EN
קישורים מהירים
סוללות אaccumולטוריות על בסיס ליתיום נושאות סיכוני שריפה חמורים עקב תופעה הנקראת ריצה תרמלית. מדובר במקרה שבו הסוללה מתחילה להתחמם באופן לא ניתן שליטה ועשוייה אפילו להתפוצץ. כשמסובכת מתרחשת לאחר פגיעה פיזית בסוללה, טעינה מוגזמת או החזקה בטמפרטורות גבוהות מ-60 מעלות צלזיוס. תנאים אלו מפרים את המבנה הפנימי שמטרתו לשמור על הפרדת הרכיבים הפנימיים של הסוללה, מה שמוביל לתגובות כימיות שמשחררות את החומרים הפלואידיים שבתוכה. חדירה לתא אחד בלבד עשויה להפעיל שרשרת של תאי סוללה סמוכים כמעט מיד. על מנת להתמודד עם הסיכונים הללו, יצרנים נדרשים להטמיע מערכות שליטה במתח ובתהליכי פריקת מיטובים לפני אחסנה או תחבורה. כיום, חברות רבות מטמיעות במבנה הסוללות שלהן תכונות ביטחון מיוחדות המונעות מהתרחשות של תופעות אלו.
היציבות של סוללות מושפעת מאוד גם מדרגת הטמפרטורה וגם מרמת הרטיבות. מחקר מצביע על כך שכאשר תאים מאוחסנים מעל 25 מעלות צלזיוס, הם נוטים להתנוון מהר פי שלושה בהשוואה לאלה שמוחזקים בין 15 ל-20 מעלות. בדיקות אלקטרוכימיות גם כן תומכות בכך. כאשר האוויר הופך לחם מדי, רטיבות של יותר מ-60% פוגעת בפועל בקצות הסוללה ומעודדת את הגדילה של צמחיית דנדריטים מסוכנת בתוך התא. זה גורם להסתברות רבה יותר לקצר חשמלי פנימי. לאחסון תקין, מומלץ להחזיק את הסוללות במקומות שבהם הטמפרטורה נשארת יחסית קבועה. מומלץ להימנע מהוסקתם במרתפים או במרתפים חמים שבהם הטמפרטורה יכולה להשתנות ב-10 מעלות במהלך היום. חשוב גם לשמור על רמות רטיבות הנמוכות מ-50%. שקיות ג'ל סיליקה הן אפקטיביות בפיזור רטיבות מיותרת ובהגנה מפני נזקי לחות.
כאשר סוללות מתחמות מדי לאורך זמן, זה נחשב למעשה לפגיעה תרמלית ואחת הסיבות העיקריות להתקלות מוקדמת שלהן. כל אחד שמונח את חבילות הסוללות קרוב לסדקים מחוממים, ליד מנועים בתפעול או בחוץ בירחון, יבחין בבעיות די מהר. הקתודות מתחילות להתפרק עם הזמן, מה שפירושו שהסוללה שומרת פחות טעינה כל שנה, איפשהו בין 15% ועד אולי אפילו 30%. אם הסוללות האלה ימשיכו להיחשף לטמפרטורות גבוהות מ-40 מעלות צלזיוס, יתרחש בתוכן משהו רע. האלקטרוליט מתחיל להפוך לגז, מה שגורם למארז להתנפח וсоздает בעיות אמינות אמיתיות כשמנסים לטעון אותן מאוחר יותר. על פי מה שראינו בבדיקות באינפרה-אדום, שמרור אזורים לאחסון מתחת ל-30 מעלות צלזיוס הוא חשוב ביותר. ברוב המקרים פותרים את הבעיות האלה על ידי ודיאציה לכך שיש מספיק מרחב מסביב לסוללות כדי לאפשר סירקולציה של אוויר, ולפעמים גם הוספה של חומר מגן חום כלשהו בין הסוללה לבין כל מה שיכול להפיק חום בסביבה הקרובה.
סוללות ליתיום יציבות שומרות על ביצועים מיטביים כאשר הן נאגרות ברמת טעינה של 40–50%. אזור זה, הידוע בשם "איזור גולדילוקס", ממזער את העומס על הקתודה והאנודה, ומונע ציפוי ליתיום – תגובה צדדית שמביאה לדגראציה של האלקטרודות. ניתוח מ-2023 של 12 יצרני סוללות ליתיום-יון מרכזיים גילה כי 92% מהן ממליצות על טעינה חלקית לצורך אגירה, מה שממחיש קונצנזוס רחב בתעשייה.
אחסון סוללות בטעינה מלאה למעשה ממהר את פירוק הכימיקלים הפנימיים שלהן, בעוד הפעלה עד ריקון מוחלט יכולה להוביל ליצירת צובר נחושת מסוכנת בתוך תאי הסוללה. לפי מהדורה האחרונה של קוד שריפה בינלאומי מ-2024, אחסון סוללות בטעינה שאינה עולה על 30% מפחית את הסיכון להזדמנויות של חימום יתר ב-37% בהשוואה לאחסון שלהן בטעינה מלאה. רוב האנשים המוצאים שתחזוקת הסוללות בטווח של 40–50% טעינה היא האופטימלית בפועל. זה נותן מספיק מקום לפער של 5% אבדן טעינה חודשי טבעי, מבלי לקחת את הסיכון של ריקון מוחלט של הסוללה, שבעיקרו מזיק לה לאורך זמן.
אפילו בתנאים אידיאליים, סוללות ליתיום מאבדות 2–4% קיבולת שנתיamente עקב crecimiento של ממשק האלקטרוליט המוצק (SEI). לאחסון העולה על 6 חודשים, יש לטעון מחדש עד 50% כל 3–6 חודשים כדי למנוע פריקה מעמיקה. בעוד שמערכות ניהול סוללות תעשייתיות משתמשות באלגוריתמים מותאמים אישית בהתבסס על הטמפרטורה, פיקוח ידני מספיק ליישומים צרכניים.
שיקול 메ركזיות :
| משך האחסון | פעולה מומלצת |
|---|---|
| <3 חודשים | לאחסן ב-40–50% |
| 3-12 חודשים | למלא מחדש מדי רבעון |
| >12 חודשים | להשתמש אזעקות מתח |
סוללות ליתיום-יון מפעילות בצורה הטובה ביותר כאשר הן מאוחסנות בין 15°C ו-25°C (59°F–77°F) . חשיפה מתחת 0°C (32°F) מפחיתה את המוליכות היונית, בעוד טמפרטורות מעל 45°C (113°F) מעמיקות את הסיכון לריצה תרמלית עקב נמס המפריד. מחקר מראה שתאים המאוחסנים ב-35°C מאבדים 30% יותר קיבולת שנתי מאלו שנשמרים ב-20°C.
| מצב | טווח אידיאלי | סף סיכון |
|---|---|---|
| טמפרטורה | 15°–25° צלזיוס (59°–77° פרנהייט) | מתחת ל-0° צלזיוס או מעל 45° צלזיוס (32°–113° פרנהייט) |
| לחות יחסית | 45–55% | >90% |
אסור לאחסן סוללות קרוב לרadiator, ב bầuש מישמש ישיר, או בסגרור נעול ברכב סגור במהלך מזג אוויר חם. שליטה בטמפרטורה היא חשובה מאוד לבריאות הסוללה. כאשר הטמפרטורות משתנות ב-10 מעלות צלזיוס (בערך 18 פרנהייט) ביום-יום, האלקטרודות הפנימיות למעשה מתרחבות וצונכות, מה שיוצר מתח מכאנלי לאורך זמן. לאוספים קטנים בבית או במשרד, תיבות פלסטיק מבודדות הן הטובות ביותר כאשר הן ממוקמות במקום שבו הטמפרטורה החדר קבועה. ארגונים גדולים זקוקים למערכות HVAC מתאימות שיכולות לשמור על טמפרטורות בטווח של ±2 מעלות. זה עוזר למנוע מחלקים מסוימים להזדקן מהר מדי, מה שיכול להפחית משמעותית את אורך החיים הכולל.
כאשר רמות הלחות עולות מעל 70%, טרמינלים מתחילים לטרוד ויש סיכון של חומצה פלואודרית הידרופורית להיווצר בתוך תא הסוללה, אשר מצמצם את חיי הסוללה בכ-40% באקלים חם ורטוב. מצד שני, כאשר הלחות יורדת מתחת ל-30%, חשמל סטטי הופך לבעיה גדולה יותר שיכולה לפגוע בחלקיקים רגישים. זרימת אוויר טובה חיונית כאן, היעד בין שישה עד 12 שינויים מלאים של אוויר בכל שעה עוזר לנקות את תרכובות אורגניות נעות המגעילות האלה רוב המתקנים משתמשים או בקופסאות ג'ל סיליקה או מורידים לחות תעשייתיים כדי לשמור על דברים יציבים, חשוב במיוחד לאחסון סוללות ליתיום ברזל פוספט מכיוון שהם רגישים מאוד להדרדרות לחות. מומחי תעשייה ממליצים בדרך כלל על מעקב קבוע ושמירה על השליטה הסביבתית הזו.
לאחסון יומיומי או שבועי, יש לאחסן את הסוללות ברמת טעינה של 40–50% בסביבה יבשה ובטמפרטורת חדר (15–25 מעלות צלזיוס / 59–77 מעלות פרנהייט). פעולה זו מפחיתה את מתח האלקטרודה ומבטיחה מוכנות. יש להשתמש בحاבות לא מוליכות, להימנע מהטלה זו על זו, ולשמור את הסוללות מנותקות מעצמים מתכתיים. אין להשאיר סוללות במכשירים למשך יותר מ-30 יום כדי למנוע ניקוז לא רצוי.
סוללות המאוחסנות למשך שישה חודשים או יותר מצריכות שליטה קפדנית בסביבה:
| גורם | מצב אידיאלי | תדירות ניטור |
|---|---|---|
| רמות טעינה | 40–50% | כל שלושה חודשים |
| טמפרטורת סביבת | 10–20 מעלות צלזיוס (50–68 מעלות פרנהייט) | חודשי |
| רטובות | <50% לחות יחסית | דו שבועי |
דוח אטחה של סוללות משנת 2023 גילה שסוללות שנשמרו בתוספת טעינה מלאה למשך שישה חודשים איבדו 18–22% מהקיבולת שלהן, לעומת 2–4% כאשר נשמרו ב-50%. מומלץ בחום לאחסן את הסוללות במבנה עם שליטה אקלימית.
סוללות ליתיום-יון מאבדות טעינה עצמית בקצב של 1.5–2% בחודש. כדי למנוע פריקת עומק, יש לטעון אותן מחדש ל-50% כל 6–9 חודשים, אך לעולם לא לעבור את 85% בעת טעינה שוטפת. הורדת הטעינה מתחת ל-5% מسرعة את תהליך הסולפטציה, תהליך התדרדרות שמעולה לעסקים בארצות הברית 740 מיליון דולר בשנה עקב החלפות מוקדמות מדי (Ponemon 2023).
רוב היצרנים המרכזיים יחד עם ארגוני ביטחון כמו UL Solutions והאיגוד הלאומי להגנה מפני שריפות קבעו באופן בסיסי הנחיות אחסון. הטמפרטורה צריכה להישמר בטווח של 10 עד 25 מעלות צלזיוס, שזה בערך 50 עד 77 מעלות פרנהייט, ורמות הרטיבות בין 50 ל-60 אחוזים נראות אידיאליות. לפי סטנדרט ה-NFPA 855, יש להרחיק סוללות מכל דבר שעלול להבעיר ויש צורך בבדיקות מתמידות של תנאי הטמפרטורה. כמה דברים חשובים לזכור בעת טיפול באביזרים אלו כולל שמירה עליהם במצב אנכי עם הכיסויים המגינים במקומם, ובשום פנים ואופן לא לאפשר הצטברות חופשית שלהם יחד. למבצעים גדולים, התקנת ציוד ליצירת תמונות תרמיות היא הגיונית יחד עם מערכות דיכוי שריפה פסיביות. אמצעים אלו עוזרים למנוע מצבים מסוכנים בהם הסוללות מתחממות ללא שליטה.
לפי מחקר של Battery University מ-2023 ש bada על כ-2,000 סוללות לפאונים שהוחזרו, הסוללות שנשמרו בתנאים לא נאותים איבדו כשליש מכושרת האגירה שלהן תוך 18 חודשים בלבד. הסוללות שנשמרו בתנאים טובים איבדו פחות מ-20%. כאשר הסוללות מנוונות בצורה כה חמורה, הן נוטות להפגין בעיות של ירידת מתח ותהליך הנקרא 'שיפוי ליתיום' על האלקטרודות. החוקרים גילו שמספר רב של התקנים חכמים מתקלקלים בתקופה מוקדמת מכיוון שאנשים רבים משאירים אותם מחומרים כל הזמן כאשר הטמפרטורה עולה על 30 מעלות צלזיוס. בחינה מעמיקה יותר של הסיבות לתופעה זו חושפת את היווצרות המהירה של שכבה הנקראת SEI layer וכן פירוק כימי של תמיסת האלקטרוליט בתוך תאי הסוללה כאשר הם נשמרים בתמcharge מלא לאורך זמן.
מרבית המומחים מסכימים כי שמירה על טעינה חלקית של סוללות תורמת להפחתת תגובות כימיות לא רצויות מבפנים. לפי מחקרים של החברה האלקטרוכימית, סוללות שנשארות טעונות ב-100% רואות את ההתנגדות הפנימית שלהן עולה ב-15% כל חודש. מצב זה גרוע בהרבה מאשר אם הן נשמרות בערך ב-60% טעינה, אז ההתנגדות עולה רק ב-2.2%. יצרנים גדולים כמו Dell ו- Tesla ממליצים לשמור על רמות סוללה בין 40 ל-60 אחוזים כדי לשמור על איזון כימי טוב לאורך זמן. בעת אחסון סוללות לתקופות ממושכות, מומלץ להחליף את המלאי כל שלושה חודשים. טעינה מחודשת של כל היחידות לערך 50% בכל 90 ימים עוזרת ללחימה בנזקי פריקה טבעית ומונעת בעיות חמורות כמו ממסת נחושת לצמיתות כאשר הרמות נופלות מתחת ל-20% SOC.
סוללות ליתיום הניתנות לטעינה נתונות בסיכון בעיקר עקב סחרחורת תרמלית, סכנות אש ופסולת עקב תנאי אחסון לא תקינים, כולל טמפרטורות ואורחות קיצוניות.
כדי להאריך את חיי הסוללה, יש לאחסן סוללות ליתיום בטעינה חלקית (40-50%) בסביבה עם אקלים מבוקר בטמפרטורות יציבות בין 15-25 מעלות צלזיוס ורמות לחות בין 45-55%.
לאחסון לטווח ארוך, שמרו על רמת טעינה של 40-50%, פיקחו על תנאי הסביבה בקביעות, וטענו את הסוללות מחדש לכ-50% כל 3-6 חודשים כדי למנוע פריקה עמוקה.
טעינה חלקית מפחיתה את המתח על רכיבי הסוללה, ממזערת דירוג, ועוזרת לשמור על האיזון הכימי בתוך התאים, מה שמונע תגובות כימיות לא רצויות ומאריכה את חיי הסוללה.