EN
Quick Links
Lithiové nabíjecí baterie představují vážné riziko vzniku požáru kvůli jevu zvanému tepelný únik. Jedná se v podstatě o situaci, kdy baterie začne nekontrolovatelně zahřívat a dokonce může i explodovat. K tomuto problému obvykle dochází po fyzickém poškození baterie, přebití nebo uchování v teplotách vyšších než 60 stupňů Celsia. Tyto podmínky způsobují rozpad vnitřních částí, které udržují oddělené komponenty uvnitř baterie, čímž se spustí chemické reakce uvolňující hořlavé elektrolytické materiály. Už průraz jediné buňky může téměř okamžitě spustit sousední buňky. Aby bylo možné takové riziko zvládnout, musí výrobci používat kvalitní systémy pro řízení napětí a správné vybíjecí postupy před skladováním nebo přepravou. Mnoho společností nyní zahrnuje do návrhů svých baterií speciální bezpečnostní prvky, které mají zabránit vzniku takovýchto incidentů.
Stabilita baterií je opravdu ovlivněna jak teplotou, tak úrovní vlhkosti. Výzkumy ukazují, že když jsou články skladovány nad 25 stupňů Celsia, jejich degradace probíhá přibližně třikrát rychleji ve srovnání s články uchovávanými mezi 15 a 20 stupni. Tento jev potvrzují i elektrochemické testy. Pokud je vzduch příliš vlhký, nad 60% vlhkosti začne skutečně ničit svorky baterie a podporuje růst nebezpečných dendritů uvnitř článku. To výrazně zvyšuje pravděpodobnost vnitřních zkratů. Pro správné skladování je nejlepší uchovávat baterie na místech, kde se teplota udržuje poměrně stále. Vyhněte se jejich skladování na půdách nebo v garážích, kde mohou teploty během dne kolísat o více než 10 stupňů. Důležité je také udržovat hladinu vlhkosti pod 50 %. Silikagelové sáčky dobře pohlcují přebytečnou vlhkost a chrání před poškozením způsobeným vlhkými podmínkami.
Když baterie příliš dlouho dosahují příliš vysoké teploty, dochází v podstatě k tepelnému poškození, což je jedním z hlavních důvodů jejich předčasného selhání. Každý, kdo uchovává sady baterií v blízkosti výdechů topení, v těsné blízkosti běžících motorů nebo na slunci, brzy zaznamená potíže. Katody se v průběhu času začnou rozpadat, což znamená, že baterie každý rok uchovává o 15 % až pravděpodobně dokonce 30 % méně náboje. Pokud baterie nadále čelí teplotám přesahujícím 40 stupňů Celsia, uvnitř dojde k nežádoucím procesům. Elektrolyt začne přecházet do plynného stavu, což způsobuje nádorové zvětšení pouzdra a vytváří závažná bezpečnostní rizika při pozdějším nabíjení. Podle toho, co jsme zaznamenali při testech v infračerveném spektru, je klíčové udržovat teplotu skladovacích prostor pod 30 stupni. Většina lidí tento problém řeší tím, že zajistí dostatečný prostor kolem baterií pro cirkulaci vzduchu a občas přidá mezi baterii a zdroj tepla nějaký typ tepelné izolace.
Lithiové akumulátory udržují optimální výkon, když jsou skladovány při 40–50% nabití. Tato „zlatovláčková zóna“ minimalizuje zátěž katody a anody a zabraňuje vylučování lithia – vedlejší reakci, která degraduje elektrody. Analýza z roku 2023, která zahrnovala 12 hlavních výrobců lithiových baterií, zjistila, že 92 % z nich doporučuje pro účely skladování částečné nabití, což potvrzuje širokou shodu v průmyslu.
Udržování baterií plně nabité ve skutečnosti urychluje rozklad jejich vnitřních chemických látek, zatímco jejich úplné vybíjení může vést k nebezpečnému ukládání mědi uvnitř bateriových článků. Podle nejnovějšího vydání Mezinárodního požárního předpisu z roku 2024 snižuje ukládání baterií s maximálním nábojem 30 % pravděpodobnost přehřátí přibližně o 37 % ve srovnání s jejich ukládáním plně nabité. Většina běžných uživatelů zjišťuje, že udržování baterií nabitých mezi 40 a 50 % dává nejlepší výsledky v praxi. Tímto způsobem zůstává dostatečná rezerva pro přirozenou měsíční ztrátu náboje ve výši 5 %, aniž by hrozilo riziko úplného vybití baterie, které je v průběhu času skutečně poškozuje.
I za ideálních podmínek ztrácejí lithiové baterie 2–4 % kapacity ročně kvůli růstu mezfázové vrstvy (SEI). U uskladnění delšího než šest měsíců doplňte náboj na 50 % každé 3–6 měsíce, aby nedošlo k hlubokému vybití. Zatímco průmyslové systémy řízení baterií využívají adaptivní algoritmy založené na teplotě, pro koncové aplikace postačuje manuální sledování.
Klíčové zvážení :
| Doba ukládání | Doporučený postup |
|---|---|
| <3 měsíce | Uchovávejte na 40–50 % |
| 3-12 měsíců | Dobíjejte každé čtvrtletí |
| >12 měsíců | Používejte napěťové poplachy |
Lithiové akumulátory dosahují nejlepšího výkonu, jsou-li uchovávány mezi 15°C a 25°C (59°F–77°F) . Expozice pod 0°C (32°F) snižuje iontovou vodivost, zatímco teploty nad 45°C (113°F) zvyšují riziko tepelného úniku kvůli tavení separátorů. Výzkum ukazuje, že články skladované při 35°C ztrácejí 30 % více kapacity ročně než ty, které jsou uchovávány při 20°C.
| Stavu | Ideální rozsah | Rizikový práh |
|---|---|---|
| Teplota | 15°C–25°C (59°F–77°F) | <0°C nebo >45°C (32°F–113°F) |
| Relativní vlhkost | 45–55% | >90% |
Nikdy neuchovávejte baterie v blízkosti topných těles, na přímém slunečním světle nebo zamčené uvnitř auta za horkého počasí. Kontrola teploty má velký význam pro stav baterie. Když denní teploty kolísají o více než 10 stupňů Celsia (přibližně 18 stupňů Fahrenheita), elektrody uvnitř skutečně expandují a smršťují, čímž vzniká mechanické namáhání. Pro menší sady doma nebo v kanceláři jsou nejlepší izolované plastové krabice umístěné na místě s ustálenou pokojovou teplotou. Velké operace vyžadují řádné klimatizační systémy, které udržují teplotu v úzkém rozmezí ±2 stupně. To pomáhá zabránit tomu, aby se určité oblasti stáří rychleji než jiné, což by výrazně zkrátilo celkovou životnost.
Když hladina vlhkosti stoupne nad 70 %, začnou se kontakty koroďovat a v bateriových skříních hrozí vznik kyseliny fluorovodíkové, což v horkých a vlhkých oblastech sníží životnost baterie přibližně o 40 %. Na druhou stranu, když vlhkost klesne pod 30 %, stává se problémem statická elektřina, která může poškodit citlivé komponenty. V tomto případě je klíčový dostatečný průtok vzduchu – doporučuje se mezi šesti a dvanácti kompletními výměnami vzduchu každou hodinu, aby se odstranily nepříjemné těkavé organické sloučeniny vznikající u starších bateriových článků. Většina zařízení k udržení stability využívá buď silikagelové vaky, nebo průmyslové sušičky vzduchu, což je obzvlášť důležité pro skladování lithno-železo-fosfátových baterií, protože jsou velmi citlivé na kolísání vlhkosti. Odborníci na průmysl obecně doporučují pravidelné monitorování a údržbu těchto environmentálních kontrol.
Pro denní nebo týdenní použití uchovávejte baterie nabité na 40–50 % v suchém prostředí při pokojové teplotě (15–25 °C/59–77 °F). Tím se sníží namáhání elektrod a zároveň zůstane baterie připravena k použití. Uchovávejte baterie v nevodivých nádobách, vyhýbejte se jejich skládání na sebe a držte je mimo kovové předměty. Nevkládejte je do zařízení déle než 30 dní, abyste předešli únikovému vybíjení.
Baterie uchovávané po dobu šesti měsíců a déle vyžadují přísnou kontrolu prostředí:
| Faktor | Ideální podmínky | Frekvence monitorování |
|---|---|---|
| Úroveň nabití | 40–50% | Každé 3 měsíce |
| Teplota okolí | 10–20 °C (50–68 °F) | Měsíční |
| Vlhkost | <50 % relativní vlhkosti | Dvakrát týdně |
Podle zprávy o bezpečnosti baterií z roku 2023 ztratily baterie uchovávané po dobu šesti měsíců při plném náboji 18–22 % kapacity, oproti pouhým 2–4 % při uchovávání na 50 %. Důrazně se doporučuje uchovávání v klimatizovaném prostředí.
Lithium-iontové baterie se samovybíjejí v rozsahu 1,5–2 % měsíčně. Aby nedošlo k hlubokému vybití, nabíjejte je každých 6–9 měsíců na 50 %, ale během údržbového nabíjení nikdy nepřekračujte 85 %. Pokud dojde k poklesu nabití pod 5 %, urychlí se sulfatace, což je proces degradace, který stojí americké firmy ročně 740 milionů dolarů kvůli předčasným výměnám (Ponemon 2023).
Většina velkých výrobců spolu s organizacemi zabývajícími se bezpečností, jako je UL Solutions a National Fire Protection Association, se v podstatě dohodla na několika základních směrnicích pro skladování. Teplota by měla být udržována přibližně mezi 10 až 25 stupni Celsia, což odpovídá asi 50 až 77 stupňům Fahrenheita, zatímco vlhkost by měla být udržována na úrovni mezi 50 až 60 procent, což se jeví jako ideální. Podle normy NFPA 855 musí být baterie uchovávány mimo dosah všeho, co by mohlo chytit oheň, a musí být zajištěno pravidelné sledování teplotních podmínek. Některé důležité body, které je třeba mít na paměti při manipulaci s těmito položkami, zahrnují vždy udržovat je ve svislé poloze se všemi ochrannými kryty na místě a rozhodně je nenechávat volně hromadit. Pro větší provozy dává smysl instalace zařízení pro termovizní měření spolu s pasivními systémy hašení požáru. Tato opatření pomáhají předcházet těm nebezpečným situacím, kdy baterie začnou nekontrolovatelně přehřívat.
Podle studie z roku 2023 od Battery University, která se věnovala přibližně 2 000 vráceným bateriím do elektrických nářadí, zjistila, že baterie nesprávně skladované ztratily asi dvě třetiny své kapacity během pouhých 18 měsíců. Ty, které byly uchovávány za vhodných podmínek, snížily svou kapacitu pod 20 % pouze minimálně. Pokud se baterie takto značně degradují, začnou se objevovat problémy s poklesy napětí a také s jevem nazývaným lithiové nablýsknutí na elektrodách. Výzkumníci zjistili, že mnoho chytrých zařízení předčasně selhává, protože lidé často nechávají tato zařízení trvale nabíjená, zvláště když teplota přesáhne 30 °C. Při hlubším zkoumání příčin tohoto jevu odborníci upozorňují na rychlejší vznik tzv. SEI vrstvy a chemické rozklady elektrolytu uvnitř bateriových článků, pokud baterie dlouhodobě zůstávají plně nabité.
Většina odborníků souhlasí s tím, že udržování baterií částečně nabitých pomáhá omezit nežádoucí chemické reakce uvnitř. Podle studií Electrochemical Society se u baterií ponechaných na plném náboji (100 % SOC) zvyšuje jejich vnitřní odpor zhruba o 15 % měsíčně. To je mnohem horší než u baterií udržovaných na úrovni zhruba 60 % nabití, kde odpor stoupá pouze o 2,2 %. Mezi hlavní výrobce, kteří doporučují udržovat úroveň nabití baterií mezi 40 a 60 procenty pro lepší chemickou stabilitu v průběhu času, patří například Dell a Tesla. Pokud ukládáte baterie na delší dobu, má smysl každé tři měsíce rotovat zásobami. Nabíjení všech jednotek zhruba na 50 % kapacity každých 90 dní pomáhá potírat přirozené vybíjení a zabraňuje vážným problémům, jako je například trvalé rozpouštění mědi poté, co hladina klesne pod 20 % SOC.
Lithiové nabíjecí baterie jsou hlavně ohroženy kvůli tepelnému úniku, nebezpečí požáru a degradaci způsobené nesprávnými podmínkami skladování, včetně extrémních teplot a úrovní vlhkosti.
K prodloužení životnosti baterií skladujte lithiové baterie s částečným nábojem (40–50 %) v klimatizovaném prostředí se stabilní teplotou mezi 15–25 °C a vlhkostí mezi 45–55 %.
Pro dlouhodobé skladování udržujte baterie na úrovni 40–50 % náboje, pravidelně sledujte klimatické podmínky a jednou za 3–6 měsíců je nabijte znovu na přibližně 50 %, aby nedošlo k hlubokému vybití.
Částečné nabíjení snižuje zátěž komponent baterie, minimalizuje degradaci a pomáhá udržovat chemickou rovnováhu uvnitř článků, což zabraňuje nežádoucím chemickým reakcím a prodlužuje životnost baterie.