太阳能路灯用锂电池 太阳能路灯锂电池不充电

原创：锂电池太阳能路灯应解决的品质上的危险性

作者：电气编辑

时间：2018年国庆节

由于锂核价格持续下跌，近2、3年锂电池在太阳能路灯行业得到了大规模的应用，取代铅酸电池成为太阳能路灯行业储存能源的第一选择。太阳能路灯业界最广泛使用的锂电池组由18650个核心列组成，磷酸铁锂电池和软包锂电池相对较少，因此本论文仅使用了18650个核心锂电池作为应用分析。

与胶体铅酸电池相比，锂电池组装核心锂电池加工组所需的设备要简单得多，因为没有环境保护的问题，锂电池从事分组的行业非常多。相比之下，由于电池的安全生产许可证的牌照受到限制，前太阳能路灯行业的主流胶体电池制造商被屈指可数。现在，由于生产厂家的生产规模很大，电芯行业的水比深坑多，更新的招牌也不少。因此，与相对稳定的胶体电池相比，市场锂电池发生问题的概率相对大。

以下，表示几个锂电池组的加工使用中的故障点。

一、开关

锂电池开关有两个作用。锂电池防止漏电和安装客户的便利性。锂电池太阳能路灯行业用开关主要有自锁开关和船型开关。以下图

总体来说，船型开关比自锁开关更可靠。

锁定开关的稳定点是关断状态（即弹簧弹回原来的状态），在锁定开关接通的状态下，弹簧在压缩状态下卡住其他结构，卡结构不稳定时，弹簧回到原来的状态开关断开，圆珠笔使用锁定开关质量差的圆珠笔在按下的状态下偶尔会被弹回来。

船型开关的开闭都是稳定点，容易维持开闭状态。因此推荐船型开关。锂电池即使使用船型开关，也有以下危险。

1、开关进水这一点很容易解决，通常锂电池需要对内部开关施加防水胶，使水和水蒸气通过开关锂电池进入内部。

2、氧化、开关串联充放电主电路时，长时间过大电流，在金属片接触部位长期发热，再加上室外水蒸气的影响，容易导致开关金属部位氧化，轻则影响充电和放电效率，重则完全切断熄灭路灯。

笔者从2、3年前就提出了很多锂电池从事集团生产的从业者尽量不要将开关串联到太阳能路灯充放电主电路上，但由于开关的便利，几乎所有的制造商都采用了各种各样的开关，几乎无一例外都与充放电主电路串联连接。之后，开关的问题影响了大部分锂电池组的制造商，近1/3的制造商受到了很大的影响，最近大部分锂电池制造商放弃了使用开关。

如何解决开关问题？方法如下。

1、控制器外接、锂电池不使用开关。（控制器外置不美观，因此该方法使用较少。）。

2、锂电池用2根粗导线拉出开关线，通常放在光源的2芯线旁边拉出2条线，扭转2条线即可开通，切断2条线后关闭。（值得信赖的方案，美观程度稍差）；

3和2之间的差异较小是采用两个核在对插时导通的四个核心光源线。（原理与2相似，比2更美，但可靠性取决于四芯线的质量。）。

4、控制器采用弱电开关，锂电池的开关连接在控制器的弱电开关上，开关上流动的电流为5~30毫安，船型开关只需防水良好即可。

建议综合从美观、可靠性各方面使用4号方案！

二、公母插头

锂电池太阳能路灯行业为了方便安装，使用公母插头代替人工布线，起到美观和防呆（只要工厂出货的公母插头没有正负极，现场就不会错）的作用。

通常是2组2芯公母插头，1组是led光源正负极。另一组光伏板正负极。（另一个是led光源采用4芯插销代替开关，2芯是led光源正负极）

因为两组公母插头都在主电路中使用：

光伏板的公母插头长时间通过比较大的充电电流，接触变差的话容易发生氧化，变轻的话会损坏充电效率，变重的话光伏板会断，路灯会故障。

led光源的公母插头氧化后会导致路灯闪烁，路灯不亮等故障。

近年来，公母插头品质问题引起的故障很多，出现问题时，需要在灯杆上切断插头进行人工连接。

从可靠性的观点来看，不推荐公母插头，为了连接光伏板和led光源推荐硬接线方式。（正规太阳能路灯安装都有防呆步骤，只要按照请求安装，就能够排除连接错误线的问题）

三、多列锂电池

充电电池

18650锂电池核心从应用于太阳能路灯行业的几年前开始就被应用于动力汽车行业，动力汽车上锂电池集团一般约为300~400V，接近100列锂电池，多亏BMS系统的保护，各列锂电池得到了良好的保护和平衡。

太阳能路灯在行业中使用多串行保护板方式，几乎没有提供充电均衡功能（或者可以提供有效充电均衡功能的保护板相对较高，太阳能路灯在行业中几乎看不到应用）。最终锂电池使用数月到1、2、3年后，一部分电池发生不能放电的故障，返回检测结果时，2根锂电池满电，另一根不等于0~3V，满电的芯组白天不能充电（保护板充电保护），另一根欠压的芯组晚上不能放电（保护板欠压保护）。

这个问题的原因：

1、锂电池核心电阻值的差异（可以通过设备进行筛选，一般厂家配备了该设备，所以容易避免）。

2、锂电池电芯容量的不同（通过分容设备进行筛选，可以满足电力，需要时间和劳力，因此相对较少比例的制造商进行分容测试，难以避免）。

3、锂电池核出货时初始功率量的不同（通过单独充电各列锂电池核能够解决。太阳能路灯锂电池由于制造商在出厂前锂电池很少单独给各列充电，所以难以避免。

4、在使用中，某一系列的几个核破损（电化学特性不同程度丢失），电池包变得不平衡。

业界内一般只解决区分电阻值，保护板上没有充电均衡功能（或者只有极微弱的充电均衡功能），所以时间长了锂电池组电压就会不均衡，电池有可能无法有效充放电。过了一段时间后，由于电压不均衡而产生的电池故障会持续发生。

解决办法：

使用尽可能小的数的锂电池，优选是单一的数锂电池。

如果是单列锂电池，即使电池包内的几个芯破损（即使电化学活性降低），也不管电阻值的不同

电容差、初始电量差均不影响该单列电池组的充放电使用。

四、加工

锡条及导线规格充足，焊接良好，是电芯正负极绝缘、电池包防水、寒冷地区保温措施等。

五、保护板和控制器

锂电池对组合来说非常重要，不再进行说明。

六、电芯质量

核心故障分为两个。

1、电气化学特性丢失，充放电功能大幅下降，多列锂电池组在电池列和列之间引起不平衡，大部分的电芯故障都是因为这个故障，占了大部分。

2、短路、漏液或加工的原因（没有绝缘或电池进水）导致的芯正负极短路太阳能路灯均为芯并联，当某个节电芯短路时，并联的其他芯直接向该短路芯大电流放电，短时间内放出巨大的热，电池包爆炸。

正规的核心制造商的产品极少发生短路。发生芯短路故障时，保护板和控制器不受保护锂电池。

但是，一部分不明来源的二手动力锂核泄漏液的短路风险无法评价。

解决办法：

短路——除去加工问题（正负极绝缘）及电池漏水问题，正规厂家的核心本身发生短路漏液的情况非常罕见，制造商在购买核心阶段就需要强化质量控制。

丧失电化学特性——暂时使用后，这个故障是不可避免的，所以尽量使用序列数少的电池包，光源小（实际的点亮在30W以下），光伏板不大的情况下，建议使用单列锂电池。

如上所述，实际的点亮功率在30W以下的小型太阳能路灯系统建议使用单列锂电池组，与防水良好的弱电开关（5~30毫安电流）组合来控制锂电池组的切断，但是在该方式中，排除加工问题，故障点只剩下芯短路（极为罕见）和控制器的破损如果控制器的品质控制良好，电池组的寿命大幅延长的电池包的时间变长，即使一部分芯发生劣化，也几乎不会影响使用。如果还有其他问题的话，请联系我们。联系人：