Komprimering av LiFePO4-celler: når trengs det?

Komprimerte celler.

Dette er et spørsmål vi får ofte, og svaret er kortere enn folk venter: for de aller fleste er kompresjon ikke nødvendig. Det som derimot er obligatorisk, er at cellene enten klemmes skikkelig sammen eller har litt luft mellom seg. Mellomtingen — celler som står inntil hverandre uten reelt trykk — er den eneste løsningen som ikke fungerer.

Hva er komprimering?

Komprimering betyr å påføre et kontrollert, jevnt trykk på sideflatene av cellene, slik at de holdes i fast posisjon mellom stive endeplater. Poenget er ikke å holde cellene på plass mekanisk — det gjør kassen — men å motvirke at cellen puster.

En LiFePO4-celle utvider seg litt i tykkelsen når den lades og krymper igjen ved utlading. Den bevegelsen er helt normal. Over mange tusen sykluser bidrar den likevel til at elektrodelagene inni sakte skiller lag, og det er dette kompresjon utsetter.

Trenger du å komprimere?

Ja, hvis pakken sykles hardt og ofte: mange dype sykluser fra nær tom til full på kort tid, eller et anlegg der du er avhengig av å få ut absolutt maksimal levetid under krevende forhold.

Nei, hvis bruken er som hos de aller fleste: en båt som gjør 50–100 sykluser i løpet av en sesong, en bobil, en hytte som brukes i helgene. Her betyr kompresjon lite, og den ekstra jobben går på bekostning av en enklere og mer robust installasjon.

Et hjemmebatteri som sykles hver eneste natt ligger et sted imellom — der teller syklustallet mer enn kompresjonen, og cellevalget betyr mer enn klemkraften.

Celler montert med avstand, her med isolasjonsplatene som følger med.

Celler skal aldri stå tett uten trykk

Dette er regelen som faktisk betyr noe. Står cellene helt inntil hverandre uten reelt kompresjonstrykk, kan de bevege seg mot hverandre når de puster og når anlegget rister. Det sliter på cellehus og terminaler, og det er terminalene som ryker først.

Løsningen er enkel: legg inn noen millimeter avstand. Isolasjonsplatene som følger med cellene er laget for dette. Alternativt bruker du dobbeltsidig skumteip mellom cellene. Begge deler tar fem minutter og fjerner problemet.

Slik komprimerer du riktig

Velger du å komprimere, må det gjøres ordentlig — halvveis kompresjon er verre enn ingen.

• Trykk: EVE oppgir cirka 300 kgf, altså rundt 3 kN, som utgangstrykk på en 280 Ah-celle, med et absolutt tak på 10 000 N. Databladet for hver celle ligger på produktsiden.
• Fordeling: Bruk stive endeplater i full cellestørrelse. Skjevt trykk er like skadelig som for høyt — presser du bare mot et hjørne eller mot terminalenden, konsentreres belastningen på et lite område.
• Stramming: Stram jevnt i alle hjørner. Kan du ikke måle kraften, er et fast og lett forspent oppsett tryggere enn å dra til så hardt du orker.
• For hardt: Over grensen kan cellehuset deformeres, og i verste fall lekke.

Vibrasjon løses med innfesting, ikke trykk

Mange tror kompresjon er svaret på vibrasjon i båt og bobil. Det er det ikke. Cellene skal sitte fast i en kasse eller ramme som hindrer at de forskyver seg, og kablene skal være avlastet slik at ingen vekt henger i terminalene.

Kontroller at bolter og kabelsko fortsatt er faste etter første sesong — vibrasjon løsner forbindelser over tid, og en løs forbindelse blir varm. Busbars på EVE-cellene trekkes til 5–6 Nm; gjengene er ikke påsveiset, så bruk momentnøkkel og gjengelåsing.

En svulmende celle er noe annet

Den lille utvidelsen under lading er normal. En celle som blir permanent bulkete eller myk på sidene, har derimot fått gassdannelse innvendig. Årsaken er nesten alltid overlading, dyputlading eller lading i kulde — ikke manglende kompresjon.

Kompresjon skjuler i verste fall problemet en stund. Fiksen ligger et annet sted: riktige grenseverdier i BMS-en, som beskrevet i JK BMS-oppsett, og en ladesperre under 0 °C.

Neste spørsmål er som regel om cellene må balanseres. Kort svar: ikke manuelt, hvis BMS-en balanserer — her er det lange svaret. Hele byggerekkefølgen står i Bygg din egen LiFePO4-batteribank.