C snel bv?) ofwel een hittegolf als 35 grC omgevingstemperatuuur... Zetten die uit door het uitbuigen van de zijkanten? Of kun je daar een normale, lineaire uitzetting verwachten, dus in alle richtingen gelijk dus met vlak blijvende zijkanten?

Ik vraag dit omdat ik "mijn zijkanten" ooit wat uitgebogen (als een buikje) heb gezien: die 3 mm speling die ik noemde werd als het ware veroorzaakt door twee buikjes van 1.5 mm per celwand. Als een cel op dié manier uitzet, dan voel ik mij minder prettig bij opsluiten dan wanneer een cel gewoon uitzet zoals elk materiaal dat doet... Terecht of gewoon opsluiten als ze lekker klein en vlak zijn!?

Even tussendoor...
Deze heb ik nog gemaakt maar niet gebruikt en dus over.
10 mm trespa, op maat en afgerond gefreesd. Doe maar een pb bij belangstelling!

Niet altijd zijn de cellen geïsoleerd in hun alu bakje! Dat hoort overigens wel, maar ik heb 300Ah cellen gehad waarbij dat niet het geval was. Bij voorkeur in een kunststof bak plaatsen, Trespa met van die 'handvat' gaten is ook mooi al is de brandbestendige eigenschap van Trespa bij LFP cellen niet nodig. Wel bij LCMN cellen (tenminste dat zou ik wel doen).
Gewoon opsluiten en elektrisch isoleren is al goed. Samenpersen kan wel, maar je beperkt de ruimte voor expansie en wordt de cel warm, dan 'ploppen' de seals eerder. Bij de AC-tion kun je siliconen bakplaten kopen. Die isoleren elektrisch heel goed en laten thermisch goed door. Je kunt de alu bakjes dan mooi opsluiten met enige vering ertussen. In dat geval gaan de pop-off's niet meteen open omdat het siliconen nog iets kan wijken.

Ik heb nog niet meegemaakt dat een cel warm werd bij een doorlopende laadstroom van 0,3c. Veelal geven fabrikanten een tijdsduur van laden en ontladen op bij stromen van 0,5c of hoger.
De toename in temperatuur bij laden en ontladen met minder dan 0,3c aan stroom is verwaarloosbaar in geval van temperatuur toename. Laden en ontladen met meer dan 0,5c geeft warmte ontwikkeling dat tot vergassing (en opbolling) kan leiden. Daarom zou ik eerder kiezen voor de 'ribbelplastic' behuizing. Met een thermometer in de accu ben je dan ook geïnformeerd over de cel temperatuur en kun je het laden en ontladen stoppen indien de temperatuur te hoog wordt.
Bij overladen wordt de cel snel warm indien de laadspanning boven de 3,4V per cel komt en er 0,01c aan stroom loopt.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
“Snel” zal relatief zijn? Bij een 280Ah pakket zou dat per cel max. 5W zijn die geen ionen meer transporteert maar slechts warmte ontwikkelt - 0% laadrendement

Maar niet overladen is zeker belangrijk!

Ik heb een bak gemaakt van hdpe en de cellen ‘opgesloten’
Mijn redenatie , mochten ze willen gaan uitzetten creëren ze hun eigen druk en worden ze meer gecomprimeerd naarmate ze meer (willen) uitzetten

Hdpe en verder ook vrij flexibel en kan wat meebewegen ook dus ik ga er van uit dat de druk op de cellen niet te hoog wordt

Verder zijn nieuwe ongeladen cellen een beetje ‘hol’ in het midden met een kleine verdikking bij de anode and cathode , dus ongeladen cellen tegen elkaar hebben ruimte om uit te zetten , als ik me goed herinner wordt deze ruimte pas minder vanaf 80-90% SoC , maar hoeveel minder moet je me niet vragen (niet op gelet)

Het verschil in de specs is idd 2500 cycles vs. 3500 cycles , de laatste 6 maanden hebben we er 25 ‘verbruikt’ dus nog 2475 te gaan of omgerekend 50 jaar
Ik maak me daar geen illusie over en als ze 7-10 jaar meegaan vind ik het prima

Er zijn maar weinig packmakers die comprimeren btw.
Naast de extra cycles komt dit ten goede voor de levensduur.

@Airgead
3mm rubber met inlaag is na opsluiten een prima " veerbelasting" na het opsluiten. Soort constante druk en niet te star.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Calidris schreef :
bedankt!
Nog even een link van wat ik heb gekocht (3mm dikte) www.rubberwinkel.nl/rubber-pla...ubber?product_id=628

Ik heb 3 varianten besteld na telefonisch overleg, waar dit als beste uit kwam.

Peper gaf nog als tip om siliconenrubber te gebruiken vanwege de warmtegeleidendheid. Maar bij rubberwinkel zie ik dat alleen per 10x1,2 m, dat is dan weer een beetje teveel.

Knoet schreef :
Dat Haalde ik bij een lokale Action, €0,90 ter grootte van een placemat
Lijkt me goed te doen. Ik gebruik het ook i.p.v de neopreen dekseltjes op de Origo.
Groeten, Peper