Denna artikel kommer att handla om LiPo celler eller lite mera precist uttryckt Lithium Kobolt celller (LiPo).
Det är ingen hemlighet att användningen av i dagligt tal kallat LiPo celler ökar i ganska stor utsträckning och i samma takt ökar tyvärr också bränder som direkt kan relateras till användningen av dessa celler.
LiPo togs i mot med öppen famn av både den svenska och den globala modellflygs marknaden, för vem kan bortse från dessa fantastiska specifikationer som utlovades och som också cellerna levde upp till.
Mycket låg vikt och en hög energitäthet var försäljningsargument!
Prisbilden var i början som vanligt lite hög, men sjönk ganska fort och detta gjorde cellerna till snart var mans egendom.
Men det fanns en baksida också, alla dessa celler krävde som det ofta angavs ”speciella laddare”.
Nu dög inte den gamla Supernovan längre utan en speciell LiPo laddare tyvärr oftast ”så billig som möjligt” skulle införskaffa’s.
Detta var den egentliga informationen som gick ut till oss användare! .
E Tech celler
.
I samma takt som användningen ökar så nås vi av riktigt otäcka rapporter om bränder i både bilar i gymnastiksalar och ute på flygfälten.
Vad kommer att hända om vi får mera bränder inne i gymnastiksalar och i bilar?
Kommer myndigheterna att förbjuda användningen av LiPo celler?
Kommer försäkringsbolagen att ersätta skador i lokaler och i bilar??
Eller är det du och jag som får stå för kostnaden?
Vem är ytterst ansvarig, du som användare av LiPo celler eller den du har köpt accpaketet av?
Det finns många frågetecken runt användningen av dessa LiPo celler och som tur är, befinner sig dessa celler i en utvecklingsfas inte bara bättre energibärare utan också mycket säkrare laddningsbara batteripack.
Jag vill också framhålla att jag i denna artikel inte avser att peka ut en speciellt tillverkare, alla celler utan skyddskretsar utgör ungefär samma risk.
Därför har de på bild ingående cellerna inte orsakat mera bränder än något annat fabrikat, utan bränder kan uppstå med alla oskyddade LiPO celler, vid felaktigt hantering och ibland sker dessa bränder helt oförklarligt! Jag måste tillstå att jag ALDRIG har sett en enda cell som varit godkänd att använda inom EU, utan att veta kan man kanske med gott fog misstänka att detta är så kallade sido importer av en inte godkänt produkt?Att lithium polymer cellerna vid upphettning frigör en hel del ”eget” syre är ju också en försvårande omständighet eftersom normal eldsläckning mycket bygger på att elden ”kvävs” (berövas syret) , vilket inte alls fungerar i detta fall.
Det är därför bara en tillräcklig kraftig och långvarig avkylning som kan stoppa brand i en Lipo-cell effektivt (annars blossar det bara upp igen)!Jag beslöt mig att försöka att tränga in i problematiken och med denna artikel kanske kunna förhindra eller minska antalet bränder som direkt kan kopplas till LiPo celler och deras användning.LiPo celler LiPo är ett batteripack bestående av en kombination av Lithium – Kobolt, Lithium är en ganska vanligt använd ämne i batteri sammanhang,medans däremot användningen av Kobolt dioxid är ett nytt ämne som tyvärr ställer till med vissa problem.
Samtliga dessa LiPo celler är kända för att vara ”lite känsliga mot överladdning” men det är inte hela sanningen. LiPo celler är vågar jag påstå extremt känsliga för både över och underladdning (för stort strömuttag), men det räcker inte med dessa problem.
LiPo cellen är också mycket känslig för mekanisk påverkan.
LiPo cellen laddas ju med en kombination av ström/spänning, till skillnad från en NiCa eller NiMh celler både dessa celler laddas med mer eller mindre konstant ström.Vad som är ytterst viktigt vid laddning av LiPo celler är att INTE den angivna spänningen överskrids, toleransen är så liten som 1 volt per cell. Redan vid 1,1 volt per cell överladdning är risken för en explositionsartad brand mycket stor!
Tyvärr är även underspänning ett lika stort problem, just denna egenskap manade ju fram speciella fartreglage avsedda för LiPo celler med en betydligt högre Cut off spänning än vad som vår mera vanliga celler typ NiCd eller NiMh kräver.NiCa eller NiMh kan med fördel belastas ner till 1 volt per cell eller strax där under utan problem. LiPo celler däremot har en minimum nivå på
2,5 volt, ofta har det angivet’s att en belastning som sänker spänningen under denna nivå kan förstöra cellen.
Detta är en del av sanningen, men vad som tillverkaren glöm att att informera om är att vid både över och underladdning startar en kemisk process inne cellen som tillåter materialet koppar att expandera, denna expansion av koppar kortsluter en eller flera celler och skapar genom denna kortslutning ett mycket högt intern strömuttag i cellen.
En annan varningssignal är att värmen stiger mycket kraftigt i cellpaketet och tyvärr så kvarstår den kortslutning av en eller flera celler i accpaketet, även efter att accpaketet har svalnat av.Detta resulterar ofta i att vid nästa laddning ställer vi in vår laddare på som exempel de tre befintliga celler som vi har i vårt paket, men i verkligheten finns bara två fungerande celler kvar, den tredje är kortsluten.Följande händer. laddaren startar upp med vetskap om tre celler och kör sedan vårt ”två cellspaket” som om det vore tre celler och branden är snart ett faktum.
Lika stort problem kan en överladdad 3 cells paket ställa till med , med referens av den lite högre spänningen i paketet som överladdningen har gett uppfattar laddaren denna acce som en urladdad 4 cells paket och höger den kritiska spänningen mer är 1 volt per cell till en nivå där accpaketet helt enkelt tar eld.Naturligtvis är också en kortslutning av anslutningskablarna till LiPo paket helt förödande och kan med stor sannolikhet förorsaka en brand.
En explosition med en Li PO cellTa gärna en titt på denna hemsida, där en explosition av ett LiPo paket är filmat, där spänning var 1,1 volt över maxspänning. OBS längst ner på sidan. .
Ladda Lipo cellerLaddningen sker genom en kombination av spänning och ström, på marknaden finns både laddare med automatiskt för val av antalet celler och laddare med manuell inställning av antalet celler tex Triton laddaren.
Man kan också se en tendens att på laddmarknaden finna relativ eller mycket billiga laddare som anges klara LiPo celler.
Mitt råd är använd INTE dessa billiga laddare, ställ dom kronorna du sparar vid köp av den billiga laddaren mot den utbrända bilen som kanske inte försäkringsbolaget ersätter.
Välj istället ALLTID en laddare av god kvalitet och följ noga de laddningsanvisningar som tillverkaren anger.Följande gäller och dessa förskrifter är lätta att följa:
.
Vid laddning gäller: Övervaka laddningen, lämna aldrig ett cellpaket under laddning utan övervakning.OBS Max 1 volt per cell i överspänning.Normalt är cellerna på en nominellspänning 3,6 eller 3,7 volt, detta ger för ett trecellspaket 10,8 respektive 11,1 volt och en normal högsta spänning på detta antalet celler på ca 12,50 volt.
Under laddning kommer då displayen på laddare att visa på ca 12,70 volt vid en fullt laddad LiPo acce med tre celler.
Detta ger vid laddaren per cell 4,25 volt (som också är den maximalt tillåtna spänningen) och i cellpaketet ungefär samma spänning något lägre pga motstånd i laddkablar osv.
4,25 volt – 3,6 volt ger en överspänning (helt normal) på 0,65 volt.
Men här finns en tolerans på endast 0,45 volt per cell innan det börjar att bli riktigt kritskt.
Färdigladdat trecellspaket med 3,6 volts celler har en spänning på ca 12,30 volt.
Färdigladdat trecellspaket med 3,7 volts celler har en spänning på ca 12,50 volt. Det är mycket små toleranser mellan succe och brand.En LiPo cell ska laddas med max 1C, en eller flera cell i serie på ex 700 ma ska laddas med 700 ma och inte mer.
Efter ca 1 timme har cellen en laddning på 80 – 90 % därefteråterstår en påfyllnad som tar ca 20 – 40 minuter.
Satsa på en kvalitets laddare och ställ in denna laddare rätt FÖRE laddning, köp ALDRIG en LiPo laddare för 3 – 400 kronor!* Du måste vara helt övertygad om att rätt antal celler, rätt polaritet och rätt spänning har ställs in på din laddare och att laddaren verkligen är inställd i läge LiPo.* Ladda alltid accpaketet på ett inte brännbart material
* Ladda inte i närheten av öppen eld
* Ha alltid en brandsläckare i närheten när du laddar, ladda gärna med accpaket i en plåtlåda eller annat ej brännbart material.
* Släck INTE en brand med vatten använd pulversläckare. OBS att det är mycket svårt att släcka elden även med en fullgod släckare.
* Ladda aldrig i en bil
* Ladda i ett väl ventilerat rum, visa stor försiktighet!.
Vid urladdning gäller:
Minimum spänning är 2,5 volt per cell, detta är betydligt svårare att kontrollera, ett bra fartreglage med inställbar ”cut off” för LiPo
celler bör eller ska klara dessa nivåer, ett trecellspaket ger då ett en absolut minimumspänning på 7,5 volt.
Men redan 8 volt är en låg spänning på detta accpaket.
Vid minsta misstanke om underspänning, kontrollera cellen och cellpaketet noga, om någon cell ligger betydligt under de andra cellerna, anse detta cellpaket förbrukat.
Vissa tillverkare bla Graupner har en skyddskrets på accpaketen för att förhindra både över och underspänning på LiPo paketet.
Detta är en relativt bra lösning med löser tyvärr inte alla problem, drar dessutom upp kostnaden ganska mycket, men bidrar till en klart ökad säkerhet.
Mekanisk påverkan
.
LiPo celler är mycket känsliga för mekanisk påverkan en punktering på ytterhöljet orsakar med stor sannolikhet en mycket kraftig brand.
Men detta problem är kanske ändå det för oss modellflygare lättast att åtgärda. Förvara accpaketet i stötdämpande material så att det
under inga omständigheter vid en krasch kan påverkas och punkteras av andra i modellen förekommande metallföremål.
Förvara aldrig LiPo celler i en verktygslåda av metall, ” jo jag har sett detta”.
* Förvara aldrig LiPo celler i fickan, laddade eller urladdade.* Lägg aldrig ett LiPo paket på ett ledande metallunderlag, skydda anslutnings kontakterna med tex bränsleslang.* Håll borta LiPo accar från barn. * Köp från en seriös handlare, köp inte lösa celler, köp färdiga paket.* Punktera aldrig cellen eller cellpaketet med en vass kniv eller dylikt* Vi läckage av cellinnehåll på huden tvätta direkt med tvål och vatten, vid ögonkontakt med elektrolyten tvätta omedelbart med kallt vatten sök sedan snabbt läkarvård.* Gamla trasiga celler är miljöfarliga och ska lämnas på en miljöstation eller skickas tillbaka därifrån du köpt dom.
cellpaket ska lämnas urladdade, denna mycket långsamma urladdning kan ske med hjälp av ett stort motstånd tex ett par kilo ohm.
Poly Quest
.
Är en relativt ny tillverkare av LiPo celler med inbyggt krachskydd i form av skumplast förslutna accpaket. Alla ackpaket har också
överladdningsskydd som kopplar bort celler som blir fulladdade i förtid. Finns på Air El
SaphionAmerikanska Valence Technology har utvecklat en annan lösning på LiPo problemet. Genom att utesluta kobolt dioxid och i stället
använda billig fostat och har med denna lösning uppnått följande fördelar:* Saphionceller har en något lägre nominellspänning 3,2 volt i stället för normal LiPos 3,7 volt.
Passar bättre att ersätt tex 2 NiCa celler är ju också på 3,6 volt* Saphionceller tål en betydligt högre överspänning upp till 12 volt per cell, cellen förstöres men ingen brand uppstår.* Saphionceller brinner inte upp inte ens vid total penetrering av metallföremål.* Saphionceller lämnar förvisso något mindre ström men utvecklingen går ju framåt, idag finns framme celler med en konstant
belastningsbarhet på 7 amp. Vikten är något mindre än normala LiPo celler men strömtätheten är något större i denna nya cell.Epilog Det finns fortfarande många frågetecken att räta ut.När det gäller ansvars frågan om en brand uppstår, så använder vi ”vad jag förstår” inte godkända celler.
Vem bär då ansvaret vid tex en brand i en gymnnastiksal? Förmodligen den som flyger modellen!
Det är lite tvetydigt om man som en handlare gör och anger att detta är celler för hobbybruk, jag kan inte på något sätt se att detta friskriver den handlaren från att ha sålt celler som kan fatta eld.
Även om denna handlaren har en föredömligt handledning via användning av LiPo celler. De flesta handlare har ingen som helst varningstext om hur farliga dessa celler är!
Men rätt använd, rätt laddad och rätt förvarad är ändå LiPo en cell jag kan tänka mig att med stor försiktighet använda, tills celler med en högre inbyggd säkerhet finns att tillgå.
Men hela användnings proceduren kräver både kunskap och rätt material för att undvika ändå mera bränder än vad som redan har skett.
Kanske kan Poly Quest accar vara lösningen? Kanske är det Saphion som är lösningen?
Klart är detta med LiPo är bara ett led i utvecklingen av laddningsbara batterier.
Copyright Arne Nohlberg 2004 12 OBS det är tillåtet att publicera artikel med angivelse av källan
