Onderwerp: Overstap naar LiFePO4

Peper schreef :
Ik vraag me echt af hoe relevant dit is voor ‘ons’ die nooit met hoge stromen kunnen laden (een enkeling misschien met 1/2C ?) dus lithium plating zou voor ons best wel eens een non-issue kunnen zijn , we hebben nu eenmaal geen electrische auto die in 12 minuten ff lekker geladen wordt

Zelfs met 300A laden worden mijn cellen niet warm(er) door het laden

Zelf laad ik tot 3.6v per cell , tenminste daar staat alles op ingesteld maar ik ben zover nog nooit gekomen met laden , en mijn balancers beginnen bij 3.55v

Bij mij is de maximale laadstroom voor de 12V 225Ah ca 30A
en voor de 24V bank 750Ah maximaal 120A dan is het maximaal dus alle laders aan.
In de praktijk zal de laadstroom veel lager zijn.

Ik antwoord je 'binnen' je post:Eclips schreef :
Je houdt je cellen langer goed indien je strak de maximale eind laadspanning voor je cellen aanhoudt. Dit is beter als dit geautomatiseerd in je laadinstallatie wordt gedaan. De kans dat je; of vergeet de koelkast aan te zetten, dan wel dat deze niet aanslaat omdat de thermostaat vindt dat de koelkast al koud genoeg is, is niet ondenkbaar en volgens Murphy gebeurt dat altijd als het niet goed uitkomt. Dit soort regelsystemen zijn nooit 'foolproof' en dat zou wel moeten. 'thuis op de plas' zou het kunnen, dan kun je eventueel naar de kant peddelen, en dat is dan erg leerzaam!
Het is inmiddels bekend dat als je met het laden boven de 3,45V per cel komt, dat er dan Lithium galvanisatie optreed. Daar gaat de cel niet meteen kapot van, maar je boet wel aan levensduur van je cellen in. Indien je dat accepteert... dan is dat goed.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Ja, het BMS heeft een balanceerfunctie en kan geconfigureerd worden op een lagere maximale celspanning.

Dat verhaal over Murphy heb je zeker gelijk in. Mijn optimisme zegt me dan dat dat slechts incidenteel zal gebeuren. Ik ben nogal een metertjesfreak. En als ik de koelkast op vol vermogen zet, duurt het natuurlijk ook wel even voor hij het koud genoeg vindt. Zeker als aan het begin van de trip het bier nog niet koud is.

Overigens ga ik ervan uit dat als je een max. eindspanning van 3.65V hanteert (de "fabrieksnorm"), je op 2000 volledige laadcycli mag rekenen. Stel je de eindspanning in op 3.45V, zodat er geen galvanisering optreedt, dan kom je misschien wel tot 5000 cycli. Die 2000 is mij goed genoeg.
Of maak ik nou toch ergens een denkfout?

Ik wil in principe wel een schakelaar inbouwen voor de laadspoel. Afhankelijk van de SoC van de accu kan ik dan bijladen op de motor. Roos suggereerde om de laadspoel niet aan te sluiten, maar ik vind dat je in principe iedere stroombron op een zeilboot moet kunnen benutten.

@ReneK:
Zes jaar geleden was het laden tot 3,65V per cel 'state of the art'. Inmiddels weten we meer over LFP cellen en is dat lager geworden.

De Lithium plating wordt veroorzaakt door een hogere laadspanning te gebruiken en is veel minder afhankelijk van de laadstroom. Tot 3,4V is er voldoende spanning om de Li ionen te binden aan de ferrofosfaat ionen, maar ga je daar boven, dan krijg je dat beetje meer spanning dat de Li ionen naast de binding met het ferrofosfaat er ook opname in een Lithium kristalrooster ontstaat. Dat is het Lithium galvaniseren. Voor de testen op het fenomeen van Lithium plating wordt een gepulseerde laadstroom gebruikt waarbij de laadstroom niet hoog is (want telkens onderbroken) maar de laadspanning telkens gepulseerd naar 3,65V wordt gebracht (zijnde de maximale veilige laadspanning). Hiermee wordt de 'Lithium plating' geforceerd en een cel 'kunstmatig' verouderd. Hierdoor weten we inmiddels dat het niet zozeer de laadstroom is, die de Lithium galvanisering begint, maar de laadspanning. Het is wel zo dat de kwantitatieve ionen toevoer voor het aanleggen van een metallische laag wel evenredig is met de stroom. Dit heeft te maken met de spanning die er ontstaat als je 2 metalen in een elektrolyt brengt. Die spanning ontstaat door het 'in oplossing gaan' van de metalen en de ionisatie van de metaal atomen.

Er is een verschil tussen wat 'wij' aan laadstroom 'halen' en wat wij aan laadstroom 'willen'. Zien we op de wisselstroom dynamo 90A staan, dan willen we ook dat die 90A wordt geleverd. Zien we op een acculader 40A staan, dan willen we ook dat er met 40A wordt geladen.
Metingen van Sprokkie aan een wisselstroom dynamo belast met loodzwavelzuur accu's in Sloe gin zijn boot, geven aan dat er in het begin een soort van 'rush in current' ontstaat en dat dan de laadstroom 'inzakt' tot een lage waarde. Het smelten van de p-n junctie van de gelijkrichters door een langdurige hoge stroom is daarmee niet onmogelijk, maar wel onwaarschijnlijk. De ervaringen van 3Noreen wijzen heel duidelijk op het smelten van de gelijkrichter dioden door onvoldoende koeling.
Vanuit de tijd van de loodzwavelzuur accu zijn we gewend de accu 'zo snel mogelijk vol' te willen hebben... Daarom willen we 'hoge laadstromen zien'. Dit is niet nodig bij LFP accu's, zij sulfateren niet als ze niet snel worden geladen. 'Snelladen is voor alle accu's slecht' maar de oorzaak voor het bekorten van de levensduur door snelladen is weer voor iedere accutechnologie verschillend. De enige energie opslag technologie die opvallend goed tegen snelladen kan is de condensator-technologie. De ideale diode hebben we al wel, de ideale accu is er nog niet.

Groeten, Peper.

Peper schreef : En daarmee bekrachtig je mijn stelling, die ik hier al jaren uitspreek dat je ook beter niet een lader aan kan laten.
Inmiddels weten we meer. Die dingen zijn gewoon te duur om mee te spelen, en dan na een tijdje erachter te komen, dat we toch nog een aantal dingen niet wisten.
Aan de andere kant is dat wel de enige manier om uit te vinden hoe het zich gedraagt in de loop van de tijd.
Maar wie wil honderden euro's opofferen voor het grote goed...

Eclips schreef : In de winkel van Ali kun je een dergelijke converter krijgen voor minder dan €10 (tot 12A) en dan kun je vanuit de lichtspoel van je bbm weer bijladen als deze draait. Is de accu vol, dan gebeurt er niets, is de accu niet vol, dan loopt er een laadstroom tot een maximum van 6A. Bouw je die buck converter in, in een 'hamer- en giek-bestendige' kast, dan... "Fit and forget".

Groeten, Peper.

Peper schreef :
Ik heb met mijn 26 voeter met bbm en één enkele 100 Ah accu niets op de Atlantic te zoeken. Mocht ik ergens "halverwege" in de problemen raken, dan is het hoogstens halverwege een trip naar Helgoland. Reden te meer om het écht simpel te houden. De meeste LiFePO4-oplossingen hier op ZF zijn al veel te groot en complex voor mijn doel, zelfs als ze voor de betrokkenen nog KISS zijn.

Peper schreef :
Daar zat ik toevallig ook aan te denken. Ik neem aan dat je zoiets bedoelt: www.banggood.com/nl/9-36V-To-1...BwE&cur_warehouse=CN

Overigens heb ik vorige week mijn cellen met een labvoeding initiëel geladen en top-gebalanceerd. Volgens fabrieksspec, dus tot 3,65V. Dat ga ik straks in de boot zeker naar beneden bijstellen. Bij het naderen van de eindspanning liep de laadstroom inderdaad terug tot 10 mA, waarna er afgeschakeld werd. Dat ondersteunt toch wel de stelling van Roos dat er geen stroom meer loopt...
En als LiFePO4 te lijden heeft onder een te hoge laadspanning, welke spanning hanteren LiFePO4-laders dan tijdens de CC-fase?

Eclips schreef :
Dat hangt van de fabrikant van de lader af... en daar is dus niets over te zeggen... Je wilt een echt antwoord (Neem ik aan) Bij de Constant Current fase wordt de laadspanning zo hoog opgeregeld (of naar beneden geregeld) dat de laadstroom constant op de voorgenomen waarde blijft. Of daar 1000V voor nodig is of dat daar 2V voor nodig is, dat maakt niet uit. Dat maakt deze laadmethode ook zo gevaarlijk voor de levensduur van de LFP cellen (en in mijn visie geheel ongeschikt voor LFP cellen, maar hé dat is mijn visie.)
Wat wel kan is CC laden met een laadspanning beperking op 3,3V voor laden van de accu tot 80% SoC. Dat is dan meteen je antwoord. Of de verkrijgbare laders dat ook doen? Ik heb er nog geen gevonden dus ik bouw mijn laders zelf (assembleer ze zelf). De maximale laadstroom ligt dan tussen de 0,1c en 0,2c (bij jouw 100Ah cellen gat het dan om een laadstroom van 10 tot 20A). LFP cellen worden dan door hun lage inwendige weerstand niet warm en zolang je de 3,3V niet naar boven passeert, ontstaat er geen Lithium galvanisering.
Je kunt ook CV laden met een spanning van 3,3V per cel. Dan houdt de lader vast aan die spanning en als de accu erg leeg is loopt er een hoge laadstroom en als de accu vol raakt (in de richting gaat van de 3,3V per cel zoals jij dat wilt voor 80% SoC) neemt de stroom langzaam af tot de cel op 3,3V is gekomen en dan wordt de stroom 0. Dit is niet theoretisch benaderd, ik heb dat in het echt gedaan met 4 ladertjes aan 4 LFP cellen en ze een jaar aan de lader laten staan (met de lader in de wandcontactdoos met 230V erop, natuurlijk) Nu zou je een laadstroombeperker moeten gebruiken en die moet de stroom dan beperken tot (in jouw geval) 10 tot 20A. In mijn test konden de CV ladertjes niet meer leveren dan 9,5A en dat is minder dan 0,2c voor de 72Ah cellen.

Groeten, Peper.

Ja, ik wilde inderdaad een echt antwoord. Er worden door gebrekkige kennis, verkeerde aannames en voortschrijdend inzicht zo veel tegenstrijdige dingen beweerd over LiFePO4 dat ik regelmatig begin te twijfelen. Ik kreeg mijn Ali-cellen met 30% SoC en heb ze aan de labvoeding gehangen. Die heb ik op 4,25v gezet zodat ik met 5A CC kon laden, daarbij steeds de celspanning in de gaten houdend. Toen die op een gegeven moment op 3,4v zat, heb ik de spanning op 3,65v begrensd en heb CV geladen tot de laadstroom bij 10 mA afschakelde. De cellen werden er letterlijk en figuurlijk niet koud of warm van.
Maar toen ik daarna ergens las dat de LAADspanning nooit boven 3,65v mag liggen (andere bronnen hanteren overigens 3,8 en 4,2v), dacht ik: "het gaat toch niet om de laadspanning maar om de interne spanning van de cel? Zou ik nou toch mijn cellen verpest hebben?"

Vandaar de oprechte vraag over de laders.

Nou zijn er een hoop verschillende soorten Lithium accu's, die allemaal weer verschillende spanningen hebben. (Dit om het simpel/leuk te houden).
En dan heb je nog het verschil tussen 'normaal' laden en 'initial' laden. En dan houden verschillende fabriekanten ook nog eens een verschillende veiligeheids marge aan.

Maar redelijk standaard voor een LiFePO4 is iets van:
Nominal voltage of the cell is 3,2 V and the operational voltage is 2,5 - 3,65 V.
The maximum charging voltage for initial charge is 3,8 V.
Recommended subsequent charging is to 3.65 V.
The minimum voltage is 2.5 V.

Pittig leesvoer over veroudering van LiFePO4.

Heel jammer dat ze niet hebben getest binnen een range in onze toepassing.
De minimale laad en ontlaad test bedraagt 1C dat zou bij een accu'tje van 100ah uur al 100A zijn.
Dat zijn waarden die wij nooit halen.
Het is duidelijk dat warmte boven de 25 graden tijdens laden en ontladen met >1C de levensduur verkort.
Helaas ook niet getest in de range van 0 to 25 graden het temperatuur bereik waarbinnen hier onze accu's het meest zullen worden gebruikt.

Alles bij elkaar trek ik de conclusie dat in onze toepassingen een aantal cyclussen van 3000 heel haalbaar is. Dat lijkt me goed nieuws!

Wat wel nieuw voor me is, is laden boven de 40 graden voorkomen indien mogelijk, het liefst onder de 25 graden.

Ik heb er ongeveer hetzelfde uit gehaald als jij. Wat me wel opviel is dat de algemene opvatting dat LiFePO4 goed tegen diep ontladen kan, maar ten dele waar is. Bij 80% ontladen kom je tot rond de 2900 cycli, bij 20% ontladen tot 32000(!) cycli. In absolute zin houdt LiFePO4 dus ook niet van diep ontladen. Voor ons minder relevant, maar wel bijzonder.

Leuk onderzoek maar ik geloof niet dat het voor ‘ons’ die met ‘fractionele C’ waardes laden en ontladen relevant is ?

Als ik deze publicatie zo lees , en voldoe aan de laad- en ontlaad stromen kom ik aan 3000+ cycles , stel bij constant gebruik 1 cycle in de 5 dagen , van 90 tot 20% SoC , zijn dit 15000 dagen ( = 41 jaar) waarna er nog ‘slechts’ 80% vd initieele capaciteit over is , in mijn geval 480Ah , het verouderings proces versnelt wel dus ik denk dat het daarna minder cycles ‘kost’ om van 80 (480Ah) naar 60% (384Ah) capaciteit te gaan , maar zelfs met 60% capaciteit kunnen we nog ‘even’ voort

Het zou wel eens leuk zijn om een onderzoek te zien met waardes en getallen zoals wij die gebruiken , dus laden en ontladen met 1/5C of zelfs nog minder en met capaciteit zoals wij gebruiken (sets tussen de 200 en xxxAh) , ik geloof dat de meeste publicaties en onderzoeken gedaan worden met kleine cylindrische cellen en vraag me af hoe die zich verhouden tot de grote cellen die wij gebruiken

Wat voor ons natuurlijk wél relevant is, is het temperatuurverhaal. Hier in Nederland is het aantal hete dagen beperkt, maar in de tropen kan het wel een factor van betekenis worden.

De temperatuur boven de 25 graden lijkt in deze test de grootste boosdoener mbt veroudering.
Wat ik zo snel niet uit het rapport kan halen is of er tot 1C laden of ontladen de temperatuur van de accu al hoger wordt dan de 25 graden omgevingstemperatuur die ze in de testomgeving hanteren.
Dat zou een logische verklaring kunnen zijn voor het verouderen.
Omdat wij met een veel lagere stroom dan 1C laden en ontladen zal de temperatuurstijging en daardoor de verhoging van de interne weerstand met nog weer een hogere temperatuur van de cell veel minder optreden.
Het kan best zo zijn dat met onze lage C waardes ook het laden en ontladen tot 40 graden geen probleem is.
Zij geven ook zelf het volgende aan:

Wat het ontladen met 1C (dat zij "1 It" noemen) volgens "Ontladingsmicro-cyclus (ISO 12405-2, 2013)" betekend is mij echter volstrekt onduidelijk?

Vergeet niet dat het behoorlijk warm in de boot kan worden in hoogzomer

Eclips schreef :
Dit is de temp in de ‘tropen’ , en ze blijven tussen de 28-30 graden , daar is helaas weinig aan te doen omdat het de omgevings / water temp is

Dat temperatuur verhaal word wel beter natuurlijk als je de accu's in de biels op kan slaan zonder dat je las hebt van de gassen die je met natte loodzuur accu's wel hebt. Die plaats je niet zomaar ergens. In mijn geval heb ik in de kiel 80 liter diesel 200l drinkwater 104liter zwartwater en nog mogelijkheid voor rond de 150 kg overige. Stel dat ik die nieuwe type accu's zou gaan gebruiken. Zou ik een nieuwe 24v bank uit 8 van die blokken op bouwen a 150 of 200 ah stuk. Dan gaat er zon 24 kg de kiel in, neem je het zelfde inloop zuur wordt dat ineens 140 tot 180 kg en het.gewicht zou dan netjes in de midden van mijn bootje komen in plaats van de geventileerde accu bak aan stuurboord zijde naast de motor. Nu alleen het prijsplaatje nog wat voordeliger zien te krijgen. Ik vind die dingen nog knap prijzig voor mijn budget!

Freetime1970 schreef :
In bilge heb je bij lekkage als eerste plek wateroverlast, Lithium en water zijn geen vrienden. Eigenlijk hoort geen enkel elektrische apparaat in de bilge behalve een paar tanksensors en bilgepompen. Ik zou nooit accus in de bilge plaatsen en zeker ook geen BMS en andere elektronische zaken.

Wat de prijs betreft komen de chinese LFP accus dichtbij de prijs van een goede GEL accu, Bij kleiner accubanken kan de BMS nog wel flink meetellen maar deze cellen worden prijstechnisch zeer interessant. Als ik dan naga dat laatst 4x semitractie accus heb weggebracht van 4 jaar oud dan ben ik wel een beetje klaar met die loodzuur dingen.
Als voorbeeld neem ik een pakket van 12V 190Ah voor 575 euro, vergelijk het eens met een Gel accu met 70% DOD. Ik denk dat de LFP een absolute winner is als je de vordelen bij elkaar optelt.

Kan iemand mij figuur 3 uitleggen?
De temperatuurtest (3.1) bij 25 graden is het zelfde als de cycle test van 1It in figuur 8
In figuur 3 staat dan rond de 2600 gemeten cycli en rond de 2100 equivalente cycli ?
Maar in figuur 8 staat 2900 cycli?

ReneK schreef :
Ik denk dat dat helemaal geen probleem is, uit veiligheid proberen onder de 35 graden te blijven.

Wat is het maximum (in C) hoe je het pakket kunt belasten? Constateer je interne temperatuurverhoging als je dat doet?

Hier geplaatst onder de bank bij de mast op het vlak. Daar waar je bier normaal ook prima koel blijft.

Ten onrechte word het gedacht dat lifepo4 lastig is. Het is véél simpeler dan een loodaccu.

Alleen willen we ze in systemen van loodaccu plaatsen, en vinden we het interessant om voodootheorien naar elkaar te spuien.

boarderbas schreef :
simpeler is het inderdaad,

afgezien van een BMS heb je verder met laden geen 3 tot 7 traps laad programmas nodig en kun je als lader prima een converter gebruiken die een vaste DC spanning levert die je instelt binnen een veilige marge. Of een Lab voeding... belangrijk is dat de converter over een soft start beschikt en een goede stroombegrenzing (zie een aantal posts terug)

Wat de bilge betreft: ik heb wel eens 20cm water in de bilge gehad door lekkage van een boiler en dar zet ik niet graag lithium accus neer. Ik heb zeker bij de chinese cellen mijn twijfels over de waterdichtheid daarvan, aangezien lithium best wel heftig reageert met water waarbij waterstof vrijkomt ben ik daar wat voorzichtiger mee.

Ik heb mijn accubanken berekend op een ontlading van 0,3C en laden met 0,1C maximaal.
De ontlading is dan maximaal 0,3 als alle keukenapparatuur aanstaat (ca 5KW), dat gebeurt in de praktijk niet.