Maximale Ladespannung LiFePO4?

A

Andreas Neumann

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

Ich betreibe einen ESP8266 an einer 1600mAh-Rundzelle˛ 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 üblichenł 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:
š Standardladespannung
˛ Standardzelle
ł standardmäßigen
Alle anderen "Standards" bitte selbstverantwortlich ergänzen. Danke.
 
Andreas Neumann <an5275@sedo.com> wrote:


Eine Suche im Netz bringt nicht viel erhellendes, als maximale Spannungen
habe ich neben den üblichenł 3,6V auch 3,7; 3,8 und sogar 4 Volt gefunden,
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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.

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

Olaf
 
olaf wrote:

Manchmal frage mich wirklich wie es mit dem IQ der Menschheit weitergehen
soll.
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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):

> eine Entwicklung

Hobby

> mit Lithiumzellen

LiFePO4 (Stichwort: Eigensicher)

> Ob die Folgen dann Explosion, Brand

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

> stark verkuerzte Lebensdauer

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

> weil keines fuer dich akzeptabel ist.

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

> Du meinst solange dein Haus noch nicht abgebrandt ist,

man Außensensor

> ist alles in Ordnung?

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

Ich betreibe einen ESP8266 an einer 1600mAh-Rundzelle˛ 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.
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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.

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.
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Dann wirst Du es wohl ausprobieren.


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

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

Ich betreibe einen ESP8266 an einer 1600mAh-Rundzelle˛ 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 üblichenł 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.
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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
 
On 10/24/2019 18:55, Andreas Oehler wrote:

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.
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Alles spricht dagegen.
Das wäre eine extrem unprofessionelle Entwicklung.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
 
Am 24.10.2019 um 23:49 schrieb Helmut Schellong:
On 10/24/2019 18:55, Andreas Oehler wrote:

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.

Alles spricht dagegen. Das wäre eine extrem unprofessionelle
Entwicklung.
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Viel besser ist parallel zum Solarpanel ein TL431 Shuntregler
(Reichelt 11ct) plus zwei Widerstände, das reicht bis 0,4W
Ladeleistung. DarĂźber plus R plus Leistungstransistor. Fig.19
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF
Dann eine Schottkydiode Richtung Akku.

mfG W.Martens
 
Am 25.10.19 um 00:46 schrieb Wolfgang Martens:
Viel besser ist parallel zum Solarpanel ein TL431 Shuntregler (Reichelt
11ct) plus zwei Widerstände, das reicht bis 0,4W Ladeleistung. Darßber
plus R plus Leistungstransistor. Fig.19
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF
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Dagegen spricht Imin = 1mA.


> Dann eine Schottkydiode Richtung Akku.

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


Marcel
 
Am 24.10.19 um 18:55 schrieb Andreas Oehler:
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.
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Der Leckstrom.

Oder - da ja wahrscheinlich eine (Schottky-)Diode
zwischen Panel und Zelle geschaltet ist - eine 1N5335B parallel zum Panel.
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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
ľA-Bereich. Das sind zudem alles Bauteile, die man typischerweise in der
Grabbelkiste findet.

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


Marcel
 
Andreas Oehler wrote:

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

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

Ich habe versehentlich schonmal eine LiFePO4 Rundzelle auf 4.2 Volt
aufgeladen.
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Also sogar 4,2V ohne flammendes Inferno... ;)

> Öfter noch habe ich welche bis auf 1.9 Volt entladen

Das habe ich bisher vermieden und am Netzteil aufgeladen.

> Die Kapazität hat bislang nicht offensichtlich gelitten

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

> Was spricht dagegen sich eine Hand voll Zenerdioden

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 dafßr sowieso kein Bedarf, das nächste halbe Jahr wird eher
zuwenig Solarertrag das Thema sein.
Ich hab mal ein kleines Bildchen aus meiner Aufzeichnung hochgeladen:
https://abload.de/img/ferrx65c4k32.png
Wie man sieht, geht es nur um wenige Tage mit "Überspannung". Das Dingens
läuft seit April zuverlässig.

Vielen Dank fĂźr die Info!
 
Hi Andreas,
Minimaldesign sein. ESP, Akku und Solarmodul hängen direkt parallel, da ist
keinerlei andere Schaltung dazwischen.
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Andere Frage: was meint der ESP zu den > 3,6 V AFAIR steht das bei
dessen Datenblatt als absolutes Maximum der Betriebspannung.

Marte
 
Marte Schwarz wrote:

Hi Andreas,
Minimaldesign sein. ESP, Akku und Solarmodul hängen direkt parallel, da
ist keinerlei andere Schaltung dazwischen.

Andere Frage: was meint der ESP zu den > 3,6 V AFAIR steht das bei
dessen Datenblatt als absolutes Maximum der Betriebspannung.
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Das ist Ăźberhaupt kein Problem. Ich betreibe zwei andere ESPs auch direkt an
LiPos, die sehen also des Ăśfteren 4,2 Volt, ohne das die letzten Jahre Ăźbel
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:
NatĂźrlich taugt sowas *nicht* fĂźr kommerzielle Anwendung, das ist Bastelei
und gilt einzig und alleine fßr mich in Einzelfällen.

Ich bin allerdings auch der Auffassung, daß ein Datenblatt keine göttliche
Anweisung ist, dessen Missachtung unverzĂźglich in ewiglicher HĂśllenqual
endet. Manche Parameter sind halt einfach Ăźbernommen oder einem
Ăźbervorsichtigem Hersteller geschuldet, manchmal ist da fĂźr's Hobby noch
genĂźgend Luft.
Und manchmal geht's auch schief, so what.
 
Am 25.10.2019 um 08:10 schrieb Marcel Mueller:
Viel besser ist parallel zum Solarpanel ein TL431 Shuntregler
(Reichelt 11ct) plus zwei Widerstände, das reicht bis 0,4W
Ladeleistung. DarĂźber plus R plus Leistungstransistor. Fig.19
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF

Dagegen spricht Imin = 1mA.
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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
 
na3506b2013@t-online.de (Wolfgang Martens) am 25.10.19 um 23:36:
Am 25.10.2019 um 08:10 schrieb Marcel Mueller:
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
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TL431-D.PDF

Dagegen spricht Imin = 1mA.

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)
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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

--
Daß wir wieder werden wie die Kinder ist eine unerfüllbare Forderung.
Aber wir können zu verhüten suchen, daß die Kinder werden wie wir.
(Erich Kästner)
 
Andreas Oehler schrieb:
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.
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Viel Spass beim Parallelschalten von Bauteilen mit negativem Tempco. Das
sind zur Abwechslung echte Zenerdioden. Dementsprechend folgen sie auch
dem Exponentialgesetz fĂźr Feldemission. Die zieht Ăźber 200 mA bei 3.6 V
und 30 mA bei 3.0 V. Daten eher selten auffindbar, bei bocasemi liegen
noch alte rum.

--
mfg Rolf Bombach
 
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