Maximale Ladespannung LiFePO4?

Oct 24, 2019 14 Replies

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olaf

>Eine Suche im Netz bringt nicht viel erhellendes, als maximale Spannungen >habe ich neben den üblichen³ 3,6V auch 3,7; 3,8 und sogar 4 Volt gefunden, Manchmal frage mich wirklich wie es mit dem IQ der Menschheit im allgmeinen und d.s.e im Besonderen weitergehen woll. Du willst…

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Hat hier schon mal jemand LiFePO4-Zellen mit deutlich mehr als 3,6V Ladeschlussspannung¹ betrieben und Langzeiterfahrung damit?



Ich betreibe einen ESP8266 an einer 1600mAh-Rundzelle² und sehr kleinem Solarpanel ohne elektronische Laderegelung*. Die mittlere Spannung beträgt etwa 3,3V, aber gegen Ende des Sommers hatte ich mehrfach in der Mittagssonne Ladespannungen von 3,9 - 4V. Eine Suche im Netz bringt nicht viel erhellendes, als maximale Spannungen habe ich neben den üblichen³ 3,6V auch 3,7; 3,8 und sogar 4 Volt gefunden, während die Meisten postulieren, daß Spannungen über 3,6V zu Schäden führen. Nun ja, das meiste ist wie immer voneinander abgeschrieben, ebenso ist viel selbsterfundener Unsinn dazu zu finden.



Ich habe bisher keine negativen Auswirkungen bemerkt, hatte aber noch keine Zeit, eine Kapazitätsmessung zu machen. Da es sich um Hobby und Spielzeug handelt (Außentemperatursensor), sehe ich keine Veranlassung die Schaltung zu erweitern, sondern bin mal gespannt auf eventuelle Auswirkungen.



Wie gesagt, hat jemand Erfahrung damit?


*Es gibt eine "Poor-man's-Regelung" über den Stromverbrauch, bei Minimalspannung sendet der ESP nur noch alle Stunde, ab 3,5V alle paar Sekunden. Das scheint nicht als Begrenzung zu reichen...




Für K.B., G.S., J.B. et al: ¹ Standardladespannung ² Standardzelle ³ standardmäßigen Alle anderen "Standards" bitte selbstverantwortlich ergänzen. Danke.


Manchmal frage mich wirklich wie es mit dem IQ der Menschheit im allgmeinen und d.s.e im Besonderen weitergehen woll. Du willst also eine Entwicklung mit Lithiumzellen machen. Gut, aber dann ist das einzige was dich interessieren sollte das Datenblatt des Herstellers zu deinem Akku. Und wenn sich deine Schaltung nicht daran haelt dann ist sie defekt oder der Entwickler nicht faehig. Ob die Folgen dann Explosion, Brand oder nur stark verkuerzte Lebensdauer sind, sollte doch egal sein weil keines fuer dich akzeptabel ist.

Du meinst solange dein Haus noch nicht abgebrandt ist, ist alles in Ordnung?

Olaf

Dem kann ich uneingeschränkt zustimmen. Für Dich und andere Lese-Herausgeforderte ergänze ich mal ein paar Stichpunkte, zum Teil aus meinem OP entnommen (ganze Sätze helfen offenbar auch nicht weiter):

Hobby

LiFePO4 (Stichwort: Eigensicher)

LI - FE -PO - 4 !!!111elf

Du hast die Frage abstrahiert, Bravo. Jetzt noch eine Antwort dazu, dann gibt's ein Fleißsternchen.

Frage doch nicht verstanden... (Stichwort: Spielzeug)

man Außensensor

Danke der Nachfrage, ja doch.

Vielen Dank für die Antwort, leider habe ich keine passende Frage dazu weil Deep Thought kurz vor Ende der Berechnung zerstört wurde.

Am 24.10.19 um 11:05 schrieb Andreas Neumann:

LiFePO4 ist bei 3,6V knallvoll. Es ist einfach nur dumm, mehr rein laden zu wollen. Die gespeicherte Ladungsmenge würde dabei nur marginal erhöht. Dem stehen aber erhebliche Nachteile bzw. Risiken gegenüber.

Und eine einfache Shuntregelung, die bei 3,6V limitiert, ist auch kein Hexenwerk. Falls sie auch schon bei 3,5V ein bisschen öffnet, verlierst Du auch kaum Kapazität. Ich würde mir den Transistor nebst ein wenig Hühnerfutter drum herum gönnen.

Dann wirst Du es wohl ausprobieren.

Marcel

Thu, 24 Oct 2019 12:05:04 +0300, Andreas Neumann:

Ich habe versehentlich schonmal eine LiFePO4 Rundzelle auf 4.2 Volt aufgeladen. Öfter noch habe ich welche bis auf 1.9 Volt entladen (Aussentemperatursenor halt...). Die Kapazität hat bislang nicht offensichtlich gelitten - empfehlen würde ich solchen Missbrauch aber nicht.

Was spricht dagegen sich eine Hand voll Zenerdioden (z.B. 1N5334B) zu besorgen, von der Spannung her geeignete selektieren und schlicht parallel zur Akku-Zelle schalten. Oder - da ja wahrscheinlich eine (Schottky-)Diode zwischen Panel und Zelle geschaltet ist - eine 1N5335B parallel zum Panel.

Andreas

Alles spricht dagegen. Das wäre eine extrem unprofessionelle Entwicklung.

Viel besser ist parallel zum Solarpanel ein TL431 Shuntregler (Reichelt 11ct) plus zwei Widerstände, das reicht bis 0,4W Ladeleistung. Darüber plus R plus Leistungstransistor. Fig.19

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eine Schottkydiode Richtung Akku.

mfG W.Martens

Am 25.10.19 um 00:46 schrieb Wolfgang Martens:

Dagegen spricht Imin = 1mA.

Die braucht man sowieso, weil sonst die Solarzellen den Akku entladen.

Marcel

Am 24.10.19 um 18:55 schrieb Andreas Oehler:

Der Leckstrom.

Schon besser, aber der Leckstrom ist immer noch viel zu hoch. Die Z-Dioden mit den kleinen Spannungen haben räudige Kennlinien. Und bei den 1Nxxx macht noch dazu jeder Hersteller, was er will. Spezifiziert ist nur der Leckstrom bei 1V. Die 1N5335B von OnSemi gönnt sich z.B. bei

3V 200mA!

Ich würde eine kleine Z-Diode mit hinreichend kleinem Leckstrom und einen Transistor zur Verstärkung nehmen. Damit kommt man mühelos in den µA-Bereich. Das sind zudem alles Bauteile, die man typischerweise in der Grabbelkiste findet.

---*----+ | | Z | | | *--|< | | R | | | ---*----+

Marcel

Also sogar 4,2V ohne flammendes Inferno... ;)

Das habe ich bisher vermieden und am Netzteil aufgeladen.

Das klingt schon mal interessant. Wenn ich mal Zeit und Lust habe, werde ich die Kapazität bei verschiedenen Ladeendspannungen messen.

Das hatte ich mal ausprobiert, aber Z-Dioden sind viel zu weich. Wenn dann mit TL431. Andererseits sollte das ganze Konstrukt absichtlich ein experimentelles Minimaldesign sein. ESP, Akku und Solarmodul hängen direkt parallel, da ist keinerlei andere Schaltung dazwischen. Derzeit ist aber dafür sowieso kein Bedarf, das nächste halbe Jahr wird eher zuwenig Solarertrag das Thema sein. Ich hab mal ein kleines Bildchen aus meiner Aufzeichnung hochgeladen:

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man sieht, geht es nur um wenige Tage mit "Überspannung". Das Dingens läuft seit April zuverlässig.

Vielen Dank für die Info!

Hi Andreas,

Andere Frage: was meint der ESP zu den > 3,6 V AFAIR steht das bei dessen Datenblatt als absolutes Maximum der Betriebspannung.

Marte

Das ist überhaupt kein Problem. Ich betreibe zwei andere ESPs auch direkt an LiPos, die sehen also des öfteren 4,2 Volt, ohne das die letzten Jahre übel zu nehmen. Auch habe ich schon ATtinys erfolgreich jenseits der Spec betrieben, ich wollte halt genügend Portspannung für 2 serielle weiße LEDs (+R) haben.

Etwas Experimentierfreude kann in solchen Dingen nicht schaden, solange ein eventuell abgerauchtes Teil nicht das Budget sprengt.

Disclaimer: Natürlich taugt sowas *nicht* für kommerzielle Anwendung, das ist Bastelei und gilt einzig und alleine für mich in Einzelfällen.

Ich bin allerdings auch der Auffassung, daß ein Datenblatt keine göttliche Anweisung ist, dessen Missachtung unverzüglich in ewiglicher Höllenqual endet. Manche Parameter sind halt einfach übernommen oder einem übervorsichtigem Hersteller geschuldet, manchmal ist da für's Hobby noch genügend Luft. Und manchmal geht's auch schief, so what.

Am 25.10.2019 um 08:10 schrieb Marcel Mueller:

Wieso? In welchem Betriebszustand kann dadurch die Spannung zu HOCH werden? Wenn der Strom zu klein ist, ist die Klemmspannung halt kleiner. Fig.5

Der einzige Nachteil ist der Verlust von ~ 0,5 mA Ladestrom. (plus R-Teilerquerstrom)

mfG W.Martens

snipped-for-privacy@t-online.de (Wolfgang Martens) am 25.10.19 um 23:36:

Wieviel braucht denn der ESP so im deep sleep mode? Unter Umständen könnte dann ja ein mA Verlust durch den Regler signifikant stören. Also, bei attiny wäre das jedenfalls ein Mehrfaches dessen, was der im Schlaf zieht.

Rainer

Andreas Oehler schrieb:

Viel Spass beim Parallelschalten von Bauteilen mit negativem Tempco. Das sind zur Abwechslung echte Zenerdioden. Dementsprechend folgen sie auch

und 30 mA bei 3.0 V. Daten eher selten auffindbar, bei bocasemi liegen noch alte rum.

mfg Rolf Bombach

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