Jinsi ya Kuhifadhi Bateri ya Lithium Zinazochajiwa Vipasavyo?

Kuelewa Hatari za Kuhifadhi Bateri ya Lithium ya Kupakua Kwa Talaka

Hatari za moto na upato bateri ya lithium ya kupakua tena

Beti ya lithium yenye uwezo wa kuachari tena ina hatari kubwa za moto kutokana na kitu kinachoitwa thermal runaway. Hiki ni kama vile wakati beti inapoanza kujisua kwa njia isiyo ya kudhibitiwa na inaweza kuharibika. Tatizo hutokea kwa ujumla baada ya beti kupata mabaya kimwili, kupachwa mwingi, au kushoto mahali pa joto zaidi ya 60 digrii Celsius. Hizi pamoja huvuruga sehemu za ndani ambazo zinatumika kuzingatia mambo ya beti, ikisababisha mabadiliko ya kemia yanayotolea vitu vinavyoweza kuchomwa. Seli moja tu ikapenetrwa inaweza kuanza kusababisha seli za jirani kwa haraka sana. Ili kudhibiti hatahatari hizi, watoa haja ya mfumo mzuri wa udhibiti wa voltage na mchakato wa kutoa nishati kabla ya kuhifadhiwa au kusafirishwa. Kwa sasa, mashirika mengi yamejumlisha sifa za salama maalum katika muundo wa beti zao ili kuzuia matukio hayo.

Sababu za mazingira zinazohamia usalama wa bateri ya lithium ya kupakua tena

Utulivu wa betri huchukuliwa sana na sababu za joto na unyevu. Utafiti umshowa kwamba wakati wa seli hifadhiwa juu ya 25 digrii Celsius, hupotea kasi ya kwa ajabu mara tatu kulingana na zile zilizopo kati ya 15 na 20 digrii. Pia, utafiti wa kimwili-kiyakobo hukithibitisha hii. Wakati hewa ina wingi wa unyevu, zaidi ya asilimia 60 ya unyevu hukuburudisha miguu ya betri na kukuza makali ya dendrites ndani ya seli. Hii inafanya uhusiano wa kifupi ndani kuwa rahisi zaidi. Kwa hifadhi ya kawaida, ni bora kuhifadhi betri mahali ambapo joto linatumaini. Epuka kuyahifadhi katika vitvito au garaji ambapo joto linaweza kubadilika kiasi cha zaidi ya digrii 10 kila siku. Pia ni muhimu kudhibiti kiwango cha unyevu chini ya asilimia 50. Vitabu vya silica gel vinajitokeza vizuri katika kumsumbua unyevu usio na manufaa na kulinua dhidi ya uharibifu unaotokana na unyevu.

Matumizi mabaya ya joto katika hifadhi ya betri ya lithium rechargeable

Wakati bateri zinapopata moto sana kwa muda mrefu, hicho kimsingi ni uhaba wa joto na moja ya sababu zinazofanya bateri kufeli mapema. Yeyote ambaye anaweza kugeuza vifuko vya bateri karibu na mapumziko ya joto, karibu na mita za kusonga au hata nje ya jua atajisikia matatizo haraka. Cathodes huanza kuvunjika kwa muda, ambacho inamaanisha bateri inachukua nishati chini kila mwaka kati ya asilimia 15 hadi labda hata asilimia 30. Ikiwa bateri hizo zinazuia mengineyo ya joto zaidi ya 40 digrii Celsius, kitu kibaya hutokea ndani. Electrolyte huanza kubadilika kuwa gesi, ambayo inafanya mwavuli kukuza na kuzalisha matatizo ya usalama wakati wa kujaza tena. Kutokana na yale tuliyoyasita katika majaribio ya infrad, ni muhimu sana kudumisha maeneo ya kuhifadhi chini ya 30 digrii Celsius. Watu wengi hujasiri hili la matatizo kwa kuhakikana kuwa kuna nafasi ya hewa kuzunguka bateri na wakati mwingine kuongeza vitu kama vile vifaa vinavyozuia joto kati ya bateri na kitu chochote kingine kinachozaa joto karibu.

Hali ya Sajili ya Kutosha kwa Kuhifadhi Bateri za Lithium zitakazopakuliwa

Kuhifadhi Bateri za Lithium zitakazopakuliwa kwa 40-50% ya malipo

Betri zinazoweza kuchajiwa na lithiamu hudumisha utendakazi wa kilele zinapohifadhiwa kwa chaji ya 40–50%. Hii "eneo la Goldilocks" hupunguza mkazo kwenye cathode na anode, kuzuia uwekaji wa lithiamu - mmenyuko wa upande ambao huharibu elektrodi. Uchanganuzi wa 2023 wa watayarishaji 12 wakuu wa betri za lithiamu-ioni uligundua kuwa 92% inapendekeza kutozwa kwa kiasi kwa hifadhi, hivyo basi kusisitiza makubaliano mapana ya tasnia.

Kwa Nini Kuepuka Malipo Kamili au Kutoa Yamkamilifu Ni Muhimu

Kupeleka bateri kwenye malipo ya kamili kwake hakinishe uharibifu wa viambazo vyao vya ndani, wakati mwingine kuvutia yote malipo yanaweza kusababisha uongezaji wa chuma cha mafuriko ndani ya seli za bateri. Kulingana na toleo jipya la International Fire Code la 2024, kuhifadhi bateri zisizopakua zaidi ya 30% hupunguza uwezekano wa matukio ya kupata moto kwa takribani 37% kwa gharama ya kuhifadhiwa wakati wote wamejaa malipo. Watu wengi hujiona kuwa kuhifadhi bateri zao kati ya 40 na 50% malipo ni njia bora zinazotumika. Hii inaipa nafasi ya kutoweka malipo ya 5% kila mwezi bila ya kuendelea kuvutia bateri yote, ambayo ndiyo inayoharibu bateri kwa muda mrefu.

Usimamizi wa Hali ya Malipo Wakati wa Kuhifadhi Kwa Muda Mrefu

Hata katika hali bora, bateri ya lithium zinapoteza uwezo wa 2–4% kwa mwaka kwa sababu ya kukua kwa interphase ya solid-electrolyte (SEI). Kwa uhifadhi zaidi ya mwezi sita, jaza upya hadi 50% kila mwezi 3–6 ili kuzuia kutoa kwa umakini. Ingawa mitandao ya kusimamia bateri ya viwanda hutumia algorithm zinazobadilika kulingana na joto, usimamizi wa mikono ni kifaa kwa matumizi ya wateja.

Kuzingatia muhimu :

Hali ya Joto na Unyevu inayopendekezwa kwa Uhifadhi wa Bateri ya Lithium inayoweza Kujazwa Upya

Mwanga wa Kuhifadhiwa wa Joto kwa Vibatteri vya Lithium-Ion

Vibatteri ya lithium-ion hufanya kazi vizuri zaidi wakati yanapoifadhiwa kati ya 15°C na 25°C (59°F–77°F) . Ufuatiliaji chini ya 0°C (32°F) unaopokea utoaji wa ions, wakati joto juu ya 45°C (113°F) linaongeza hatari ya ujazo wa joto kwa sababu ya kutoweka kwa kizazi. Utamizaji unaonyesha kuwa seli zinazofadhiwa chini ya 35°C zinapoteza akiwa zaidi ya 30% kwa mwaka kuliko zile zenye 20°C.

Kuhifadhi Bateri za Lithium zinazochajiwa Mahali Mabavu na Mchoro

Usipoke bateri karibu na radiatory, chini ya jua moja kwa moja, au zilizofungwa ndani ya magari yaliyofungwa wakati wa hewa ya moto. Udhibiti wa joto una umuhimu mkubwa kwa afya ya bateri. Wakati joto linapobadilika kwa zaidi ya 10 daraja Celsius (karibu 18 Fahrenheit) kila siku, elektrody zilizomo ndani hupanda na kupungua, huzalisha kugeuka kwa mifumo ya kiashiria kwa muda. Kwa vituo vidogo nyumbani au katika ofisi, sanduku la plastiki lenye uwanibisho zaidi linatumika vizuri zaidi wakati linapowekwa mahali pa joto la pamoja. Kwa vituo kubwa inahitajika mfumo wa HVAC unaoweza kudhibiti joto ndani ya kipimo cha ±2 daraja. Hii inasaidia kuzuia sehemu fulani zilizopakawa haraka kuliko nyingine, ambazo zingekupunguza uchumi wa umri wa ujumla.

Unyevu, Upepo, na Udhibiti wa Mazingira kwa Usajili Salama

Wakati kiwango cha unyevu kuzidisha juu ya 70%, mashimo ya kifaa huanza kuchemka na kuna hatari ya kuundwa kwa acid ya hydrofluoric ndani ya viambukombi vya betri, ambacho kinafanya umri wa betri ukipata pungufu wa takribani 40% katika mazingira ya joto na unyevu. Kwa upande mwingine, wakati unyevu unapungua chini ya 30%, umeme wa statistiki hudegeisha kuwa ni tatizo kubwa zaidi linaloweza kuathiri vitu vyenye umri wa pamoja. Hewa bora ni muhimu sana hapa, ikiangalia kufanya mabadiliko ya hewa kwa kipimo cha kati ya sita na kumi na mbili kwa saa moja ili kusafisha hewa na kufukuza vitu vya mabaya ya kikemikali vinavyotokana na seli za kale za betri. Sehemu nyingi zinatumia vituo vya gel ya silica au vifaa vya kuchoma unyevu ili kudumisha hali ya sawa, na hii ni muhimu sana kwa ajili ya kuhifadhi betri za lithium iron phosphate kwa sababu zinazotegemea mabadiliko ya unyevu. Watu wajanja wa uhandisi kawaida wapendekeza kufuatilia na kudumisha mabadiliko ya mazingira haya.

Mbinu za Hifadhi za Muda Mfupi dhidi ya za Muda Mrefu kwa Betri za Lithium Unazoweza Kuchajiwa

Mbinu Bora za Hifadhi ya Muda Mfupi kwa Betri za Lithium Unazoweza Kuchajiwa

Kwa matumizi ya kila siku au ya kila wiki, weka bateri kwenye mahali pachafu na wa joto la chumba (15–25°C/59–77°F) wakati wa 40–50% ya malipo. Hii inapunguza mzigo wa viashiramo huku ikinethibiti tayari. Tumia vyombo ambavyo havikaribishe umeme, epuka kuyanyanyua na uweke bateri mbali na vitu vya chuma. Usiweke kwenye vifaa zaidi ya siku 30 ili kuzuia uchongaji wa parasitiki.

Miongo ya Kuhifadhi kwa Muda Mrefu: Uendelezaji na Ufuatiliaji wa Malipo

Bateri zinazohifadhiwa kwa miezi sita au zaidi zahitaji udhibiti wa mazingira kibinafsi:

Ripoti ya Salama ya Bateri ya 2023 iligundua kuwa bateri zilizohifadhiwa wakati wa malipo kamili kwa miezi sita zilipoteza uwezo wa 18–22%, ikiwa na 2–4% tu wakati wa kuhifadhiwa kwa 50%. Inapendekezwa sana kuhifadhiwa bateri katika mazingira yenye udhibiti wa hali ya hewa.

Kugeuza upya Bateri za Lithium zinazoweza Kugeuza upya Kwa Muda wa Kuhifadhiwa Mara Kwa Mara

Bateri za Lithium-ion zinapungua zenyenye 1.5–2% kwa mwezi. Ili kuzuia kutoa kabisa, jaza upya hadi 50% kila muda wa 6–9 miezi, isipokuwa ukamilishe 85% wakati wa malipo ya matengenezo. Kutoroka malipo chini ya 5% hamaanisha uharibifu unaotokana na sulfation, ambayo inaada kwa biashara za Marekani zisipoteze fedha za usanidadi zaidi ya kila mwaka (Ponemon 2023).

Mbinu Bora zinazopendekezwa na Sectors kwa Hifadhi ya Bateri za Lithium zinazogeuka upya

Maelekezo ya Watoa na Shirika za Usalama kuhusu Hifadhi ya Bateri za Lithium-ion

Watu wengi wa kibiashara pamoja na mashirika ya usalama kama UL Solutions na Shirika la Ualishaji wa Moto la Kitaifa tayari wamepata miongozo ya msingi ya uhifadhi. Ni muhimu sana joto lieleke kati ya 10 hadi 25 digrii Celsius, ambacho ni sawa na 50 hadi 77 digrii Fahrenheit, na pia nguvu za unyevu zilie kati ya asilimia 50 na 60 inaonekana nzuri zaidi. Kulingana na standadi ya NFPA 855, bateri lazima zitengwe mbali na chochote kinachoweza kuchoma na pia lazima kuzalipwa kila wakati kuhakikia joto. Mambo muhimu mengine ya kumbuka wakati wa kushughulikia vitu hivi ni kusemaya kuzichukua wima na viunzi vyao vya ulinzi, na hakika usizikomoa zote pamoja. Kwa miradi mikubwa, kutekisha vifaa vya picha za joto ni jambo muhimu pamoja na mifumo ya kupunguza moto. Hatua hizi zinasaidia kuzuia hali zinazoweza kuchangia moto mkubwa.

Maso ya kusudi: Uharibifu wa betri kutokana na uhifadhi usio sahihi katika vifaa vya umma

Kwa mujibu wa taasisi ya Battery University ya mwaka 2023 inayotazama betri zilizorejeshwa ya vyombo vya nguvu takribani 2,000, zile zilizohifadhiwa vibaya zimepoteza kapasite yao kwa takribani mbili thuluthi ndani ya miezi minane na nane. Betri zilizobakia katika hali nzuri zimepungua chini ya 20%. Wakati betri zinazoharibika vibaya hivi, zinasababisha matatizo na kuingia kwa voltage na kitu kinachojulikana kama plating ya lithium kwenye viashiramo. Watafiti waligundua kuwa vifaa mengi vinavyojumuisha teknolojia hupotea mapema kwa sababu watu mara nyingi huviachia kuachariya wakati wa joto zaidi ya 30 digrii selsiasi. Wataalamu walipotazama kina zaidi ya sababu ya hali hii, wanasema kuwa kuna kuongezeka kwa mafanikio ya kujengwa kwa kiini cha SEI pamoja na kutoweka kwa mali ya kemia ya maji ya elektrolaiti ndani ya seli za betri wakati betri inabakia imejaa kwa muda mrefu.

Kutatua majadiliano: Kuajiri kwa ujazo dhidi ya kuajiri kwa kiasi kidogo kwa uhifadhi mrefu

Wataalamu wengi wanakubaliana kuwa kuhifadhi bateri zikifai kuchaji hupunguza mabadiliko ya kemikali yasiyo na manufaa ndani yao. Kulingana na utafiti wa Jamhuri ya Electrochemical, bateri zilizobaki zimejaa kabisa (100% SOC) zinaonesha kupongezeka kwa upinzani wa ndani kwa madakika kumi na tano kila mwezi. Hii ni ya kina zaidi kuliko kipengele kinachotokea wakati bateri ziko takribani arobaini na sitini za ujazo, ambapo upinzani hauongezi ila madakika 2.2%. Kwa ajili ya kusimbamizi bora cha kemikali kwa muda mrefu, wazalishaji kubwa kama Dell na Tesla wapendekeza kudumilisha kiwango cha bateri kati ya arobaini na sitini asilimia. Wakati wa kuhifadhi bateri kwa muda mrefu, ni vizuri kubadilisha vitu vyote kila tatu makanun kwa muda. Kuchangia tena kila vitu hadi kiasi cha arobaini na tano kwa kila siku tisini hujengea dhidi ya uchaji wa asili na kuzuia matatizo makubwa kama vile kupasuka kwa dharura ya chuma wa nyambu wakati kiwango cha bateri kushuka chini ya arobaini na tano asilimia.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Ni nini mazingira muhimu yanayohusiana na bateri za lithium zinazoweza kuchaji upya?

Bateri ya lithium zinazoweza kuchukuliwa ni kwa sababu ya upwane wa joto, hatari za moto, na kuharibika kwa hali za kuhifadhi bila ya kisasa, ikiwemo joto kali na viwango vya unyevu.

Je, bateri za lithium zifanyeje kuhifadhiwa ili kuzidisha umri wao wa matumizi?

Ili kuzidisha umri wa bateri, hifadhi bateri za lithium wakati wa malipo ya kawaida (40-50%) katika mazingira ya hali ya hewa yenye joto linalothibitika kati ya 15-25°C na viwango vya unyevu kati ya 45-55%.

Je, ni nini ala bora ya kuhifadhi bateri za lithium kwa muda mrefu?

Kwa kuhifadhi kwa muda mrefu, hifadhi bateri kwenye 40-50% malipo, fuatilia hali ya mazingira kila wakati, na omba malipo mapya hadi 50% kila 3-6 miezi ili kuzuia kutoa malipo kabisa.

Kwa nini malipo ya sehemu ndiyo inapendekezwa kwa kuhifadhi bateri za lithium?

Malipo ya sehemu yanafaa kwa sababu inapunguza shinikizo juu ya vitu vya bateri, inapunguza kuharibika, na inasaidia kumiliki mizani ya kemikali ndani ya seli, ambayo inazuia mabadiliko ya kemikali isiyo ya maneno na inazidisha umri wa bateri.