EN
روابط سريعة
واحدة من أكبر المشاكل المتعلقة ببطاريات الليثيوم أيون هي ما يُعرف باسم 'الانطلاق الحراري' (Thermal Runaway). يحدث بشكل أساسي أن البطارية تبدأ في التسخين بشكل لا يمكن السيطرة عليه بمجرد وصول درجة الحرارة إلى حوالي 175 درجة فهرنهايت (حوالي 79 درجة مئوية). وعادةً ما ينتج هذا عن أشياء مثل تعرض البطارية لضرر فيزيائي، أو شحنها بشكل مفرط، أو تركها في ظروف حارة للغاية. بمجرد بدء هذه العملية، يمكن أن تقفز درجات الحرارة داخليًا إلى أكثر من 900 درجة فهرنهايت (أي ما يعادل 482 درجة مئوية أو أكثر)، مما يؤدي إلى إطلاق غازات خطرة، كما يسبب اشتعال الخلايا المجاورة أيضًا. تتفاقم الحالة أكثر في أنظمة الـ 48 فولت لأنها تخزن طاقة كبيرة جدًا داخل مساحة صغيرة للغاية. تخيل فقط وجود 16 خلية معبأة معًا - فإذا فشلت خلية واحدة فقط في هذا الإعداد، فقد يؤدي ذلك إلى تعطيل حزمة البطارية بالكامل وإحداث مشكلات أمان خطيرة.
هناك ثلاثة عوامل رئيسية تُسهم في تسريع تدهور بطاريات الليثيوم 48 فولت أثناء تخزينها:
تغطي معايير الصناعة مثل UL 9540A أنظمة تخزين الطاقة التجارية، ولكن عندما يتعلق الأمر بتخزين البطاريات المنزلية بجهد 48 فولت، لا يزال هناك الكثير من الالتباس حول الإرشادات التي يتم تطبيقها فعليًا. تركز الغالبية العظمى من هذه البروتوكولات على عمليات التصنيع بدلًا من التركيز على ما يحدث على مستوى المستهلك، مما يعرض أصحاب المنازل العاديين لمخاطر يمكن تجنبها. لا تحتوي العديد من المنازل على تهوية مناسبة حول البطاريات، وأحيانًا يكون المسافة بين الوحدات أقل من ثلاث أقدام. كما أن طرق إخماد الحرائق تثير القلق أيضًا، حيث يمكن أن تزيد المياه من سوء حرائق الليثيوم. ولا ننسى مراقبة درجة الحرارة في حين أن البطاريات تكون غير مستخدمة لفترات طويلة. وبحسب بحث نُشر السنة الماضية، فإن سبعة من كل عشرة مشاكل في البطاريات المنزلية تحدث عندما يكون النظام في الأساس بلا عمل، أي في حالة خمول في زاوية ما داخل المنزل. ويُظهر هذا بوضوح سبب حاجتنا الماسة إلى لوائح أفضل تركز بشكل خاص على حلول التخزين المنزلية.
للحفاظ على بطارية الليثيوم أيون بجهد 48 فولت لفترة أطول، يجب تخزينها في مكان تتراوح درجة حرارته بين 35 و90 درجة فهرنهايت، أي ما يعادل تقريباً من 1 إلى 32 درجة مئوية. عندما تنخفض درجات الحرارة دون 20 درجة فهرنهايت، يحدث داخل هذه البطاريات شيء يُعرف بزيادة مقاومتها للكهرباء بسبب تجمد السائل الموجود داخلها. مما قد يؤدي إلى تقليل أدائها بنسبة تصل إلى 40% مقارنة بالوضع الطبيعي. من ناحية أخرى، إذا تركت البطارية لفترة طويلة في أماكن تزيد درجة حرارتها عن 100 درجة، فإن الأجزاء الداخلية تتآكل بشكل أسرع. ويجب الحذر عند وصول درجات الحرارة إلى 120 درجة فهرنهايت، حيث تصبح هناك خطورة حقيقية من حدوث ما يُعرف بانفجار الحرارة المفاجئ (Thermal Runaway). بعض أنواع كيمياء البطاريات لا تستطيع تحمل هذه الحرارة الشديدة لأكثر من حوالي 12 ساعة قبل أن تبدأ المشاكل الداخلية بالظهور.
احتفظ بنسبة الرطوبة النسبية أقل من 50٪ لتقليل التآكل على المكونات الحساسة. يمكن أن تزيد أشعة الشمس المباشرة من درجات حرارة السطح بمقدار 15–25 درجة فهرنهايت فوق مستويات البيئة، مما يخلق إجهادًا حراريًا غير متساوٍ عبر الخلايا. استخدم حاويات غير شفافة وتجنب وضعها بالقرب من النوافذ أو فتحات السقف؛ فحتى التظليل الجزئي يقلل تقلبات درجة الحرارة بنسبة 60٪ مقارنةً بالأشعة فوق البنفسجية المباشرة.
تأكد من وجود مساحة لا تقل عن ستة إلى اثني عشر بوصة حول المعدات من جميع الجوانب بحيث يمكن للحرارة أن تخرج بشكل طبيعي. عندما يُحجب تدفق الهواء، يمكن أن ترتفع درجة الحرارة الداخلية بما يصل إلى ثمانية عشر درجة فهرنهايت. الأرفف ذات التهوية تعمل بشكل أفضل من تلك الخزائن المغلقة التي نراها في كل مكان هذه الأيام. أظهرت بعض الاختبارات الميدانية الفعلية أن الرفوف الإطارية المفتوحة تنجح في الحفاظ على مكونات أ cooler بثمانية إلى أربع عشرة درجة مقارنة بنظيراتها المغلقة. ولا تضع أي شيء بالقرب من تلك المنافث الكبيرة للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء أيضًا. الهواء المُجبر الذي يتحرك بسرعة تزيد عن أربعة أمتار في الثانية سيؤدي إلى مشاكل بمرور الوقت حيث يُنتج تكثيفًا عندما تبرد الأشياء بسرعة كبيرة بعد أن تسخن.
عند تخزين بطارية ليثيوم أيون بجهد 48 فولت، من الأفضل شحنها أولًا إلى مستوى بين 60 و80 بالمائة من سعتها. إن ترك هذه البطاريات مشبعة بالكامل يؤدي إلى تراكم الضغط الداخلي وتسريع التحلل الكيميائي، مما يسبب مشاكل. من ناحية أخرى، إذا تم تصريفها بالكامل، فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف البطارية بشكل دائم وتقليل عمرها الافتراضي. وبحسب بحث نُشر مؤخرًا، فإن البطاريات المحفوظة عند الشحن الكامل تفقد نحو 20 بالمائة أكثر من سعتها بعد ستة أشهر فقط مقارنة بتلك المخزنة ضمن النطاق الأمثل 60-80 بالمائة. وهذا يُحدث فرقًا كبيرًا عند تقييم الأداء على المدى الطويل والقيمة مقابل المال.
حتى عند فصلها، تفقد بطاريات الليثيوم أيون شحنتها تدريجيًا بمرور الوقت. قم إعادة الشحن كل 90–120 يومًا للحفاظ على مستوى شحن يتراوح بين 60–80% ومنع التفريغ العميق، الذي يمكن أن يؤدي إلى قفل وحدة إدارة البطارية (BMS) أو حدوث عدم توازن بين الخلايا. تحافظ البطاريات التي تُخزن باستمرار عند مستوى شحن 70% على ما يصل إلى 98% من سعتها الأصلية بعد 18 شهرًا من التخزين.
افصل البطارية عن الأجهزة المتصلة لإزالة الأحمال الكهربائية الخفية - فحتى الاستهلاك البسيط في الخلفية (2–5 واط) يمكن أن يستنزف الشحنة خلال أسابيع. يمنع هذا الإغلاق غير المقصود ويسهل إعادة التشغيل. قم بتغطية الطرفيات باستخدام أغطية عازلة لحمايتها من التلامس العرضي والدوائر القصيرة والتآكل الناتج عن الظروف البيئية أثناء الفصل لفترة طويلة.
قبل وضع أي شيء في التخزين، تحقق جيدًا من الغلاف والأسلاك وجميع نقاط الاتصال. ابحث عن أي شقوق أو انتفاخات أو بقع صدأ، فهي مؤشرات واضحة على وجود مشكلة هيكلية. تشير البيانات الصناعية من العام الماضي إلى أن ما يقارب 4 من كل 10 مشكلات تخزين بدأت فعليًا بضرر فيزيائي لم يلاحظه أحد مسبقًا. تأكد أيضًا من أن البطارية تعمل بجهد يبلغ حوالي 48 فولت، زائد أو ناقص فولتين، وتحقق مجددًا من عدم وجود تسرب في أي مكان على الوحدة قبل تخزينها.
تجنب وضع البطاريات مباشرة على الأسطح الخرسانية أو المعدنية، لأن ذلك يزيد خطر التآكل الغلفاني بنسبة 57%. استخدم رفوفًا مصنوعة من البولي إيثيلين مُجدَّدة لرفع الوحدات، مما يسمح بتدفق الهواء، ويقلل امتصاص الرطوبة، ويعمل على منع الجسر الحراري. حدد التكديس الرأسي على وحدتين فقط لتقليل الإجهاد الميكانيكي على الحزم السفلية.
احتفظ بمسافة أمان تبلغ حوالي 10 أقدام بين بطاريات الليثيوم أيون ذات الـ 48 فولت وهذه المواد القابلة للاشتعال مثل المنتجات الورقية والأثاث الخشبي والمواد الكيميائية القائمة على المذيبات. بالنسبة للمنازل التي تم تركيب هذه البطاريات فيها، فإن استخدام وحدات تجاوزت اختبار UL 9540A تُحدث فرقًا كبيرًا من حيث السلامة. إن هذه الوحدات المعتمدة تحتوي الحرارة المتراكمة بشكل أفضل وتقيّد تدفق الأكسجين عندما تبدأ درجات الحرارة بالارتفاع داخلها. من الاعتبارات المهمة أيضًا إبقاؤها بعيدًا عن مخارج التدفئة وفوهات مكيفات الهواء. يمكن لحركة الهواء المستمرة عبر هذه الأنظمة أحيانًا أن تحبس وتُركّز الغازات الضارة إذا تضرر خلايا البطارية بطريقة ما. إن وجود مساحة إضافية قليلة هنا يُساهم بشكل كبير في منع المخاطر المحتملة على المدى الطويل.
سجل نقاط البيانات الرئيسية لضمان الموثوقية على المدى الطويل:
تقلل أنظمة المراقبة الآلية من الأخطاء البشرية بنسبة 74% (تقرير الصناعة 2023)، وتوفر تنبيهات فورية عند ارتفاع درجة الحرارة فوق 100 درجة فهرنهايت أو حدوث تغيرات غير طبيعية في الجهد.
قم بإجراء فحوصات شهرية باستخدام هذا البروتوكول:
قم بإجراء اختبارات السعة كل ستة أشهر واستبدل أي بطارية تظهر انخفاضًا في السعة يزيد عن 20%. قم بتدريب الأفراد على عزل الوحدات المعيبة خلال 60 ثانية باستخدام مفاتيح الفصل الطارئ، وذلك لتقليل مخاطر التصعيد أثناء حدوث أعطال.