EN
Quick Links
Litijeve polnilne baterije predstavljajo resno nevarnost za požar zaradi pojava, imenovanega termalni uidek. To je v bistvu takrat, ko baterija začne nekontrolirano segrevati in se celo lahko eksplozivno razleti. Ta težava se običajno pojavi po fizičnem poškodovanju baterije, prevelikem polnjenju ali pa, če baterija leži v temperaturah, višjih od 60 stopinj Celzija. Takšni pogoji povzročijo razpad notranjih delov, ki ohranjajo ločenost znotraj baterije, kar nato povzroči kemijske reakcije, ki sproščajo gorljive elektrolitske materiale. Že prebadanje ene same celice lahko skoraj takoj sproži sosednje celice. Za obvladovanje vseh teh nevarnosti potrebujejo proizvajalci ustrezne sisteme za nadzor napetosti in ustrezne postopke praznjenja pred shranjevanjem ali prevozom. Mnogi podjetja vgrajujejo v svoje baterijske konstrukcije posebne varnostne funkcije, da preprečijo takšne incidente.
Stabilnost baterij je resnično odvisna od temperature in vlažnosti. Raziskave kažejo, da se celice, shranjene nad 25 stopinj Celzija, pospešeno poslabšujejo – približno trikrat hitreje v primerjavi s tistimi, ki so shranjene med 15 in 20 stopinjami. Tudi elektrokemijski testi to potrjujejo. Ko zrak postane preveč vlažen, dejansko začne poškodovati priključke baterij in spodbuja nastajanje nevarnih dendritov znotraj celic. To močno poveča možnost notranjih kratkih stikov. Za primerno shranjevanje je najbolje hraniti baterije na mestih, kjer se temperatura ohranja precej stalna. Izogibajte se hranjenju v podstrešjih ali garažah, kjer se temperatura med dnevom lahko spremeni za več kot 10 stopinj. Pomembno je tudi ohranjati vlažnost pod 50 %. Silikagel vrečke dobro absorbirajo presežno vlažnost in ščitijo pred poškodbami zaradi vlažnih razmer.
Ko baterije dolgo časa postanejo preveč vroče, gre v osnovi za toplotno zlorabo in enega glavnih razlogov za njihovo zgodnjo okvaro. Vsakdo, ki pusti pakete baterij v bližini ogrevalnih rež, blizu tekočih motorjev ali na soncu, bo kmalu opazil težave. Katode se sčasoma razpadajo, kar pomeni, da baterija vsako leto izgubi med 15 % in morda kar 30 % sposobnosti shranjevanja naboja. Če baterije nadaljujejo z izpostavljanjem temperaturam nad 40 stopinj Celzija, se znotraj začne dogajati nekaj zelo negativnega. Elektrolit začne prehajati v plin, kar povzroči nabreknilo ohišje in ustvarja resne varnostne težave ob poznejšem polnjenju. Iz tega, kar smo videli pri infrardečih testih, je razvidno, da je ključno ohranjati temperature shrambe pod 30 stopinjami Celzija. Večina ljudi to težavo odpravi tako, da zagotovi dovolj prostora okoli baterij za cirkulacijo zraka in včasih doda toplotni ščit med baterijo in katerim koli sosednjim virom toplote.
Litijeve polnilne baterije ohranjajo najboljše delovanje, ko so shranjene pri 40–50 % naboja. To »zona zlate medvedice« zmanjša napetost na katodi in anodi ter prepreči litijev plaščenje – stransko reakcijo, ki poslabšuje elektrode. Analiza iz leta 2023, ki je zajela 12 glavnih proizvajalcev litijevih baterij, je pokazala, da 92 % priporoča delno polnjenje za shranjevanje, kar poudarja široko soglasje v industriji.
Ohranjanje baterij v popolnoma nabitem stanju pravzaprav pospeši razpad notranjih kemičnih sestavin, medtem ko popolno praznjenje baterij lahko vodi do nevarnega nabiranja bakra znotraj baterijskih celic. Povsem v skladu z najnovejšo izdajo mednarodnega protipožarnega kodeksa iz leta 2024 kaže, da shranjevanje baterij pri največ 30 % naboja zmanjša možnost pregrevanja za okoli 37 % v primerjavi s shranjevanjem v popolnoma nabitem stanju. Večina ljudi ugotovi, da v praksi najbolje deluje, če baterije ohranja med 40 in 50 % naboja. To omogoča dovolj prostora za naravno mesečno izgubo naboja v višini 5 %, ne da bi obstajala nevarnost popolnega praznjenja baterij, kar na dolgi rok povzroča njihovo škodo.
Tudi v idealnih pogojih litijeva baterija izgubi 2–4 % zmogljivosti letno zaradi rasti trdne elektrolitske medfaze (SEI). Za shranjevanje dlje od šestih mesecev je priporočljivo baterijo ponovno polniti na 50 % vsakih 3–6 mesecev, da preprečite popolno izpraznjevanje. Čeprav industrijski sistemi upravljanja z baterijami uporabljajo prilagodljive algoritme, ki temeljijo na temperaturi, je za potrošniške aplikacije dovolj ročno spremljanje.
Ključni vidik :
| Trajanje shranjevanja | Priporočljivo dejanje |
|---|---|
| <3 mesece | Shranjevanje pri 40–50 % |
| 3–12 mesecev | Ponovno polnjenje vsak četrtletje |
| >12 mesecev | Uporaba napetostnih alarmov |
Litijev-ionski akumulatorji delujejo najbolje, če so shranjeni med 15°C in 25°C (59°F–77°F) . Izpostavljenost temperaturam pod 0°C (32°F) zniža ionsko prevodnost, medtem ko temperature nad 45°C (113°F) povečajo tveganje za termični učinek zaradi taljenja separatorjev. Raziskave kažejo, da celice, shranjene pri 35°C, izgubijo 30 % več zmogljivosti letno v primerjavi s tistimi, ki so shranjene pri 20°C.
| Stanje | Idealno območje | Meja tveganja |
|---|---|---|
| Temperatura | 15 °C–25 °C (59 °F–77 °F) | <0 °C ali >45 °C (32 °F–113 °F) |
| Relativna vlažnost | 45–55% | > 90% |
Nikoli ne hranite baterij blizu grelnikov, pod neposredno sončno svetlobo ali v zaklenjenih avtomobilih v času zelo vročega vremena. Nadzor temperature ima velik vpliv na zdravje baterij. Ko se temperature vsak dan spreminjajo za več kot 10 stopinj Celzija (približno 18 Fahrenheitov), se elektrode znotraj baterij dejansko širijo in krčijo, kar sčasoma povzroča mehansko napetost. Za manjše zbirke doma ali v pisarni najbolje delujejo izolirane plastične škatle, ki jih postavimo na mesto z stabilno sobno temperaturo. Pri veših operacijah so potrebni ustrezni sistemi prezračevanja in klimatizacije, ki lahko ohranijo temperature znotraj nizkega obsega ±2 stopinji. To prepreči, da bi se določena območja starala hitreje kot druga, kar bi znatno skrčilo skupno življenjsko dobo.
Ko stopnja vlažnosti naraste nad 70 %, se pričnejo korodirati priključki in nastaja nevarnost nastanka fluorovodikove kisline znotraj baterijskih ohišij, kar zmanjša življenjsko dobo baterij za okoli 40 % v vročih in vlažnih podnebnih razmerah. Na drugi strani, ko stopnja vlažnosti pade pod 30 %, postane statična elektrika večji problem, ki lahko poškoduje občutljive komponente. Učinkovit zračni tok je tukaj ključen; priporočljivo je med šest in dvanajst popolnih menjav zraka na uro, da se odstranijo nevarne летuče organske spojine, ki nastajajo pri starejših baterijskih členkih. Večina objektov za to uporablja pakete s silicijevim gelom ali industrijske odvlažilnike, kar je še posebej pomembno pri shranjevanju litijevih železovih fosfatnih baterij, saj so te zelo občutljive na nihanja vlažnosti. Strokovnjaki na področju industrije splošno priporočajo redno spremljanje in vzdrževanje teh okoljskih kontrol.
Za vsakodnevno ali tedensko uporabo shranjujte baterije pri 40–50 % polnjenja v suhem, prostoru s sobno temperaturo (15–25 °C/59–77 °F). To zmanjša napetost elektrod in ohranja pripravljenost. Uporabite nevodne posode, se izogibajte prekrivanju in ohranite baterije stran od kovinskih predmetov. Ne pustite jih v napravah več kot 30 dni, da preprečite parazitski odjem.
Baterije, shranjene šest mesecev ali dlje, zahtevajo strogo kontrolirano okolje:
| Faktor | Idealni pogoji | Pogostost spremljanja |
|---|---|---|
| Nivo polnjenja | 40–50% | Vsakih 3 mesece |
| Temperatura okolja | 10–20 °C (50–68 °F) | Mesečno |
| Vlažnost | <50 % relativne vlažnosti | Dvakrat tedensko |
Poročilo o varnosti baterij iz leta 2023 je ugotovilo, da baterije, shranjene pri polnem polnjenju šest mesecev, izgubijo 18–22 % kapacitete, v primerjavi z le 2–4 %, ko so shranjene pri 50 %. Zelo priporočljivo je shranjevanje v klimatsko reguliranem prostoru.
Litijevi ionski akumulatorji se sami praznijo s 1,5–2% na mesec. Da preprečite globoko praznjenje, jih znova napolnite na 50% vsakih 6–9 mesecev, vendar med vzdrževalnim polnjenjem nikoli ne presegajte 85%. Če dovolite, da se polnjenje zmanjša pod 5%, se pospeši sulfatacija, proces poslabšanja, ki gospodarstvu ZDA vsako leto stane 740 milijonov dolarjev zaradi predčasnih zamenjav (Ponemon 2023).
Večina večjih proizvajalcev skupaj z varnostnimi organizacijami, kot sta UL Solutions in Nacionalna zveza za zaščito pred požarom, se je v osnovi dogovorila o nekaterih smernicah za shranjevanje. Temperatura mora ostati nekje med 10 in 25 stopinj Celzija, kar ustreza približno 50 do 77 stopinj Fahrenheita, medtem ko se zdi idealno ohranjati vlažnost med 50 in 60 odstotki. Povsem v skladu s standardom NFPA 855 morajo biti baterije ločene od vsega, kar bi lahko zagorelo, in morajo potekati redni pregledi temperaturnih razmer. Nekaj pomembnih stvari, ki jih je treba upoštevati ob ravnanju z temi izdelki, vključuje vedno postavljanje baterij v pokončen položaj z zaščitnimi pokrovi na mestu ter seveda izogibanje nakopičenim kupom brez urejenega položaja. Za večje operacije je smiselno namestitev termalne kamera skupaj s pasivnimi sistemi za gašenje požarov. Te rešitve pomagajo preprečiti tiste nevarne situacije, kjer baterije začnejo nekontrolirano prevročiti.
Glede na študijo, ki jo je leta 2023 izvedla Battery University, ki je preučevala približno 2000 vračenih baterij za električna orodja, so tiste, ki so bile shranjene neprikladno, v 18 mesecih izgubile približno dve tretjini svoje zmogljivosti. Baterije, shranjene v dobrih pogojih, so izgubile zmogljivost pod 20 %. Ko se akumulatorji tako poslabšajo, se prikažejo težave z napetostnimi padci in pojavom, imenovanim litijeva plošča na elektrodah. Raziskovalci so ugotovili, da mnogi pametni naprave zgodaj odpovejo, ker ljudje pogosto pustijo naprave priključene na polnjenje, ko temperature presegajo 30 stopinj Celzija. Ko raziskujejo vzroke za to pojavljanje, znanstveniki poudarijo hitrejše nastajanje t. i. SEI-plasti ter kemijsko razgradnjo elektrolitske raztopine znotraj baterijskih celic, ko te dolgo ostanejo popolnoma napolnjene.
Večina strokovnjakov se strinja, da ohranjanje baterij delno napolnjenih pomaga zmanjšati neželene kemijske reakcije znotraj njih. Glede na študije Elektrokemijske družbe, notranji upor baterij, pusti na popolnem naboju (100 % SOC), naraste približno 15 % na mesec. To je veliko slabše v primerjavi z baterijami, ki so ohranjene na približno 60 % polnosti, kjer upor naraste le za okoli 2,2 %. Glavni proizvajalci, kot sta Dell in Tesla, priporočajo, da se raven naboja baterij ohranja med 40 in 60 odstotki za boljšo kemijsko ravnovesje v času. Ko shranjujete baterije daljše časovno obdobje, je smiselno, da zamenjate zaloge vsakih tri mesece. Ponovno polnjenje vseh enot na približno 50 % zmogljivosti vsakih 90 dni pomaga pri naravnem izgubljanju naboja in preprečuje resnejše težave, kot je trajno raztapljanje bakra, ko stopnje padajo pod 20 % SOC.
Litijeve ponovno polnjenje baterij so predvsem ogrožene zaradi termičnega ubežanja, nevarnosti požara in poslabšanja zaradi neustrezne shranjevalne temperature, vključno z ekstremnimi temperaturami in stopnjami vlažnosti.
Da podaljšate življenjsko dobo baterije, shranjujte litijeve baterije pri delnem polnjenju (40–50 %) v klimatsko reguliranem okolju s stabilno temperaturo med 15–25 °C in vlažnostjo med 45–55 %.
Za dolgotrajno shranjevanje ohranite baterije pri 40–50 % nabitosti, redno preverjajte okoljske razmere in jih znova napolnite na približno 50 % vsakih 3–6 mesecev, da preprečite popolno izpraznjevanje.
Delno polnjenje zmanjša napetost v komponentah baterije, zmanjša poslabšanje in pomaga ohranjati kemijsko ravnovesje znotraj celic, kar preprečuje neželene kemijske reakcije in podaljšuje življenjsko dobo baterije.