인산철 파워 뱅크 만들기
인산철 배터리
3.2v(310Ah) 4개 - 12.8V.
12.4V ~ 13.2V 사이까지 충전해서 쓰도록..
참고 : 인산철 배터리 1S : 완충은 3.9V, 완방은 2.0V.
BMS
셀 벨런서(배터리 이퀼라이져)
인버터 (220V 만드는 부품).
적산계 (전류 측정계).
인산철 충전 관련해서 특정 전류 리미트 걸어두고 파워서플라이로 전압만 맞춰주면 충전이 되는건가? 충전의 기본원리를 알고 싶어서 그러는데 인산철로 예를 들어서 설명해줘
인산철(LiFePO₄) 배터리 충전의 기본 원리
리튬 인산철(LiFePO₄, 이하 인산철) 배터리를 충전할 때는 정전류(CC, Constant Current) → 정전압(CV, Constant Voltage) 2단계 방식이 표준입니다[6][7].
1. 정전류(CC) 단계
- 충전 초기에 파워서플라이(또는 충전기)가 설정한 전류(예: 0.2C~0.5C, C는 배터리 용량)를 일정하게 공급합니다.
- 이때 배터리 전압은 점차 상승합니다.
- 예를 들어 100Ah 배터리라면 0.2C는 20A, 0.5C는 50A입니다[4][6].
2. 정전압(CV) 단계
- 배터리 전압이 최대 충전 전압(셀당 3.6V, 12V 팩 기준 14.4V 등)에 도달하면, 파워서플라이는 전압을 일정하게 유지합니다.
- 이 구간에서는 충전 전류가 점차 줄어들고, 보통 전류가 0.02C 이하로 떨어지면 충전을 종료합니다[6][7].
파워서플라이로 전압만 맞추면 충전이 되는가?
단순히 파워서플라이로 전압만 맞추는 것(예: 14.4V로 맞춤)도 충전은 되지만, 충전 전류를 제한하지 않으면 배터리 손상, 과열, 수명 저하, 심지어 안전사고로 이어질 수 있습니다[5][7].
따라서 반드시 충전 전류 리미트를 걸어야 하며, 이상적인 방식은 아래와 같습니다.
- 파워서플라이에서 전압을 인산철 배터리 권장 충전 전압(예: 14.4V)으로 맞추고, 전류 리미트를 배터리 권장치(예: 0.2C~0.5C)로 설정합니다.
- 충전 초반에는 전류 리미트에 의해 정전류로 충전되고, 배터리 전압이 목표치에 도달하면 정전압 상태로 넘어가 전류가 자연스럽게 감소합니다[6][7].
즉, 파워서플라이의 전압과 전류 리미트 기능을 모두 활용해야 안전하고 정상적인 충전이 가능합니다.
전용 인산철 충전기는 이 과정을 자동으로 처리합니다.
인산철 배터리 충전 시 주의사항
- 과전압 금지: 셀당 3.65V(12V 팩 기준 14.6V)를 넘기면 배터리 수명 단축 및 안전사고 위험이 커집니다[2][6][7].
- 과전류 금지: 권장치(0.2C~0.5C)를 넘기면 발열, 수명 저하, 내부 손상 위험이 있습니다[4][6].
- 충전 온도: 0~45°C 범위에서 충전해야 하며, 저온 충전은 배터리 손상을 유발할 수 있습니다[7].
- 전용 충전기 사용 권장: 전용 충전기는 과충전, 과방전, 온도 보호 등 안전장치가 내장되어 있습니다[7].
인산철 배터리의 충방전 원리 요약
- 충전 시: 양극의 리튬 이온(Li⁺)이 전해질을 통해 음극(흑연)으로 이동해 저장됩니다[1][8].
- 방전 시: 음극의 리튬 이온이 다시 양극으로 이동하며 전류를 발생시킵니다.
- 이 과정에서 배터리 내부의 화학 반응식은 다음과 같습니다:
- 양극: LiFePO₄ → Li₁₋ₓFePO₄ + xLi⁺ + xe⁻
- 음극: xLi⁺ + xe⁻ + 6C → LixC6
- 전체: LiFePO₄ + 6C → Li₁₋ₓFePO₄ + LixC6[8]
결론
- 파워서플라이로 인산철 배터리를 충전할 때는 반드시 전압과 전류를 모두 제한해야 하며, 이상적으로는 CC-CV(정전류-정전압) 방식으로 충전해야 합니다.
- 전압만 맞추면 과전류로 인한 손상 위험이 있으므로, 반드시 전류 리미트 기능을 사용해야 합니다.
- 충전의 기본 원리는 리튬 이온이 양극과 음극을 오가며 에너지를 저장/방출하는 것입니다[1][8].
인용: [1] 리튬 인산철 배터리의 작동 원리 및 9가지 장점 - Lithium Battery https://www.lithiumbatterytech.com/ko/9-advantages-of-lithium-iron-phosphate-battery/ [2] 리튬 이온 배터리 충전에 대해 알아야 할 모든 것 - Lithium Battery https://www.lithiumbatterytech.com/ko/how-to-charge-lithium-ion-battery/ [3] 리튬인산철배터리 충전방법 (How To Charge Lithium … - 네이버 블로그 https://blog.naver.com/bstonejw/222216950302 [4] 7장 올바른 충전 방법 블로그 - 산타리인산철배터리 https://santalibattery.com/article/%EB%B8%94%EB%A1%9C%EA%B7%B8/8/12/ [5] 충전 방법 및 과충전 보호 기능 - 파워크래프트 http://devicemall.co.kr/service/charging_method.php [6] LiFePO4 배터리 충전에 대해 알아야 할 모든 것 - CM Batteries https://cmbatteries.com/ko/everything-you-need-to-know-about-lifepo4-battery-charging/ [7] 리튬 인산철(LiFePO₄) 배터리의 안전하고 올바른 충전 방법 블로그 https://santalibattery.com/article/%EB%B8%94%EB%A1%9C%EA%B7%B8/8/125/ [8] 리튬인산철 배터리 작동 원리 및 화학 반응 https://ko.shieldenchannel.com/blogs/battery/lithium-iron-phosphate-battery-working-principle [9] 인산철배터리 : 구조와 장단점, 활용 분야 - 네이버 포스트 https://post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=35748742&memberNo=8961887 [10] 리튬인산철 배터리 장점과 단점 (LiFePO4) - 공대생P의 나머지공부 https://sm10053.tistory.com/entry/%EB%A6%AC%ED%8A%AC%EC%9D%B8%EC%82%B0%EC%B2%A0-%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC-%EC%9E%A5%EC%A0%90%EA%B3%BC-%EB%8B%A8%EC%A0%90-LiFePO4 [11] 리튬 철 인산염 배터리를 충전하는 방법? https://ko.acebattery.com/blogs/how-to-charge-lithium-iron-phosphate-battery [12] 블랙박스 리튬인산철배터리의 충전방식과 종류 설치 - Naver Blog https://blog.naver.com/car5d5d/220713980856 [13] 리튬 인산철(LiFePO4) 배터리 충전 - digikey.kr https://www.digikey.kr/ko/blog/use-purpose-built-chargers-to-get-the-most [14] 이동 중에도 배터리 걱정 없이: 최신 MMTP 리튬 인산철 주행 충전기 … https://blog.naver.com/itcools/223344461666