EN
Quick Links
Литиево-йонните батерии носят сериозен риск от пожар, поради нещо наречено топлинен пробив. Това е, когато батерията започва да се нагрева неконтролируемо и дори може да експлодира. Проблемът обикновено възниква след физическо повреждане на батерията, пренапълване или когато се намира на температура над 60 градуса по Целзий. При тези условия се разрушават вътрешните компоненти, които поддържат разделението на веществата в батерията, което води до химични реакции, при които се отделят запалими електролитни материали. Дори само една пронизана клетка може почти мигновенно да активира съседните клетки. За да се справят с този риск, производителите трябва да използват добри системи за контрол на напрежението и правилни процедури за изтощаване преди съхранение или транспортиране. Много компании вече включват специални предпазни устройства директно в дизайна на батериите, за да предотвратяват такива инциденти.
Стабилността на батериите наистина се засяга от температурата и нивата на влажност. Проучвания показват, че когато клетките се съхраняват над 25 градуса Целзий, те се деградират приблизително три пъти по-бързо в сравнение с тези, които се пазят между 15 и 20 градуса. Електрохимични тестове също потвърждават това. Когато въздухът става твърде влажен, над 60% влажност всъщност започва да разяжда клемите на батерията и стимулира растежа на опасните дендрити вътре в клетката. Това прави вътрешните къси съединения много по-вероятни. За правилно съхранение е най-добре батериите да се държат на места, където температурата остава сравнително постоянна. Избягвайте да ги поставяте в тавани или гаражи, където температурите могат да се променят с повече от 10 градуса през деня. Също така е важно да поддържате нивата на влага под 50%. Силикагеловите торбички са ефективни при абсорбирането на излишната влажност и защитата от вредни ефекти на влажните условия.
Когато батериите се нагреват прекалено дълго, това по същество представлява термичен стрес и една от основните причини за ранното им изчерпване. Всеки, който оставя комплектите си от батерии близо до отоплителни отвори, до работещи двигатели или на слънце, ще забележи проблеми доста бързо. Катодите започват да се разрушават с течение на времето, което означава, че батерията съхранява все по-малко заряд всяка година – между 15% и дори до 30%. Ако батериите продължават да се нагряват до температури над 40 градуса по Целзий, вътре се случва нещо нежелано. Електролитът започва да се превръща в газ, което кара корпусът да се раздува и създава сериозни проблеми с безопасността при последващо зареждане. Според това, което сме виждали при тестване с инфрачервени лъчи, поддържането на температурата в складовите помещения под 30 градуса е от решаващо значение. Повечето хора решават този проблем, като се уверят, че около батериите има достатъчно пространство за циркулация на въздуха, а понякога добавят и някакъв вид топлоизолационен материал между батерията и източника на топлина в непосредствена близост.
Презареждаемите литиеви батерии осигуряват високи експлоатационни показатели, когато се съхраняват при 40–50% заряд. Тази «зона на Голдилокс» минимизира натоварването върху катода и анода, предотвратявайки литиевото покритие — страничен процес, който деградира електродите. Анализ от 2023 г. на 12 основни производителя на литиево-йонни батерии установи, че 92% от тях препоръчват зареждане на части за съхранение, което подчертава широкия индустриален консенсус.
Задържането на батериите напълно заредени всъщност ускорява разграждането на вътрешните им химични елементи, докато изтощването им напълно може да доведе до опасно натрупване на мед вътре в клетките на батерията. Според последното издание на Международния пожарен кодекс от 2024 г., съхранението на батериите с не повече от 30% заряд намалява вероятността от инциденти с прегряване с около 37% в сравнение със съхранението им напълно заредени. Повечето хора установяват, че поддържането на заряда на батериите между 40 и 50% дава най-добри резултати в практиката. Това осигурява достатъчно място за естествената загуба от 5% на заряд на месец, без да се поема риска от напълно изтощване на батерията, което наистина я вреди с течение на времето.
Дори при идеални условия, литиевите батерии губят 2–4% от капацитета си годишно поради растеж на твърдия електролитен интерфейс (SEI). За съхранение над шест месеца, презареждайте до 50% на всеки 3–6 месеца, за да се предотврати пълно изтощване. Докато индустриалните системи за управление на батерии използват адаптивни алгоритми, базирани на температурата, при потребителски приложения е достатъчно ръчно наблюдение.
Основен елемент за разглеждане :
| Период на съхранение | Препоръчително действие |
|---|---|
| <3 месеца | Съхранявайте при 40-50% |
| 3-12 месеца | Презареждайте на всеки три месеца |
| >12 месеца | Използвайте предупреждения за напрежение |
Литиево-йонните батерии работят най-добре при съхранение между 15°C и 25°C (59°F–77°F) . Експозиция под 0°C (32°F) намалява йонната проводимост, докато температурите над 45°C (113°F) увеличават риска от топлинен пробив поради топене на сепараторите. Проучвания показват, че клетките, съхранявани при 35°C, губят 30% повече капацитет годишно в сравнение с тези, съхранявани при 20°C.
| Състояние | Идеален диапазон | Праг на риск |
|---|---|---|
| Температура | 15°C–25°C (59°F–77°F) | <0°C или >45°C (32°F–113°F) |
| Относителна влажност | 45–55% | >90% |
Никога не пазете батериите близо до радиатори, на директно слънце или в заключени коли по време на горещо време. Контролът на температурата е от голямо значение за здравето на батериите. Когато температурите се променят с повече от 10 градуса по Целзий (около 18 по Фаренхайт) на ден, електродите вътре всъщност се разширяват и свиват, което с течение на времето създава реално механично напрежение. За по-малки колекции у дома или в офиса най-добре работят изолирани пластмасови кутии, поставени някъде със стабилна стайна температура. Големите операции изискват подходящи системи за отопление, вентилация и климатизация (HVAC), които могат да поддържат температурите в тесен диапазон от ±2 градуса. Това помага да се предотврати по-бързо остаряване на определени зони в сравнение с други, което би съкратило значително общия живот на батериите.
Когато нивото на влажност се покачи над 70%, започва корозия на терминалите и се появява риск от образуване на флуороводородна киселина в батериите, което намалява живота на батериите с около 40% в горещи и влажни климатични условия. От друга страна, когато влажността падне под 30%, статичното електричество става по-голям проблем, което може да повреди чувствителни компоненти. Добро вентилиране е от съществено значение – препоръчва се между шест и дванадесет пълни смяни на въздуха на час, което помага за отстраняване на вредните летливи органични съединения, които се отделят от по-стари батерийни клетки. Повечето съоръжения използват силикагел или индустриални осушители, за да поддържат стабилност, което е особено важно при съхранение на литиево-желязни фосфатни батерии, тъй като те са много чувствителни към колебания във влажността. Експерти в индустрията препоръчват регулярно наблюдение и поддръжка на тези климатични контроли.
За ежедневна или седмична употреба, съхранявайте батериите с 40–50% заряд в съд, при температура на стаята (15–25°C/59–77°F). Това намалява стреса върху електродите и осигурява готовност. Използвайте непроводящи контейнери, избягвайте поставянето един върху друг и дръжте батериите настрана от метални предмети. Не оставяйте батериите в устроиствата повече от 30 дни, за да се предотврати паразитното изтощаване.
Батериите, които се съхраняват шест месеца или повече, изискват строг контрол на околната среда:
| Фaktор | Идеални условия | Честота на наблюдение |
|---|---|---|
| Ниво на заряд | 40–50% | На всеки 3 месеца |
| Температура на околната среда | 10–20°C (50–68°F) | Ежемесечно |
| Влажност | <50% относителна влажност | На всеки две седмици |
Според доклад от 2023 г. за безопасността на батериите, батериите, съхранявани с пълна зареденост в продължение на шест месеца, губят 18–22% от капацитета си, спрямо загуба от само 2–4%, когато се съхраняват с 50% заряд. Препоръчва се силно съхранение в контролиран климатичен режим.
Батериите от литиев тип се саморазреждат с 1.5–2% на месец. За да се предотврати дълбокото разреждане, зареждайте отново до 50% на всеки 6–9 месеца, но никога не превишавайте 85% при зареждане за поддръжка. Ако нивото на заряд падне под 5%, това ускорява сулфатирането – процес на деградация, който струва на американските предприятия 740 милиона долара годишно заради преждевременни подмянания (Ponemon 2023).
Повечето основни производители, както и организации за безопасност, като UL Solutions и Националната асоциация за противопожарна защита, са приели някои основни насоки за съхранение. Температурата трябва да се поддържа между около 10 до 25 градуса по Целзий, което съответства на около 50 до 77 градуса по Фаренхайт, докато влажността да е между 50 и 60 процента, което изглежда оптимално. Според стандарта NFPA 855, батериите трябва да се пазят на разстояние от всичко, което може да се запали, и е необходимо постоянно да се проверяват температурните условия. Някои важни неща, които трябва да се имат предвид при работа с тези предмети, включват винаги да се държат изправени, с монтирани защитни покрития, и разбира се, да не се оставят натрупани безредно една върху друга. За по-големи операции, инсталирането на оборудване за термално изображение е разумно, заедно с пасивни системи за гасене на пожари. Тези мерки помагат за предотвратяване на онези опасни ситуации, когато батериите започват неконтролируемо да се прегрятват.
Според проучване на Battery University през 2023 г., върху около 2 000 върнати батерии за електроинструменти, се установи, че при неправилно съхранение те губят около две трети от своя капацитет само за 18 месеца. Батериите, които са съхранявани при добри условия, са загубили по-малко от 20%. Когато батериите се деградират толкова сериозно, често се наблюдават проблеми с падащото напрежение и така нареченото литиево покритие (литиево отлагане) върху електродите. Учените установиха, че много умни устройства излизат от употреба преждевременно, защото често се оставят да се зареждат постоянно при температури над 30 градуса по Целзий. При по-задълбоченото изследване на причините за това явление, специалистите сочат по-бързото формиране на така наречения SEI слой (интерфейсен слой на електродите) и химичното разлагане на електролитния разтвор вътре в батериите при дълготрайно съхранение с пълна зарядка.
Повечето експерти съгласни, че поддържането на батериите с частично зареждане помага да се намалят нежелани химични реакции в тях. Според проучвания на Електрохимичното дружество, батериите, оставени на пълно зареждане (100% SOC), виждат съпротивлението им да се повиши с около 15% на месец. Това е много по-лошо в сравнение с това, което се случва, когато те се поддържат около 60% пълни, където съпротивлението се увеличава само с около 2,2%. Водещи производители, включително Dell и Tesla, препоръчват нивата на заряд на батериите да се поддържат между 40 и 60 процента за по-добал химичен баланс с течение на времето. Когато батериите се съхраняват за дълъг период, е добре да се ротира наличността на всеки три месеца. Презареждането на всички устройства до около 50% капацитет на всеки 90 дни помага да се бори с проблемите от естественото саморазреждане и предотвратява сериозни проблеми като трайното разтваряне на мед, когато нивата паднат под 20% SOC.
Литиевите презареждаеми батерии са основно в риск поради топлинен пробив, опасности от пожар и деградация вследствие неправилни условия на съхранение, включително екстремни температури и нива на влажност.
За да се удължи живота на батерията, съхранявайте литиевите батерии с частичен заряд (40-50%) в климатична среда със стабилни температури между 15-25°C и нива на влажност между 45-55%.
За дългосрочно съхранение поддържайте батериите с заряд 40-50%, следете регулярно околните условия и ги презареждайте до около 50% на всеки 3-6 месеца, за да се предотврати пълното изтощаване.
Частичното зареждане намалява натоварването върху компонентите на батерията, минимизира деградацията и помага за поддържане на химичния баланс в клетките, което предотвратява нежелани химични реакции и удължава живота на батерията.