EN
Quick Links
Litijevi punjivi akumulatori nose ozbiljne rizike od požara zbog nečeg što se zove termalni bijeg. To je u osnovi kada akumulator počne nekontrolirano zagrijavati i čak može eksplodirati. Problem se obično događa nakon što akumulator bude fizički oštećen, prekomjerno punjen, ili bude izložen temperaturama višim od 60 stupnjeva Celzijevih. Ovi uvjeti razaraju unutarnje dijelove koji održavaju stvari odvojenim unutar akumulatora, što zatim izaziva kemijske reakcije koje oslobađaju zapaljive elektrolitske materijale. Čak i jedna ćelija koja je probijena može gotovo odmah pokrenuti susjedne ćelije. Kako bi upravljali ovim opasnostima, proizvođači trebaju dobre sustave kontrole napona i pravilne postupke pražnjenja prije skladištenja ili transporta. Mnoge tvrtke sada uključuju posebne sigurnosne značajke izravno u svoje dizajne akumulatora kako bi spriječile takve incidente.
Stabilnost baterija stvarno utječe i na temperaturu i na razinu vlažnosti. Istraživanja pokazuju da kada se ćelije čuvaju iznad 25 stupnjeva Celzijevih, one se tendenciozno troše oko tri puta brže u usporedbi s onima koje se čuvaju između 15 i 20 stupnjeva. Elektrokemijska ispitivanja to potvrđuju. Kada zrak postane prejako vlažan, više od 60% vlažnosti zapravo počinje oštećivati priključke baterije i potiče rast opasnih dendrita unutar ćelije. To čini unutarnje kratke spojeve puno vjerojatnijima. Za pravilno skladištenje, najbolje je držati baterije na mjestima gdje temperatura ostaje prilično konstantna. Izbjegavajte smještanje u tavan ili garažu gdje se temperatura može promijeniti više od 10 stupnjeva tijekom dana. Također je važno zadržati razinu vlažnosti ispod 50%. Vrećice sa silikagelom dobro su apsorbiraju višak vlažnosti i štite od oštećenja uzrokovanih vlagom.
Kada baterije postanu pretople previše dugo, to je u osnovi termalni stres i jedan od glavnih razloga zašto rano otkazuju. Osobe koje ostave pakete s baterijama blizu ventilacijskih otvora za grijanje, blizu pokretnih motora ili na suncu primijetit će probleme prilično brzo. Katode počinju se raspadati tijekom vremena, što znači da baterija svake godine zadržava sve manje naboja, između 15% i čak i 30%. Ako baterije stalno izlažemo temperaturama iznad 40 stupnja Celzijevih, unutar njih događa se nešto ozbiljno. Elektrolit počinje prelaziti u plin, što uzrokuje da kućište nabubri i stvara ozbiljne probleme sigurnosti prilikom naknadnog punjenja. Prema onome što smo vidjeli u testovima s infracrvenom kamerom, održavanje skladišnih prostorija ispod 30 stupnjeva ključno je za dug život baterija. Većina ljudi riješi ovaj problem tako da osigura dovoljno prostora oko baterija za cirkulaciju zraka, a ponekad doda neku vrstu toplinske zaštite između baterije i bilo čega što bi u blizini moglo stvarati toplinu.
Litijevi akumulatori održavaju vrhunsku učinkovitost kada se čuvaju s 40–50% punjenja. Ova „zlatokosi zona“ minimizira stres na katodi i anodi, sprječavajući litijevu ploču – reakciju koja degradira elektrode. Analiza iz 2023. godine 12 glavnih proizvođača litijevih baterija pokazala je da 92% preporučuje djelomično punjenje za skladištenje, što potvrđuje široki konsenzus u industriji.
Čuvanje baterija punim nabojem zapravo ubrzava raspad njihovih unutarnjih kemikalija, dok potpuno pražnjenje može dovesti do opasnog nakupljanja bakra unutar ćelija baterije. Prema najnovijem izdanju Međunarodnog vatrene kodeksa iz 2024. godine, čuvanje baterija s najviše 30% naboja smanjuje vjerojatnost incidenta pregrijavanja za otprilike 37% u usporedbi s čuvanjem punim nabojem. Većina ljudi uočila je da u praksi najbolje funkcionira punjenje baterija između 40 i 50%. To ostavlja dovoljno prostora za prirodni mjesečni gubitak naboja od 5% bez rizika od potpunog pražnjenja baterije, što je upravo ono što na duži rok šteti baterijama.
Čak i uz idealne uvjete, litijevi su akumulatori gube 2–4% kapaciteta godišnje zbog rasta interfasnog sloja (SEI). Za skladištenje dulje od šest mjeseci, napunite ih do 50% svakih 3–6 mjeseci kako biste spriječili duboko pražnjenje. Dok industrijski sustavi upravljanja baterijama koriste adaptivne algoritme temeljene na temperaturi, za potrošačke primjene dovoljno je ručno praćenje.
Ključna napomena :
| Trajanje čuvanja | Preporučena akcija |
|---|---|
| <3 mjeseca | Skladištiti na 40-50% |
| 3-12 mjeseci | Punjenje kvartalno |
| >12 mjeseci | Koristite naponske alarme |
Litij-ionske baterije najbolje funkcioniraju kada se skladište između 15°C i 25°C (59°F–77°F) . Izloženost ispod 0°C (32°F) smanjuje ionsku vodljivost, dok temperature iznad 45°C (113°F) povećavaju rizik od termalnog izlaza izvan kontrole zbog topljenja separatora. Istraživanja pokazuju da ćelije pohranjene na 35°C gube 30% više kapaciteta godišnje u odnosu na one pohranjene na 20°C.
| Stanju | Idealni raspon | Granica rizika |
|---|---|---|
| Temperatura | 15°C–25°C (59°F–77°F) | <0°C ili >45°C (32°F–113°F) |
| Relativna vlažnost | 45–55% | >90% |
Nikada ne držite baterije blizu radijatora, na izravnom suncu ili zaključane unutar automobila u vrućim vremenima. Kontrola temperature ima veliki značaj za zdravlje baterija. Kada se temperature svakodnevno mijenjaju više od 10 stupnjeva Celzijusa (oko 18 Fahrenheita), elektrode unutar zapravo se šire i stežu, stvarajući mehanički stres tijekom vremena. Za manje zbirke kod kuće ili u uredima, najbolje su izolirane plastične kutije smještene na mjestu s stabilnom sobnom temperaturom. Veće operacije zahtijevaju odgovarajuće HVAC sustave koji mogu održavati temperature unutar uskog raspona od ±2 stupnja. To pomaže u zaustavljanju ubrzanog starenja određenih područja u odnosu na druga, što bi značajno skratilo ukupni vijek trajanja.
Kada razine vlažnosti prijeđu 70%, terminali počinju korodirati, a javlja se i rizik od stvaranja fluorida vodika unutar kućišta baterija, što skraćuje vijek trajanja baterija za oko 40% u vručim i vlažnim klimama. S druge strane, kada vlažnost padne ispod 30%, statički elektricitet postaje veći problem koji može oštetiti osjetljive komponente. Dobar protok zraka je u ovom slučaju ključan – preporučuje se između šest i dvanaest potpunih izmjena zraka svakog sata, kako bi se uklonile štetne isparljive organske tvari koje dolaze iz starijih ćelija baterija. Većina pogona koristi ili vrećice s gelom silike ili industrijske sušilice zraka kako bi se održala stabilnost, što je posebno važno za skladištenje litijevih željeznih fosfatnih baterija jer su vrlo osjetljive na promjene vlažnosti. Stručnjaci u industriji općenito preporučuju redovito praćenje i održavanje ovih okolinskih kontrola.
Za dnevnu ili tjednu uporabu, pohranjujte baterije s 40–50% punjenja u suhom, prostoriji s temperaturom (15–25°C / 59–77°F). To smanjuje stres na elektrodama i održava spremnost. Koristite nevodljive spremnike, izbjegavajte slaganje i držite baterije podalje od metalnih predmeta. Ne ostavljajte ih u uređajima dulje od 30 dana kako biste spriječili parazitski odvod.
Baterije koje se čuvaju šest mjeseci ili dulje zahtijevaju strogu kontrolu okoliša:
| Radionica | Idealni uvjeti | Učestalost praćenja |
|---|---|---|
| Razina punjenja | 40–50% | Svaka 3 mjeseca |
| Temperatura okoline | 10–20°C (50–68°F) | Mjesečno |
| Vlažnost | <50% relativne vlažnosti | Dvotjedno |
Izvješće o sigurnosti baterija iz 2023. godine utvrdilo je da su baterije pohranjene punim nabojem šest mjeseci izgubile 18–22% kapaciteta, u usporedbi s samo 2–4% kada su pohranjene na 50%. Preporučuje se skladištenje u klimatiziranom prostoru.
Litijske baterije samopražnjenje imaju 1,5–2% mjesečno. Kako bi se spriječilo duboko pražnjenje, napunite ih do 50% svakih 6–9 mjeseci, ali nikada ne premašujte 85% tijekom održavanja punjenja. Dopuštanje da se punjenje smanji ispod 5% ubrzava sulfataciju, proces degradacije koji godišnje kostaju američka poduzeća 740 milijuna dolara zbog prematurnih zamjena (Ponemon 2023).
Gotovo su se svi važni proizvođači, zajedno s organizacijama za sigurnost poput UL Rješenja i Nacionalne udruge za zaštitu od požara, složili oko nekoliko osnovnih smjernica za skladištenje. Temperatura mora biti negdje između 10 i 25 stupnjeva Celzijevih, što iznosi otprilike 50 do 77 stupnjeva Fahrenheita, dok se čini idealnim zadržavati razinu vlažnosti između 50 i 60 posto. Prema standardu NFPA 855, baterije moraju biti udaljene od bilo čega što bi moglo započeti požar, a također je nužno stalno provjeravati temperaturne uvjete. Nekoliko važnih stvari koje treba zapamtiti pri rukovanju ovim artiklima uključuje stalno držanje baterija uspravno, s montiranim zaštitnim poklopcima, te ih nikako ne smije ostaviti da se nasumično gomilaju zajedno. Za veće operacije, ugradnja opreme za termalno snimanje ima smisla uz pasivne sustave gašenja požara. Ove mjere pomažu u prevenciji opasnih situacija gdje baterije počinju nekontrolirano pregrijavati.
Prema studiji provedenoj 2023. godine na sveučilištu Battery University, koja je analizirala otprilike 2.000 vraćenih baterija za električne alate, one koje su nepravilno skladištene izgubile su oko dvije trećine svoje kapaciteta već nakon 18 mjeseci. Baterije koje su čuvane u dobrim uvjetima izgubile su manje od 20% kapaciteta. Kada se baterije toliko ograde, često pokazuju probleme s padom napona i pojavom litijevog prevlake na elektrodama. Istraživači su utvrdili da mnogi pametni uređaji prerano otkazuju jer korisnici često ostavljaju uređaje priključene na punjenje kada temperature prijeđe 30 stupnjeva Celzijevih. Istražujući dublje zašto se to događa, znanstvenici ukazuju na ubrzano formiranje tzv. SEI sloja te kemijski raspad elektrolitskog rastvora unutar ćelija baterije kada su one dugo vremena u potpunosti napunjene.
Većina stručnjaka slaže se da održavanje baterija djelomično punjenim pomaže u smanjenju nepoželjnih kemijskih reakcija unutar njih. Prema studijama Elektrokemijskog društva, baterije ostavljene na punom punjenju (100% SOC) povećavaju svoj unutarnji otpor za oko 15% mjesечно. To je znatno gore u usporedbi s onima koje se održavaju na otprilike 60% punjenja, gdje otpor raste samo za oko 2,2%. Glavni proizvođači, uključujući Dell i Tesla, preporučuju održavanje razine baterije između 40 i 60 posto za bolšu kemijsku stabilnost tijekom vremena. Kada se baterije čuvaju dulje vrijeme, logično je rotirati zalihe svakih tri mjeseca. Ponovno punjenje svih jedinica na otprilike 50% kapaciteta svakih 90 dana pomaže u borbi protiv prirodnog pražnjenja i sprječava ozbiljne probleme poput trajnog otapanja bakra kada razine padnu ispod 20% SOC.
Litijevi punjivi akumulatori su prije svega ugroženi zbog termalnog izlaska izvan kontrole, opasnosti od požara i degradacije uslijed nepravilnih uvjeta skladištenja, uključujući ekstremne temperature i razine vlažnosti.
Kako bi se produljio vijek trajanja akumulatora, litijeve baterije treba pohraniti s djelomičnim punjenjem (40-50%) u klimatiziranom okolišu s stabilnim temperaturama između 15-25 °C i razinama vlažnosti između 45-55%.
Za dugoročno skladištenje, održavajte baterije na 40-50% naboja, redovito pratite okolinske uvjete i napunite ih ponovno na oko 50% svakih 3-6 mjeseci kako biste spriječili duboko pražnjenje.
Djelomično punjenje smanjuje opterećenje na komponentama baterije, minimizira degradaciju i pomaže u održavanju kemijske ravnoteže unutar ćelija, što sprječava neželjene kemijske reakcije i produljuje vijek trajanja baterije.