EN
Quick Links
Lítiové nabíjateľné batérie predstavujú vážne riziko vzniku požiaru kvôli niečomu, čo sa nazýva tepelný únik. Ide v podstate o situáciu, keď batéria začne nekontrolovateľne zahrievať a dokonca môže aj explodovať. Tento problém sa zvyčajne vyskytne po fyzickom poškodení batérie, jej prebití alebo ak sa udržiava v teplote vyššej ako 60 stupňov Celzia. Takéto podmienky spôsobujú rozklad vnútorných častí, ktoré udržiavajú oddelené veci vo vnútri batérie, čo potom vyvolá chemické reakcie uvoľňujúce horľavé elektrolytické materiály. Už prebodnutie jednej bunky môže takmer okamžite spustiť reakciu v susedných bunkách. Na zvládnutie tohto rizika potrebujú výrobcovia dobré systémy na riadenie napätia a správne postupy vybíjania pred skladovaním alebo prepravou. Mnohé spoločnosti teraz zahŕňajú špeciálne bezpečnostné prvky priamo do návrhu svojich batérií, aby tak zabránili vzniku takýchto incidentov.
Stabilita batérií je skutočne ovplyvnená aj teplotou, aj úrovňou vlhkosti. Výskum ukazuje, že keď sa články uchovávajú nad 25 stupňov Celzia, tendencia ich degradácie je približne trikrát vyššia v porovnaní s článkami uchovávanými medzi 15 a 20 stupňami. To potvrdzujú aj elektrochemické testy. Keď je vzduch príliš vlhký, nad 60 % vlhkosti začne skutočne poškodzovať svorky batérie a podporuje rast nebezpečných dendritov vo vnútri článku. To zvyšuje pravdepodobnosť vzniku interných skratov. Na správne uchovávanie je najlepšie uchovávať batérie na miestach, kde sa teplota udržiava približne konštantná. Vyhnite sa uchovávaniu v podkroviach alebo garážach, kde môže teplota počas dňa kolísať viac než o 10 stupňov. Dôležité je tiež udržiavať úroveň vlhkosti pod 50 %. Silikagélové vrecúška sa preukázateľne hod ia na pohlcovanie prebytočnej vlhkosti a na ochranu pred poškodením spôsobeným vlhkosťou.
Keď sa batérie príliš dlho prehrejú, ide v podstate o tepelné poškodenie, ktoré je jednou z hlavných príčin ich predčasného výpadku. Každý, kto nechá batérie pri vykurovacích vetracích otvoroch, blízko bežiacich motorov alebo na slnku, si veľmi rýchlo všimne problémy. Katódy sa postupne rozkladajú, čo znamená, že batéria každý rok udrží o niečo menej náboja – medzi 15 % až pravdepodobne 30 %. Ak tieto batérie naďalej čelia teplotám vyšším než 40 °Celsiusa, vo vnútri sa deje niečo nebezpečné. Elektrolyt sa začne meniť na plyn, čo spôsobuje, že sa puzdro rozbieha a vznikajú skutočné bezpečnostné riziká pri nabití batérie neskôr. Z toho, čo sme videli pri testovaní v infračervenom spektre, je zrejmé, že udržiavanie skladovacích priestorov pod 30 °Celsiusom je kľúčové. Väčšina ľudí tento problém rieši tak, že sa uistí, že okolo batérií je dostatok miesta na cirkuláciu vzduchu, a niekedy pridá medzi batériu a zdroj tepla nejaký druh tepelného štítu.
Nabíjateľné lítiové batérie udržiavajú optimálny výkon, keď sú skladované pri 40–50 % nabitia. Táto „zlatovláčka zóna“ minimalizuje namáhanie katódy a anódy, čím sa predchádza lítiovej platničke – postrannému rebranému procesu, ktorý degraduje elektródy. Analýza z roku 2023 dvanástich hlavných výrobcov lítiových batérií zistila, že 92 % odporúča skladovanie v čiastočne nabitom stave, čo potvrdzuje širokú zhodu v priemysle.
Udržiavanie batérií plne nabité skutočne urýchľuje rozklad ich vnútorných chemických látok, zatiaľ čo ich úplné vybíjanie môže viesť k nebezpečnému ukladaniu medi vo vnútri batériových článkov. Podľa najnovšieho vydania Medzinárodného požiarného predpisu z roku 2024, ukladanie batérií s maximálnou nabitou kapacitou 30 % znižuje pravdepodobnosť prehrievacích incidentov približne o 37 % v porovnaní s ukladaním plne nabitých batérií. Väčšina bežných ľudí zistí, že udržiavanie batérií nabité medzi 40 a 50 % poskytuje v praxi najlepšie výsledky. Táto úroveň nabitia poskytuje dostatočnú rezervu na kompenzáciu prirodzenej mesačnej straty náboja vo výške 5 %, bez rizika úplného vybitia batérie, ktoré v dlhodobom horizonte spôsobuje ich poškodenie.
Aj za ideálnych podmienok sa lítiové batérie každoročne stratia 2–4 % kapacity kvôli rastu tuhej elektrolytovej medzivrstvy (SEI). Pre skladovanie dlhšie ako šesť mesiacov doplňte nabitie na 50 % každé 3–6 mesiace, aby ste predišli hlbokému vybitiu. Zatiaľ čo priemyselné systémy na riadenie batérií využívajú adaptívne algoritmy na základe teploty, pre spotrebiteľské aplikácie je postačujúce manuálne sledovanie.
Kľúčové zváženie :
| Trvanie uskladnenia | Odporúčaná akcia |
|---|---|
| <3 mesiace | Uchovávajte na 40–50 % |
| 3-12 mesiacov | Dobíjajte každý štvrťrok |
| >12 mesiacov | Použite alarmy napätia |
Lítium-iontové batérie dosahujú najlepšie výsledky, ak sú skladované medzi 15 °C a 25 °C (59 °F–77 °F) . Expozícia pod 0 °C (32 °F) zníži iontovú vodivosť, zatiaľ čo teploty nad 45 °C (113 °F) zvyšujú riziko tepelného úniku v dôsledku roztavenia separátorov. Výskum ukazuje, že články uskladnené pri 35 °C strácajú 30 % viac kapacity ročne v porovnaní s tými, ktoré sú udržiavané pri 20 °C.
| Stav | Ideálny rozsah | Rizikový práh |
|---|---|---|
| Teplota | 15 °C–25 °C (59 °F–77 °F) | <0°C alebo >45°C (32°F–113°F) |
| Relatívna vlhkosť | 45–55% | > 90% |
Nikdy neuchovávajte batérie v blízkosti radiátorov, na priamom slnečnom svetle alebo zamknuté vo vnútri áut počas horúceho počasia. Na udržiavaní teploty záleží veľmi veľa pre zdravie batérií. Keď teplota denne kolíše viac než o 10 stupňov Celzia (približne 18 Fahrenheitov), elektródy sa skutočne roztahujú a zmršťujú, čo vytvára mechanické napätie v priebehu času. Pre menšie súbory doma alebo v kancelárii sú najlepšie izolované plastové krabice, ktoré sa umiestnia na miesto s rovnomernou izbovou teplotou. Pri väčších operáciách sú potrebné vhodné klimatizačné systémy, ktoré udržiavajú teplotu v úzkom rozsahu ±2 stupne. Tým sa zabráni tomu, aby sa niektoré oblasti starnuli rýchlejšie ako iné, čo by výrazne skrátilo celkovú životnosť.
Keď hladina vlhkosti stúpne nad 70 %, začnú sa korodovať svorky a vzniká riziko tvorby kyseliny fluorovodíkovej vo vnútri batériových skríň, čo skráti životnosť batérie približne o 40 % v teplých a vlhkých podnebných podmienkach. Na druhej strane, keď vlhkosť klesne pod 30 %, statická elektrina sa stáva väčším problémom, ktorý môže poškodiť citlivé komponenty. Dobré vetranie je v tomto prípade nevyhnutné – odporúča sa dosiahnuť medzi šiestimi a dvanástimi úplnými výmenami vzduchu každú hodinu, čo pomáha odstrániť nebezpečné летuché organické zlúčeniny vychádzajúce z opotrebovaných batériových článkov. Väčšina zariadení na udržiavanie stability využíva buď silikagélové vrecúška, alebo priemyselné sušičky vzduchu, čo je obzvlášť dôležité pri skladovaní lítium-ferumfosfátových batérií, keďže sú mimoriadne citlivé na kolísanie vlhkosti. Odborníci na priemysel odporúčajú pravidelné monitorovanie a údržbu týchto environmentálnych kontrol.
Pri každodennom alebo týždennom používaní uchovávajte batérie pri nabití 40–50 % v suchom prostredí pri izbovej teplote (15–25 °C/59–77 °F). Tým sa zníži stres na elektródach a zároveň sa zachová pripravenosť batérie. Používajte nevodivé nádoby, vyhýbajte sa skladovaniu nad sebou a držte batérie v diaľke od kovových predmetov. Nechávajte ich vo zariadeniach na viac ako 30 dní, aby sa zabránilo parazitnému odbemu.
Batérie skladované šesť mesiacov alebo dlhšie vyžadujú prísne kontrolované prostredie:
| Faktor | Ideálna podmienka | Frekvencia monitorovania |
|---|---|---|
| Úroveň nabitia | 40–50% | Každé 3 mesiace |
| Teplota okolia | 10–20 °C (50–68 °F) | Mesačne |
| Vlhkosť | <50 % relatívna vlhkosť | Dvakrát mesačne |
Podľa správy o bezpečnosti batérií z roku 2023, batérie skladované na plný náboj počas šiestich mesiacov strácali 18–22 % kapacity, v porovnaní s 2–4 % pri skladovaní na 50 % nabitia. Dôrazne sa odporúča skladovanie v klimatizovanom prostredí.
Lítium-iontové batérie sa samovybíjajú o 1,5–2% mesačne. Na zabezpečenie pred hlbokým vybitím ich prebite na 50% každých 6–9 mesiacov, ale počas údržbového nabíjania nikdy nepresiahnite 85%. Ak dovolíte pokles nabitia pod 5%, urýchľuje sa sulfatácia, čo je degradačný proces, ktorý stojí americké podniky ročne 740 miliónov dolárov v predčasných výmenách (Ponemon 2023).
Väčšina hlavných výrobcov spolu s organizáciami zameranými na bezpečnosť, ako napríklad UL Solutions a National Fire Protection Association, sa v podstate dohodla na niekoľkých základných smerniciach pre skladovanie. Teplota by mala byť udržiavaná približne medzi 10 až 25 stupňami Celzia, čo zodpovedá približne 50 až 77 stupňom Fahrenheita, pričom optimálna vlhkosť vzduchu sa pohybuje medzi 50 až 60 percentami. Podľa normy NFPA 855 musia byť batérie uchovávané mimo všetko, čo by mohlo horieť, a zároveň musia byť kontrolované teplotné podmienky. Niekoľko dôležitých rád, ktoré je potrebné mať na pamäti pri manipulácii s týmito predmetmi, zahŕňa vždy udržiavanie batérií vo zvislej polohe so zachovaním ich ochranných krytov a rozhodne ich nenechať nahromadené voľne spolu. Pre rozsiahlejšie prevádzky je rozumné inštalovať vybavenie na termálne zobrazovanie spolu so systémami pasívneho hašenia požiarov. Tieto opatrenia zabraňujú nebezpečným situáciám, kedy batérie začnú nekontrolovateľne prehrievať.
Podľa štúdie z roku 2023, ktorú vykonala Battery University a ktorá sa pozerala na približne 2 000 vrátených batérií do náradia, batérie skladované nesprávne strácali okolo dve tretiny svojej kapacity už počas 18 mesiacov. Batérie udržiavané za vhodných podmienok mali pokles kapacity pod 20 %. Keď batérie takto degradujú, často sa objavujú problémy s poklesom napätia a javom známym ako lítiové pozlácanie na elektródach. Výskumníci zistili, že mnohé inteligentné zariadenia zlyhávajú skôr, pretože ľudia často nechávajú ich batérie neustále nabíjané, keď teplota stúpne nad 30 stupňov Celzia. Pri hlbšom preskúmaní dôvodov tohto javu vedci upozorňujú na rýchlejší vývoj tzv. SEI vrstvy a chemický rozklad elektrolytu uvnitř článkov batérie, ak sú batérie dlhodobo udržiavané na plnej nabitosti.
Väčšina odborníkov súhlasí s tým, že udržiavanie batérií čiastočne nabité pomáha znížiť nežiaduce chemické reakcie vo vnútri. Podľa štúdií od Electrochemical Society batérie ponechané na plnom nabití (100 % SOC) zaznamenávajú nárast vnútorného odporu približne o 15 % mesačne. To je oveľa horšie v porovnaní s tým, čo sa deje, keď sú udržiavané na úrovni okolo 60 %, kde odpor stúpa len o 2,2 %. Významní výrobcovia, ako napríklad Dell a Tesla, odporúčajú udržiavať úroveň batérie medzi 40 a 60 percentami, aby sa dosiahla lepšia chemická rovnováha v priebehu času. Pri dlhodobom skladovaní batérií je rozumné každé tri mesiace rotovať zásoby. Opätovné nabíjanie všetkých jednotiek na približne 50 % kapacity každých 90 dní pomáha bojovať proti prirodzeným stratám náboja a zabraňuje vážnym problémom, ako je napríklad trvalé rozpustenie medi, keď hladina klesne pod 20 % SOC.
Lítiové nabíjacie batérie sú vystavené najväčšiemu riziku v dôsledku tepelného úniku, požiarneho nebezpečenstva a degradácie spôsobenej nesprávnymi podmienkami skladovania, vrátane extrémnych teplôt a hladín vlhkosti.
Na predĺženie životnosti skladujte lítiové batérie s čiastočným nábojom (40-50 %) v klimatizovanom prostredí so stabilnou teplotou medzi 15-25 °C a vlhkosťou medzi 45-55 %.
Pri dlhodobom skladovaní udržiavajte batérie na 40-50 % náboja, pravidelne monitorujte vonkajšie podmienky a batérie nabíjajte na približne 50 % každé 3-6 mesiacov, aby sa predišlo hlbokému vybitiu.
Čiastočné nabíjanie znižuje namáhanie batériových komponentov, minimalizuje degradáciu a pomáha udržať chemickú rovnováhu v článkoch, čím sa predchádza nežiaducim chemickým reakciám a predĺži životnosť batérie.