Batterie al litio per trazione. Tipi e Caratteristiche

[PaoloRos]

Riassunto:
LiPo = Alta pericolosità
Li-ion = bassa pericolosità
LiFePo4 = bassa pericolosità
LiFeYPO4 = bassissima pericolosità

Le batterie al Litio sono in costante evoluzione (come le LiFeYPO4 che personalmente non conosco e non conosco mezzi EU che le montano) e con moltissime varianti (ad esempio gli elettroliti liquidi nelle batterie agli ioni di litio che consistono in elettroliti
di sali di litio che possono essere l'esafluorofosfato (LiPF6), il tetrafluoborato (LiBF4), il perclorato (LiClO4) o il
triflato di litio oppure solventi organici, come l'etere)

Per comodità e per non entrare in discorsi complessi (e ai più inutili) possono essere suddivise in due macro-famiglie: le Litio-ioni (Li-ion e LiFePo4 evoluzione delle li-poly) e le Litio-polimeri (Li-Po evoluzione delle tradizionali Li-ion). Le Litio in genere, a fronte di un costo di mercato attualmente maggiore (circa il doppio delle PbGel), possono contare su una maggior densità di energia (Li-ion 110-160 Wh/Kg LiFePo4 100-120 Wh/Kg Li-poly 130-230 Wh/Kg) e su una vita utile media che oscilla dai 800-1000 (Li-poly) ai 1000-1200 (Li-ion) fino ai oltre 2000 (LiFePo4) cicli di carica/scarica. L'auto-scarica mensile si aggira attorno al 5-10% contro il 20% delle PbGel. Soffrono meno le basse temperature in quanto il range di lavoro ideale è 0°-40° di conseguenza l'autonomia del mezzo è meno influenzata dalla temperatura esterna. Ulteriore vantaggio è la possibilità di ricarica a potenze maggiori rispetto alle PbGel riducendo di conseguenza i tempi di ricarica. Per contro le batterie Li-ion presentano un certo grado di pericolosità in situazioni particolari (abuso, incidente, incendio, alte temperature) e per questo necessitano di un sistema di controllo e gestione delle celle. Questa pericolosità viene superata dalle Li-poly e dalle LiFePo4 in quanto nel primo caso l'elettrolita è "a secco" appunto in polimero solido mentre nel secondo caso i materiali utilizzati sono più sicuri anche in termini di reazione chimica in quanto maggiormente stabile. In generale tutte le Litio necessitano di un'elettronica maggiore ovvero sistemi di controllo e gestione delle celle sia in fase di rilascio dell'energia sia in fase di ricarica (ad esempio il BMS).

In linea generale dunque le Li-ion (litio ioni) sono più pericolose delle Li-Po (Li-poly o litio-polimeri) occorre comunque sottolineare che un veicolo per poter essere immatricolato nell'UE deve seguire un iter di omologazione che prevede anche alcuni stress-test sulle batterie. Non vi è dubbio che inizialmente le Litio dimostravano certe criticità in condizioni particolari (es. incidente) ma attualmente le stesse aziende asiatiche stanno migliorando la produzione a favore della sicurezza.

PS.
sulle batterie si trovano gratuitamente in rete alcune tesi di laurea interessanti oppure cercate: ENEA Report RdS/2011/27

[jumpjack]

Mi sembra che tu stia facendo un po' di confusione... Credo che Li-Poly e Litio-Polimeri siano la stessa cosa, e si chiamano anche LiPo, e sono notoriamente molto più pericolose delle Li-Ion: per questo NON vengono usate sui mezzi elettrici, anche se contengono il 30% in più di energia rispetto alle altre.
Probabilmente hai confuso Li-Poly (polymers) con LiFeYPO4 per via della "Y": le LiFeYPO4 sono evoluzione delle LiFePO4, con aggiunta di Ittrio (Yttrium).
Inoltre le batterie al piombo perdono il TRE % di carica al mese, non il 20.

Oppure hai fonti dove hai letto quello che dici?!?



Ho scaricato una trentina di RdS dell'ENEA, non troverò mai il tempo di leggerli tutti... :-(

[PaoloRos]

Certo che LiPo, Li-poly o Litio-polimeri sono tre nomi per indicare la stessa tecnologia di base delle batterie in questione. Le LiPo o come uno desidera chiamarle, sono un'evoluzione delle Li-ion pure che contengono (le prime in commercio per intenderci). Esistono moltissimi tipo di batterie della famiglia Li-ion in base ai materiali utilizzati per l'anodo, il catodo e il tipo di elettrolita.

Ti riporto un'estratto dell' RdS citato nel post precedente:

[...]
Nelle batterie litio-ione tradizionali, l’elettrolita è un liquido che impregna una matrice solida polimerica inerte, avente la funzione di separatore. L’elettrolita può anche essere un gelificato in una matrice polimerica oppure solido, costituito da una matrice polimerica che in questo caso, a differenza dei precedenti, oltre alla funzione di separatore svolge quella di elettrolita. Le batterie con elettrolita gelificato o solido prendono il nome di batterie litio-ione polimeriche e pertanto si caratterizzano come sottoinsieme delle batterie litio-ione: quelle con elettrolita gelificato sono molto simili alle batterie litio-ione tradizionali ed hanno le stesse prestazioni e gli stessi problemi di quelle tradizionali, quelle con elettrolita solido hanno un livello di sicurezza molto maggiore.[...]

e ancora:

[...]Elettrolita polimerico
Le batterie al litio polimero si differenziano da quelle convenzionali nel tipo di elettrolita usato. Il progetto originale usava un elettrolita polimerico solido secco. Questo elettrolita somiglia ad un film plastico che non conduce l’elettricità ma consente lo scambio ionico. L’elettrolita polimerico sostituisce il tradizionale separatore poroso, che è imbevuto con l’elettrolita. Il progetto del polimero secco offre semplificazioni a riguardo della costruzione, robustezza, sicurezza e geometria con spessore sottile. Sfortunatamente, il polimero secco garantisce bassa conducibilità. La resistenza interna è troppo alta e non è possibile consegnare le alte correnti richieste dalle moderne applicazioni. Per compromesso, sono stati aggiunti alcuni elettroliti gelificati. Le celle commerciali usano un separatore/elettrolita a membrana preparato dallo stesso polietilene poroso tradizionale o separatore polipropilenico riempito con un polimero, che gelifica sostituendo l’elettrolita liquido. Così le celle commerciali al litio-ione polimero sono molto simili nella chimica e nei materiali alle loro controparti con elettrolita liquido e rispetto ad esse presentano i vantaggi di avere un profilo molto basso, fattore di forma flessibile (i costruttori non sono vincolati da formati di cella standard), leggerezza (l’elettrolita gelificato semplifica il packaging), sicurezza (maggiore resistenza alla sovraccarica, minori possibilità di perdita di elettrolita). Nonostante tali vantaggi, la tecnologia litio-ione polimero non si è diffusa tanto velocemente come era nelle attese.[...]

riguardo le LiFePO4:

[...]
La tecnologia basata sul ferro fosfato - LiFePO4 – denominato LFP, possiede una elevata stabilità termica e chimica che fornisce caratteristiche di maggior sicurezza rispetto alle altre tecnologie litio-ione. Le celle ferro fosfato sono incombustibili nell’eventualità di errori di gestione durante la carica o scarica, sono più stabili in condizioni di sovraccarica o di corto circuito e possono resistere ad alte temperature. Quando avviene un abuso, il materiale catodico a base di fosfato non rilascia ossigeno, non brucia ed è molto meno suscettibile ad un aumento incontrollato della temperatura.[...]

Il fatto che le Li-Po non vengono utilizzate in mezzi elettrici non è vero in quanto, ad esempio, molte bici elettriche montano le LiPo 36V il problema insorge quando si lavora con correnti elevate.

Per quanto riguarda l'autoscarica, scusa, ho fatto confusione con le Ni-Cd in effetti l'autoscarica mensile delle Pb si aggira sul 3-5% (in base anche alla temperatura di stoccaggio) valori similari alle Litio

[jumpjack]

Certo che LiPo, Li-poly o Litio-polimeri sono tre nomi per indicare la stessa tecnologia

Beh, allora questa frase è piuttosto incasinata...

le Litio-ioni (Li-ion e LiFePo4 evoluzione delle li-poly) e le Litio-polimeri (Li-Po evoluzione delle tradizionali Li-ion).

Il fatto che le Li-Po non vengono utilizzate in mezzi elettrici non è vero in quanto, ad esempio, molte bici elettriche montano le LiPo 36V il problema insorge quando si lavora con correnti elevate.

Può darsi, non mi intendo di biciclette, mi occupo di mezzi dallo scooter in su. :-)

Comunque le "ioni di litio" sono una gran baraonda: sono nate con questo nome le Litio-Cobalto, ed erano le uniche... Ora ne esiste almeno una decina di tipi, e tecnicamente sono tutte li-ion! Difficile capirci qualcosa...

[PaoloRos]

le Litio-ioni (Li-ion e LiFePo4 evoluzione delle li-poly) e le Litio-polimeri (Li-Po evoluzione delle tradizionali Li-ion).

Effettivamente è un bel casino comunque in ordine temporale: Li-ion > Li-Po > LiFePO4 >
Ma la distinzione non è più così semplice visto che in realta le LiPo e le LiFePO4 sono tutte evoluzioni delle Li-ion e che le stesse Li-ion hanno svariate evoluzioni in base appunto alla composizione dei tre componenti fondamentali (anodo, catodo ed elettrolita).

Comunque visto che tutte e tre le tecnologie vengono usate (e chissà se una prenderà definitivamente il sopravvento sulle altre) diciamo che il tutto si basa su una scelta del costruttore/importatore ovvero: privilegiare la durata e la sicurezza a discapito della densità di energia e di un maggior costo (LiFePO4) oppure privilegiare la densità di energia e la sicurezza a discapito di durata e maggior costo (Li-Po) o infine rimanere su una batteria "standard" in termini di durata, densità di energia e sicurezza lavorando appunto sulle reazioni chimiche all'interno della stessa.

Resta di fatto che la maggior parte delle batterie negli scooter elettrici (io posso dire la mia su scooter e bici visto che le rivendiamo non su auto & Co) sono Litio-ioni o appunto Li-ion (fanno eccezzione ad esempio gli scooter LKS) mentre nelle bici si utilizzano sia LiPo che Li-ion.

Il problema dunque è... che Li-ion montano? Ad esempio alcuni scooter (es. NOVUM-77 EMCO) si riesce a sapere che montano Li-Ion NMC ma tutte le altre diciture Litio-Li-Ion-Litio-ioni cosa nascondono dietro?

Allego tabella (probabilmente non esaustiva... dal sito Battery University) dei tipi di Li-ion che possiamo trovare:

Chemical name	Material	Abbreviation	Short form	Notes
Lithium Cobalt Oxide1AlsoLithium Cobalate or lithium-ion-cobalt)	LiCoO2 (60% Co)	LCO	Li-cobalt	High capacity; for cell phone laptop, camera
Lithium Manganese Oxide1 Also Lithium Manganate or lithium-ion-manganese	LiMn2O4	LMO	Li-manganese, or spinel	Most safe; lower capacity than Li-cobalt but high specific power and long life. Power tools, e-bikes, EV, medical, hobbyist.
Lithium Iron Phosphate1	LiFePO4	LFP	Li-phosphate
Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide1, also lithium-manganese-cobalt-oxide	LiNiMnCoO2 (10–20% Co)	NMC	NMC
Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide1	LiNiCoAlO2 9% Co)	NCA	NCA	Gaining importance in electric powertrain and grid storage
Lithium Titanate2	Li4Ti5O12	LTO	Li-titanate

Table 1: Reference names for Li-ion batteries.We willuse the short form when appropriate.

¹ Cathode material

² Anode material

Comunque le "ioni di litio" sono una gran baraonda: sono nate con questo nome le Litio-Cobalto, ed erano le uniche... Ora ne esiste almeno una decina di tipi, e tecnicamente sono tutte li-ion! Difficile capirci qualcosa...

Concordo pienamente ma direi di concentrarci sulle batterie utilizzate negli EV, visto che alla fine sono queste che qui ci interessano, tralasciando tutte le altre applicazione altrimenti davvero non se ne viene più fuori...

[jumpjack]

Ci mancavano solo le batterie al vanadio.... (LiFePO4 * V2O3)... :-)

http://www.enea.it/it/produzione-scientifica/pdf-volumi/rds-iii-vol-nov-2011.pdf

La panasonic ha prodotto batterie al litio da 236 Wh/kg TRE ANNI FA????
Green Car Congress: Panasonic Develops New Higher-Capacity 18650 Li-Ion Cells; Application of Silicon-based Alloy in Anode

E dove sono? Dove le compro???

[GianniTurbo]

Perché credi che la tesla (l'automobile sportiva elettrica) monti alcune centinaia/ migliaia di celle 18650? Che sono le stesse delle batterie dei portatili e dei fari dei subacquei...

[jumpjack]

Trovate!!
Cylindrical type | Lithium Ion Batteries | Batteries & Energy Products | Industrial Devices | Panasonic Global

In vendita qui:

Senza elettronica di protezione:
PANASONIC NCR18650A 18650 FREE Shipping from Florida, USA. 3100mAh Li-ion. Made in Japan. Made by Panasonic Li-ion 18650 battery cell
250 Wh/kg, 740 Euro/kWh, "Superior cycle life performance." (?)


Con elettronica di protezione:
PANASONIC 18650 PROTECTED NCR18650A 3100mAh FREE Shipping from Florida-USA. 18650 cell-Made in Japan, Protection IC's-Made in Japan
218 Wh/kg , 1220 Euro/kWh, ricarica a 1C, scarica fino a 2C, "Superior cycle life performance." (?)

Per mettere insieme i 3000 Wh tipici di uno scooter ci vorrebbero 14 kg di batterie (le mie pesano 20, mentre 3000 Wh di batterie al piombo pesano 90 kg) con le celle protette o 12 kg con quelle semplici (che si dovrebbero proteggere a livello di pacco), a un prezzo rispettivamente di 2220 e 3660 euro.

Oppure con lo stesso peso (20 kg o 90 kg) si potrebbe avere un'autonomia di 145 km invece di 90 per il mio zem che va a 30 Wh/km, o 490 (quattrocentonovanta) per l'emax invece di 70 (40 Wh/km). E questo considerando le celle con elettronica di protezione, da "soli" 218 Wh/kg. Con quelle "nude" si arriverebbe a 166 e 562 km.

Belline.

Le voglio.

"18650" e basta non vuol dire niente, sono solo le dimensioni (standard) della cella.
Conta quello che c'e' dentro! :-)

[Spuzzete]

Per mettere insieme i 3000 Wh tipici di uno scooter ci vorrebbero 14 kg di batterie (le mie pesano 20, mentre 3000 Wh di batterie al piombo pesano 90 kg) con le celle protette o 12 kg con quelle semplici (che si dovrebbero proteggere a livello di pacco), a un prezzo rispettivamente di 2220 e 3660 euro.

Oppure con lo stesso peso (20 kg o 90 kg) si potrebbe avere un'autonomia di 145 km invece di 90 per il mio zem che va a 30 Wh/km, o 490 (quattrocentonovanta) per l'emax invece di 70 (40 Wh/km). E questo considerando le celle con elettronica di protezione, da "soli" 218 Wh/kg. Con quelle "nude" si arriverebbe a 166 e 562 km.

Belline.

Le voglio.

Mi sa che ti sei perso coi calcoli.

0.19 libbre sono circa 86 grammi, ovvero 0.086 kg. Per 3000Wh avrai bisogno di circa 300 celle---> 300 x 0.086 = 25.8 kg.

Il problema di queste celle è che al di sopra di 1C hanno vita breve, così come le loro cugine Cobalt-Oxide. Il problema si risolve costruendo un pacco piu grande ed adatto al mezzo su cui viene usato.

Il prezzo però è veramente eccessivo, potrebbero renderle piu abbordabili, calcolando che per costruire un pacco batterie affidabile ci vuole uno spot welder ed altro materiale di qualità (nichel strips ad esempio), roba non proprio a buon mercato.

Onestamente io preferirei le sony/konion, pesano il doppio ma le puoi scaricare a 10C di picco e performano bene anche a 2-4C continui e piu, le sto usando sulla mia bici e mi trovo benissimo (pacco da 6Ah..il controller da 30-35A di picco), le uso senza bms e non si sbilanciano nemmeno. Inoltre le trovo a buon mercato..a circa un decimo delle NCR18650A.

[GianniTurbo]

Su jobike sono espertissimi di quel tipo di celle, bisogna stare attenti perché ci sono parecchi fake o falsi cinesi.Considera inoltre che sw devi fare un pacco non devi usare quelle protette, quelle hanno senso solo nelle torce e simili, infatti non hanno mai le tab (linguette) a saldare. Devi usare poi sempre un bms. se non sbaglio l utente Barba49 ha ricellato uno scooter cinese con batterie simili.Devi avere un poco di manualità per assemblare il pacco, cella per cella, incollandola con qualcosa, non se colla a caldo o silicone o che,( la prima mi dà l idea che si smonta tutto in caso di surriscaldamento) e poi tieni assieme con nastro americano telato grigio, e metti uno strato di gomma che assorbe le vibrazioni, so che usano cose simili ai tappetini per fare ginnastica/da campeggio.

A onor di cronaca, in commercio esistono in commercio anche dei pacchi pre assemblati che non hanno il bms ma solo dei limitatori di sotto o sovra tensione ( non bilanciano) e coperti con plastica termorestringente. Ne sto prendendo uno, per il mio robottino roomba aspirapolvere.

[jumpjack]

Mi sa che ti sei perso coi calcoli.

0.19 libbre sono circa 86 grammi,

0,19 libbre sono OTTO virgola 6 grammi (una libbra è meno di mezzo kg).... e cmq nel datasheet i dati sono in grammi e once, dove hai preso le libbre???

[Spuzzete]

0,19 libbre sono OTTO virgola 6 grammi (una libbra è meno di mezzo kg).

Si, una libbra sono 0,45 kg circa.

https://www.google.ca/search?q=0%2C19+libbre&oq=0%2C19+libbre&sugexp=chrome,mod=6&sourceid=chrome&ie=UTF-8

0,19 libbre = 86 grammi non si scappa.

Il peso è nei link che hai postato, in alto a dx vicino al prezzo.

PANASONIC NCR18650A 18650 FREE Shipping from Florida, USA. 3100mAh Li-ion. Made in Japan. Made by Panasonic Li-ion 18650 battery cell

L'errore è del venditore o nei datasheet.


Io cmq preferirei queste CGR18650CH Panasonic 18650 Li-Mn-Li-ion CGR18650CH High Drain 10A Rechargeable IMR Hybrid Battery Cell a discapito di un po' di capacità, ma piu C di scarica e quindi vita piu lunga. Coi prezzi però non ci siamo...

Su jobike sono espertissimi di quel tipo di celle

Non solo su jobike, anche su energeticambiente c'è qualcosa:

https://www.energeticambiente.it/pile-e-batterie/14748175-batteria-li-ion-per-e-bike-costruita-con-batterie-laptop-morte-36v-24ah.html

[jumpjack]

Si, una libbra sono 0,45 kg circa.

https://www.google.ca/search?q=0%2C19+libbre&oq=0%2C19+libbre&sugexp=chrome,mod=6&sourceid=chrome&ie=UTF-8

0,19 libbre = 86 grammi non si scappa.

ah è vero, 0,19 pounds = 0,086 kg

Il peso è nei link che hai postato, in alto a dx vicino al prezzo.

Boh, qui c'è scritto che pesano la metà:

Io cmq preferirei queste CGR18650CH Panasonic 18650 Li-Mn-Li-ion CGR18650CH High Drain 10A Rechargeable IMR Hybrid Battery Cell a discapito di un po' di capacità, ma piu C di scarica e quindi vita piu lunga. Coi prezzi però non ci siamo...

E che ci devi alimentare con 10C, uno Shuttle? :-) Tanto ti servono COMUNQUE almeno 50Ah su uno scooter.... ma che diavolo ci fai con 500A?!? Vuoi usare il motore per cuocere bistecche?

[Spuzzete]

E che ci devi alimentare con 10C, uno Shuttle? :-) Tanto ti servono COMUNQUE almeno 50Ah su uno scooter.... ma che diavolo ci fai con 500A?!? Vuoi usare il motore per cuocere bistecche?

Attento, non sono 10C ma 10A!

Comunque, quelle batterie ad 1C vanno bene solo se il pacco batterie che vai a costruire è adeguato al mezzo.

Se vai spesso oltre 1C (in accelerazione è facile) le batterie hanno vita breve, cosa che mi pare è successa sulle bat del tuo scooter.

Avere piu C disponibili non vuol dire che li devi usare tutti e sempre, servono per lo spunto in partenza, ma anche in salita. Come ben sai la potenza di picco di un mezzo elettrico è ben oltre (anche 5-6 volte) quella nominale, è bene quindi scegliere il tipo di batteria adeguato.

E' quindi meglio, se si ha la possibilità, scegliere batterie che permettono la scarica a piu "C", anzichè limitarsi al minimo, ne va della performance della batteria, sia come cicli di ricarica totali che come uso giornaliero (capacità reale).

Queste sono le mie considerazioni alla luce di test e prove sulle diverse chimiche "litio", poi ognuno è libero di pensare ed agire come vuole, è bene però fare delle precisazioni prima di spendere 10 dollari a cella e poi ritrovarsi un pacco da buttare perchè non si è dimensionato bene rispetto all'uso.

[Spuzzete]

Caro Jumpjack,

questo è un forum PUBBLICO, ed hai accettato di seguire regole che hai ripetutamente violato in piu discussioni.


Ti ricordo pubblicamente che sono vietati interventi polemici, cosa che vedo ti è difficile da accettare.

Io non ce l'ho con te, ma questo è un forum dove partecipano e leggono migliaia di persone e bisogna rispettare delle regole.

Sono sempre stato "morbido" nel dare le infrazioni, infatti avrei potuto sospenderti per una settimana e non l'ho fatto, altri moderatori non avrebbero esitato.
I tuoi interventi sono spesso Off Topic rispetto alla discussione (in piena violazione del regolamento), avevo già avvertito in settimana nelle varie discussioni di aprirne altre. Infatti questa discussione è stata aperta da me per via di una divagazione che c'entrava ben poco nella discussione di origine.
Non prendertela con me perchè hai ricevuto un avvertimento, piuttosto cerca di rispettare il regolamento puntando sulla qualità dei messaggi e non sulla quantità.
Ci sono migliaia di utenti nel forum che lo fanno, puoi farlo anche tu.

[jumpjack]

batterie al vanadio.... (LiFePO4 * V2O3)... :-)
http://www.enea.it/it/produzione-sci...l-nov-2011.pdf

News:
Con il vanadio la Multipla elettrica corre per 800 km senza ricariche - Il Sole 24 ORE

Auto al litio-vanadio da 800 km di autonomia!

[Spuzzete]

Grafici di scarica - quanto conta "C"

Ecco qui dei grafici che ho realizzato grazie ad uno scarica-batterie professionale (West Mountan Radio - CBA 4), per far capire un po' quanto conta "C" ovvero la profondità di scarica che la batteria può tollerare in scarica continua o di "picco", generalmente per tempi brevi (si parla in termini di secondi).

Ribadisco che questi non sono dati presi da datasheet, ma sono prove reali.

Nei due grafici seguenti la stessa batteria è stata caricata, scaricata ad 1C, poi ricaricata e scaricata a 2C.
Si tratta di una batteria composta da 2 celle LiCo nel formato 18650 (quelle dei laptop per intenderci) Panasonic collegate in parallelo. La capacità della batteria è circa 4400mAh nominali. Queste celle supportano 2C di scarica per breve tempo.

Grafico Tensione vs Ah



La linea rossa verticale indica il 75% della capacità nominale.
Il cutoff è impostato a 2.80 volts per evitare che la batteria si danneggi.


Grafico Tensione vs Minuti





Nei due grafici seguenti la stessa batteria è stata caricata, scaricata ad 1C, poi ricaricata e scaricata a 3C.
Si tratta di una batteria composta da 2 celle LiMn nel formato 18650 Sony Konion collegate in parallelo. La capacità della batteria è circa 3000mAh nominali. Queste celle supportano fino a 10C di scarica.

Grafico Tensione vs Ah



La linea rossa verticale indica il 75% della capacità nominale.
Il cutoff è impostato a 2.80 volts per evitare che la batteria si danneggi.

Come si evince dal grafico queste celle sono di qualità superiori a quelle dei laptop. Con scarica costante a 3C (parliamo di 9A su una cella con capacità nominale di 3.0Ah!!) la cella mantiene la stessa capacità, come se fosse scaricata ad 1C.


Grafico Tensione vs Minuti



In quest'ultimo grafico si vede come la cella passa il "test del 75%" in entrambi i casi (1C e 3C di scarica).

Questo fa la differenza, ed anche pesante su un mezzo elettrico, che sia auto, bici, autobus o scooter. Maggiori sono i "C" (reali ovviamente) supportati dalla batteria più questa è considerata "di qualità", perchè si avrà meno voltage sag (o caduta di tensione) durante la scarica ed inoltre la batteria tenderà a mantenere la stessa capacità nominale anche con scariche profonde.

Per ora mi fermo qui.

[jumpjack]

Ottimo, ecco la conferma che le mie batterie fanno schifo! :-)

[GianniTurbo]

se il motorino fosse decente potresti ricellarti le batterie con elementi di qualità lifepo4....

ho lo stesso problem,a con un robottino aspirapolvere roomba, alcune batterie del paccho se scaricate a carichi bassi tirano fuori parecchi mA, sotto sforzo, crollano, ed è difficile identificare quelle con i problemi, (su due pacchi da 12 e elementi....) ogni test con l'iimax inpiga quasi un giorno....

[Spuzzete]

alcune batterie del paccho se scaricate a carichi bassi tirano fuori parecchi mA, sotto sforzo, crollano, ed è difficile identificare quelle con i problemi, (su due pacchi da 12 e elementi....) ogni test con l'iimax inpiga quasi un giorno....

L'imax non va bene per fare questo tipo di test. Usa delle lampadine (ci sono anche da 3,6v) o delle resistenze di potenza per scaricare le celle in modo da "simulare" la corrente del robottino. Oppure usa lampadine da 12v su una serie di 3 o 4 elementi, monitorando le tensioni capisci subito quali sono quelle che hanno perso capacità.

[jumpjack]

Non citare messaggi per intero

Ciao diabloker.

Ti parlo da possessore di ecojumbo 5000 da quasi un anno. Il mio mezzo ha ancora le batterie al piombo e fino a quando la ecomission non presenterà l'upgrade per le batterie al litio, continuerà ad essere dotato di queste. Perchè? Molto semplice. Io non sarei in grado di modificare il mezzo ed in zona non conosco nessuno che possa farlo;

Su PingBattery vendono pacchi al litio a rimpiazzo diretto: basta togliere le vecchie batterie al piombo, mettere il pacco nuovo al litio, collegare i fili e fine. Non dovrebbe essere necessario nemmeno cambiare caricabatterie e centralina di bordo.
Dico "dovrebbe" perchè la teoria è una gran cosa, ma bisognerebbe vedere se qualcuno l'ha già fatto...

COmunque, in generale, bisogna cercare "lithium drop-in" o "lithium lead replacement" per trovare "batterie al litio a rimpiazzo diretto di quelle al piombo".

Un pacco al litio da 48V/30Ah con 60 Ampere di scarica continua e 100 A di scarica massima costa, su PingBattery, 782 euro, già assemblato e dotato di BMS.
30Ah danno un'autonomia un po' bassa, bisogna quindi chiedere se se ne possono mettere due in parallelo, o se fanno pacchi su misura. (e già che ci siamo, chiedere se si possono usare per "rimpiazzo diretto").


EDIT:

bisognera' aspettare poco... 3 anni (e non lo dico per portarti s****!).

nel punto 2 hai fatto delle considerazioni approssimative su un elemento (le batterie) che e' molto critico, soprattutto con quella chimica.
con 16Km a tratta, e 2 ricariche al giorno, le tue batterie PbGEL accuseranno rapidamente cali prestazionali... e' la loro natura.
mi spiego meglio:
quel tipo di batterie ha un target di 500 ricariche o circa 2 anni con l'uso intenso (perche' il tuo e' comunque un uso intenso, proprio perche' fai ricariche intermedie, nella stessa maniera che scaricare a DOD70 le batterie); ricaricandole dopo un DOD del 30% (consumando solo il 30% della carica nominale), ma ricaricarle per 2 volte al giorno, ti porta a circa le 500 ricariche in 2 anni che consente tale tecnologia...

Guarda che è tutto il contrario....
Più spesso le carichi, più durano.
Se una batteria, con una scarica completa, ti garantisce 50 km di autonomia, significa che se la scarichi al 50% ti garantisce 25 km.
PERO'
se la scarichi al 50% e poi la ricarichi, NON hai fatto UN ciclo di ricarica... ne hai fatto MEZZO! Un "ciclo" è "la ricarica di una quantità di energia pari alla capacità completa della batteria", non importa in quante ricariche è suddiviso.

E i grafici delle batterie al piombo dicono che per DoD=100% durano 200 cicli, mentre per DoD=30% durano anche 1000 (mille) cicli.

Ora, l'ecojumbo è dato per 70 km di autonomia... che però sono veri andando a 40 km/h, quindi appunto si possono ipotizzare 50 km a velocità sensate.

Se lui fa 16 km a ricarica, significa che usa un DoD del 33%, quindi di cicli del 100% potrà farne, ovvero 3000 cicli al 33%, ovvero 3000x16=48.000 km.

A parità di Dod, le batterie al litio potrebbero durargli anche 2-3000 cicli!

In formule si potrebbe scrivere (*):

KMTOT = Cicli@DoD * NR * KMR

ma sostituendo:

KMTOT = Cicli@DOD * KM100/KMR * KMR

e semplificando:

KMTOT = Cicli@DOD * KM100


Cioè, in sostanza, per calcolare l'autonomia reale possibile basta moltiplicare i cicli a tale DoD per l'autonomia del 100%.

Perciò, scaricando completamente ogni volta hai 50x200 = 10.000 km di autonomia, mentre scaricando al 30% hai 16*3000 = 48.000

Cioè, tornando al caso specifico di Ecojumbo:
KMTOT = 1000 * 50 = 50.000 (@16 km/giorno)
KMTOT = 200 * 50 = 10.000 (@50 km/giorno)

(*):
KMTOT = km totali percorribili nella vita utile delle batterie
CICLI@DoD = Cicli previsti da specifica scaricando le batterie con un certo DoD
NR = numero di ricariche necessarie per completare un ciclo del 100%; risulta = KM100/KMR
KMR = km percorsi per ricarica
KM100 = km totali percorribili con DoD=100%

[lucusta]

ciao JJ (ultimamente ti vedevo bannato!?!);
si, sono i "minipacchi" per la sostituzione della batteria al piombo dell'auto.
a differenza delle singole celle questi pacchi sono "intelligenti", quindi con elettronica di controllo.
vale la pena?
mha'... in effetti sono decisamente pratici, in quanto togli e metti, ma e' anche vero che non garantiscono sicuramente il miglior sfruttamento dello spazio (il cassone e' stato progettato per le greensaver, che sono batterie di dimensioni quasi a livello motociclistico) e non puoi bilanciare tutte le celle allo stesso livello, in quanto sono costituite in minipacchi.
oltretutto se in un normale pacco una cella a dei problemi, la sostituisci; qui dovresti sostituire l'intera batteria (4 celle).

e' una soluzione "fai da te'" semplice, ma sono sempre cavi da collegare (e collegarli ad un BMS significa solo aumentare il numero dei cavi da collegare, non e' tutta questa difficolta').

anche la winston fa' batterie in questo modo, da 20-40-60 e 90Ah (anche se consiglio di andare a guardare il datasheet, perche' vengono indicati parametri che nelle singole celle vengono omessi, come una temperatura massima di 80°C... massimo 1C per 30 minuti...10C per 10 secondi).
le uniche che si potrebbero adottare sono le 20 (in configurazione 5S2P o 6S2P) o le 40 (5 0 6 in serie).

[lucusta]

EDIT:


Guarda che è tutto il contrario....

in un mondo teorico si, nel mondo pratico, JJ, le cose sono molto diverse, o almeno io le vedo in un'altro modo.
e' propriamente l'atto della ricarica che snerva gli elettrodi.
nella pratica, se ricarichi da una scarica profonda, nella tecnologia delle classiche batterie al piombo, dovrai ricostruire il reticolo cristallino da una matrice affatto regolare, con grani di accrescimento non omogenei ne' nella distribuzione ne' nella dimensione.
nelle scariche a bassa profondita' (DOD del 30%) l'accrescimento avviene su una matrice piu' stabile, e vero, ma dipende sempre dalla condizione iniziale di questa; oltretutto, con le scariche basse hai un ulteriore problema, assimilabile all'effetto memoria delle batterie in tecnologia NiCd o NiHM: la non omogenea distribuzione del substrato metallico porta ad una non omegenea resistenza elettrica, quindi i primi grani metallici che reagiranno saranno quelli piu' favoriti, quelli in zone in cui si riscontra meno resistenza elettrica, ossia dove c'e' meno materiale.
queste zone, dopo diverse scariche, accentueranno il la tendenza alla minore resistenza elettrica e alla minore densita' di materiale, perche' nelle ricariche il materiale inizialmente sottratto non e' affatto detto che si ricostituisca nella stessa zona.
si avra' percio' una delocalizzazione del materiale, rendendo di fatto l'elettrodo in carenza di superfice, e percio' di possibilita' di erogare elevate correnti come prima.
a questo punto, quando si richiedono correnti sostanziose, si surriscaldano le zone a minore resistenza, gia' provate da una diminuzione della quantita' di materiale... temperatura che favorisce la reazione, favorendo percio' in maniera ancora piu' marcata la sottrazione di materiale dove gia' c'e' carenza...
s'innesca insomma un circuito viziato che rendera' l'elemento compromesso in breve tempo.

in tecnologie differenti, come le litio, il materiale sottratto (litio metallico) non ha una cosi' elevata mobilita' come si crede.. diventa sale complesso, ma in pratica non si sposta di nulla, ecco perche' le litio soffrono molto meno l'effetto memoria (in effetti la capacita' delle litio dipende fortemente dalla superficie esposta, perche' la reazione si verifica superficialmente, quindi piu' superfice c'e' meglio e'; nelle celle con elettrolita liquido il sale viene naturalmente allontanato dalla superfice, che ritorna nuovamente attiva).

nelle PbGEL? ha sempre e comunque uno strato elettrolitico che e' di dimensioni ancora macroscopiche, e l'effetto memoria si puo' comunque innescare (oltre ad altre problematiche proprie di questa tecnologia, come la creazione di microbolle nel gel).

la pratica comune e' quella di ridistribuire il materiale in modo omogeneo, facendo micro scariche e ricariche... e' quello che fanno alcuni apparecchi atti anche alla desolfatazione degli elettrodi.

quindi, a mio parere, a condizioni di vita normale (e quindi non in laboratorio), una batteria al piombo sottoposta a cicli continui di carica e scarica abbastanza pesanti, piu' di 2 anni non te li fa'....

Le AGM? probabilmente l'elettrolita imbevuto nella fibra di vetro limita fortemente la dispersione e quindi la disomogenieta' del piombo sulla piasta... ma non e' il mio ramo.. potrei aver detto un sacco di stupidaggini, comparandole a quello che conosco ed ho osservato.

[lucusta]

Ecco qui dei grafici che ho realizzato grazie ad uno scarica-batterie professionale

bon, hai anche le temperature a cui sono arrivate durante queste prove?? sarebbe un dato decisamente interessante.

[Spuzzete]

@ lucusta Non ho la sonda di temperatura (a caval donato... ).le celle dei laptop a 2C erano calde ma non a temperature critiche. Le limn a 3C erano calde, appena oltre il tiepido. Posso rifare i test misurando le temperature alla fine quando ho tempo. Tutti i test sono stati effettuati a circa 21 Celsius come t ambiente.

[lucusta]

avrei scommesso che le panasonic diventassero molto piu' calde.

[Spuzzete]

@ Lucusta

Scaldare scaldano fidati, il fatto è che a 2C il test è durato circa 17 minuti (vado a memoria) quindi anche poco in termini di tempo. Forse ho anche pescato delle celle migliori della media.Se riesco rifaccio i test prendendo le temperature.

Ho anche avuto modo di realizzare una batteria ibrida con le due chimiche e l'ho testata. I test hanno dato esiti interessanti tanto che se riesco a recuperare abbastanza celle li-co, faccio un pacco da 74v 14/15Ah nominali per la mia prossima bici elettrica.

[lucusta]

Ho anche avuto modo di realizzare una batteria ibrida con le due chimiche e l'ho testata.

si, lo so', infatti aspettavo gli esiti degli esperimenti.

[gugli]

ciao a tutti
anche se vedo che è un po di tempo che questo forum non è frequentato,
provo a chiedere una info:
un amico a recuperato una una hybrid bike della mercedes,
che secondo lui non ha molta autonomia , e dice: dato che non ha la catena ma la cinghia è molto dura !?

quindi mi ha chiesto di verificare se le batterie sono ok ,
ovviamente ora mi metterò a fare qualche prova di carica, con il caricatore in dotazione,
la tensione totale prima della carica è 24V, dopo qualche minuto è gia salita a 26V !?
vediamo a fine carica dove arriva e a distanza di qualche ora se scende ,
poi analizzo cella per cella, visto che è formata da 20 celle da 1.2V,
(sull'etichetta mi indica Sanyo Ni-Cd model 20KR-5000DEL da 24V 5000mAh CI),
e vedo se sono omogenee.
(per ora non ho la bici per provare ma me la posso far dare
anche se non so quali prestazioni dovrebbe avere)

ma, dato che non ho esperienza diretta su questo tipo di batt
qualcuno ha qualche consiglio da darmi
tipo tensioni di riferimento , prove da fare, ecc.

o eventualmente qualche suggerimento per potenziare la situazione
con una tecnologia più aggiornata e potente o con maggiore autonomia?

Guglielmo.

[richiurci]

Ni-Cd è una chimica ormai superata, sotto carica credo arrivino intorno a 1,4V, tensione nominale 1,2 .
Soffrono anche di effetto memoria. Il pacco lo potresti aggiornare al litio o per spendere poco con le più nuove Ni-Mh, le stilo arrivano a 2,5Ah e oltre, basta fare per esempio 3p20s