Paralleles Laden von Lithiumbatterien

Batterien können die gewünschte Betriebsspannung erreichen, wenn mehrere Zellen in Reihe geschaltet sind. Jede der Zellen addiert ihr Spannungspotential, um die an den Klemmen erforderliche Gesamtspannung zu erhalten. Andererseits bewirkt die Parallelschaltung eine höhere Kapazität, indem einfach die gesamte Amperestunde (Ah) aller beteiligten Zellen addiert wird.

Einige Akkus bestehen jedoch aus einer Kombination von seriellen und parallelen Verbindungen. Bei Laptops sind im Allgemeinen vier 3,6-V-Lithium-Ionen-Zellen in Reihe geschaltet, um die Nennspannung von 14,4 V zu erreichen, und dann zwei parallel geschaltete Zellen, um die Kapazität von 2400 mAh auf 4800 mAh zu erhöhen. Diese Konfiguration ist als 4s2p bekannt, dh vier Zellen in Reihe und zwei Zellen parallel. Der Isolierfilm zwischen den Zellen verhindert, dass die leitfähige Metallhaut einen Kurzschluss verursacht.

Die meisten in Batterien verwendeten Chemikalien sind sowohl für Reihen- als auch für Parallelschaltungen geeignet. Es ist jedoch wichtig, dass derselbe Batterietyp mit der gleichen Spannung und Kapazität (Ah) verwendet wird und niemals mit verschiedenen Marken und Größen gemischt werden sollte. Eine schwächere Zelle führt zu einem Ungleichgewicht im System. Dies ist besonders wichtig bei jeder in Reihe geschalteten Konfiguration. Dies liegt daran, dass eine Batterie genauso leistungsstark ist wie das schwächste Glied in der Kette.

Paralleler Ladevorgang der Lithiumbatterie

Wenn höhere Ströme benötigt werden und kein Platz für große Zellen vorhanden ist oder die großen Zellen nicht zum Design oder zur Struktur der Batterie oder des Geräts passen, können eine oder mehrere Zellen parallel geschaltet werden. Die meisten der zuvor genannten Batteriechemien ermöglichen parallele Verbindungen und Konfigurationen mit sehr geringen bis keinen Nebenwirkungen. Die Nennspannung kann gleich bleiben (z. B. 3,60 V), aber die Kapazität (Ah) und die Laufzeit der Batterie vervielfachen sich - entsprechend der Anzahl der angeschlossenen Batterien.

Wenn also Batterien parallel geschaltet werden, erhöht sich die Kapazität der Batterie in Ah, einschließlich der Laufzeit. Die Spannung bleibt jedoch immer gleich.

Eine Zelle, die einen hohen Widerstand entwickelt, ist beim Hinzufügen zu einer Parallelverbindung weniger kritisch als in einer seriellen Konfiguration. Eine defekte Zelle verringert jedoch die Gesamtlastkapazität. Es ähnelt einem Motor mit vier Zylindern, der nur auf drei statt auf vier zündet. Ein Kurzschluss ist jedoch schwerwiegender, da die defekte Zelle die Energie aus den anderen Zellen ableitet und eine Brandgefahr verursachen kann. Die meisten sogenannten elektrischen Kurzschlüsse sind mild und äußern sich in einer hohen Selbstentladung.

Ein vollständiger Kurzschluss kann durch umgekehrte Polarisation oder ein Dendritenwachstum auftreten. Daher enthalten große Packungen meistens eine Sicherung, die die defekte Zelle von der Parallelschaltung trennt, wenn sie kurzgeschlossen wird.

Eine schwache Zelle hat keinen Einfluss auf die Spannung, führt jedoch aufgrund der reduzierten Kapazität zu einer verkürzten Laufzeit. Eine kurze Zelle kann übermäßige Hitze verursachen und eine Brandgefahr darstellen. In größeren Packungen ist eine Sicherung vorhanden. Die Funktion der Sicherung besteht darin, einen hohen Strom zu verhindern, indem die fehlerhafte Zelle isoliert wird.

Können Sie Lithiumbatterien sicher parallel laden?

Ja, Batterien können parallel geladen werden. Sie müssen lediglich die Sicherheitsvorkehrungen befolgen, die mit dem Laden von Lithium-Ionen- oder lithium-polymer-batterien verbunden sind. Wenn Sie nicht wissen, wie das funktioniert, finden Sie entweder jemanden, der das kann, oder Sie probieren es überhaupt nicht aus. In den meisten Fällen können Sie mit den richtigen Werkzeugen (wie dem richtigen Ladegerät) viel Stress und Zeit sparen.

Nur Batterien des gleichen Typs (Tiefzyklus, Start, Hauptversammlung, versiegelt, geliert, wartungsfrei) dürfen gleichzeitig geladen werden, wenn sie parallel geschaltet sind (von + nach +, von - nach -).

Wenn die Batterien parallel geschaltet werden, bleibt die Gesamtspannung der Batterien erhalten. Wenn beispielsweise zwei 12-Volt-Batterien parallel geschaltet sind, beträgt die kombinierte Spannung 12 Volt.

Wenn Sie mehrere Batterien parallel anschließen, stellen Sie sicher, dass Sie den Pluspol (+) der ersten Batterie mit dem Pluspol (+) der zweiten Batterie verbinden. Verbinden Sie dann auf die gleiche Weise den Minuspol (-) der ersten Batterie mit dem Minuspol (-) der zweiten Batterie.

Das Pluszeichen der ersten Batterie und das Minuszeichen der ersten Batterie sollten an einen BatteryMINDer angeschlossen werden, falls verfügbar. Andernfalls schließen Sie sie an die zugängliche Batterie an.

Stellen Sie dann auch sicher, dass Sie jede Batterie mit einem isolierten Kabel der Stärke 18 (Lampenkabeltyp) miteinander verbinden. Entfernen Sie es an der Stelle, an der es mit den Anschlüssen jeder Batterie in elektrischem Kontakt stehen soll, und verwenden Sie dann einen Ring oder einen Clip, um es an Ort und Stelle zu halten.

Denken Sie daran, dass Sie jede Batterie für ca. 2-3 Tage einzeln entschwefeln, wenn Sie sie parallel anschließen. Andernfalls werden sie nicht gleichermaßen desulfatiert.

Was ist der Unterschied zwischen seriellem und parallelem Laden von Lithiumbatterien?

Elektrische Komponenten sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet. Sie haben beide Vor- und Nachteile und haben auch ihre Anwendungen - wo sie am stärksten sind.

Wenn die Lithium-Ionen-batterien in reihe geschaltet werden, bleibt die Kapazität der Batterie unverändert, aber die Spannung der Batterie steigt an.

Während die Spannung der lithium-ionen-batterien gleich bleibt, wenn die Batterie in einer parallelen Konfiguration angeschlossen wird, steigt die Kapazität jedoch mit dem Hinzufügen der Zellen im Aufbau. In einer Reihenkonfiguration wird eine Ausgleichsschaltung benötigt, um das SOC-Ungleichgewicht auszugleichen und zu kompensieren, während sich parallele Zellen weitgehend selbst ausgleichen. Jeder Akku mit großer Kapazität verfügt über eine intern angeschlossene parallele Beutelzelle. Andererseits hat jede Hochvoltbatterie Zellen, die intern mit einer Ausgleichsschaltung in Reihe geschaltet sind.

Dies sind einige der Unterschiede zwischen in Reihe und parallel geschalteten Batterien. Beachten Sie beim Bau einer parallel zu schaltenden Batterie alle Vorsichtsmaßnahmen, um die Sicherheit zu gewährleisten.