EN
ลิงก์ด่วน
หนึ่งในปัญหาใหญ่ที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือสิ่งที่เรียกว่าการลุกลามทางความร้อน (thermal runaway) โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งที่เกิดขึ้นคือแบตเตอรี่จะเริ่มรับความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างควบคุมไม่ได้ เมื่ออุณหภูมิสูงเกินประมาณ 175 องศาฟาเรนไฮต์ (ประมาณ 79 องศาเซลเซียส) โดยปัญหานี้มักเกิดจากสาเหตุต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ได้รับความเสียหายทางกายภาพ การชาร์จเกินกำลัง หรือถูกทิ้งไว้ในสภาพที่ร้อนจัด เมื่อกระบวนการนี้เริ่มขึ้น อุณหภูมิภายในอาจเพิ่มขึ้นสูงถึงกว่า 900 องศาฟาเรนไฮต์ (482 องศาเซลเซียสหรือมากกว่า) ซึ่งจะปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายออกมา และทำให้เซลล์ใกล้เคียงติดไฟตามไปด้วย สถานการณ์ยังเลวร้ายยิ่งขึ้นสำหรับระบบ 48 โวลต์ เนื่องจากมันเก็บพลังงานไว้มากในพื้นที่ขนาดเล็กมาก หากจินตนาการว่ามี 16 เซลล์ถูกอัดแน่นเข้าด้วยกัน ถ้าแม้เพียงแค่เซลล์เดียวเกิดความล้มเหลวในระบบนี้ มันก็สามารถทำให้แบตเตอรี่แพ็กทั้งหมดเสียหายและก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงได้
มีปัจจัยหลักสามประการที่เร่งการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม 48V ที่ถูกเก็บไว้:
มาตรฐานอุตสาหกรรม เช่น UL 9540A ครอบคลุมระบบกักเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์ แต่เมื่อพูดถึงระบบกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่สำหรับอยู่อาศัยแบบ 48V ยังคงมีความสับสนอยู่มากว่าแนวทางปฏิบัติใดที่ควรนำมาใช้จริง แนวทางปฏิบัติส่วนใหญ่เน้นไปที่กระบวนการผลิตมากกว่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในระดับผู้บริโภค ซึ่งทำให้เจ้าของบ้านทั่วไปเผชิญกับอันตรายที่สามารถหลีกเลี่ยงได้ หลายบ้านไม่มีระบบระบายอากาศที่เหมาะสมรอบๆ แบตเตอรี่ โดยบางครั้งระยะห่างระหว่างตัวเครื่องมีน้อยกว่าสามฟุต วิธีการดับเพลิงก็ยังเป็นปัญหา เนื่องจากน้ำอาจทำให้ไฟลุกลามรุนแรงขึ้นในกรณีของไฟแบตเตอรี่ลิเธียม และอย่าลืมถึงการตรวจสอบอุณหภูมิขณะที่แบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งานเป็นเวลานาน ตามรายงานวิจัยที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้ว พบว่าเกือบเจ็ดในสิบของปัญหาแบตเตอรี่ในบ้านเกิดขึ้นขณะที่ระบบแทบไม่ได้ทำงานเลย คืออยู่เฉยๆ โดยไม่มีการใช้งานในมุมหนึ่งของบ้าน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าทำไมเราจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการมีข้อกำหนดที่ดีกว่าเดิม โดยเฉพาะสำหรับโซลูชันการกักเก็บพลังงานในบ้านเรือน
เพื่อให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 48 โวลต์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ควรเก็บรักษาไว้ในที่ที่มีอุณหภูมิระหว่าง 35 ถึง 90 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งเทียบได้ประมาณ 1 ถึง 32 องศาเซลเซียส เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 20 องศาฟาเรนไฮต์ จะเกิดปรากฏการณ์ภายในแบตเตอรี่ที่ทำให้แบตเตอรี่ต้านทานไฟฟ้ามากขึ้น เนื่องจากสารของเหลวภายในเกิดการเยือกแข็ง ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่ทำงานได้แย่ลงถึง 40% เมื่อเทียบกับปกติ ในทางกลับกัน หากปล่อยทิ้งไว้ในที่ที่ร้อนเกินไปนานเกิน 100 องศาฟาเรนไฮต์ ส่วนประกอบภายในจะสึกหรอเร็วขึ้น และต้องระวังอุณหภูมิที่พุ่งสูงถึง 120 องศาฟาเรนไฮต์ เพราะในจุดนี้มีความเสี่ยงอย่างร้ายแรงที่จะเกิดปรากฏการณ์การลุกไหม้จากความร้อน (thermal runaway) สารเคมีบางชนิดในแบตเตอรี่ไม่สามารถทนต่อความร้อนระดับนี้ได้นานกว่าประมาณ 12 ชั่วโมงก่อนที่ภายในจะเริ่มเกิดปัญหา
รักษาความชื้นสัมพัทธ์ให้อยู่ต่ำกว่า 50% เพื่อลดการกัดกร่อนบนชิ้นส่วนที่ไวต่อความชื้น แสงแดดโดยตรงสามารถเพิ่มอุณหภูมิพื้นผิวได้สูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม 15–25°F ทำให้เกิดแรงดันจากความร้อนไม่สม่ำเสมอทั่วเซลล์ ควรใช้ภาชนะทึบแสงและหลีกเลี่ยงการวางใกล้หน้าต่างหรือช่องแสงบนหลังคา แม้เพียงแค่มีเงาบังก็สามารถลดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิลงได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับการได้รับรังสี UV โดยตรง
ตรวจสอบให้มีพื้นที่ว่างอย่างน้อย 6 ถึง 12 นิ้ว รอบๆ อุปกรณ์ทุกด้าน เพื่อให้ความร้อนระบายออกได้ตามธรรมชาติ เมื่อการไหลของอากาศถูกขวางกั้น อุณหภูมิภายในอาจเพิ่มขึ้นสูงถึง 18 องศาฟาเรนไฮต์ ชั้นวางแบบเจาะรูระบายอากาศจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าชั้นวางแบบปิดที่นิยมใช้ในปัจจุบัน จากการทดสอบจริงพบว่าชั้นวางแบบเปิดสามารถรักษาอุณหภูมิของชิ้นส่วนต่างๆ ให้เย็นกว่าชั้นวางแบบปิดระหว่าง 8 ถึง 14 องศา อีกทั้งอย่าวางสิ่งของใดๆ ใกล้ช่องระบายอากาศขนาดใหญ่ของระบบปรับอากาศ (HVAC) ด้วย เพราะอากาศที่ถูกเป่าออกมาด้วยความเร็วเกิน 4 เมตรต่อวินาที จะก่อให้เกิดปัญหาในระยะยาว เช่น การควบแน่นของความชื้น เมื่อสิ่งต่างๆ เย็นตัวลงเร็วเกินไปหลังจากได้รับความร้อน
เมื่อต้องการเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ 48 โวลต์ไว้สำหรับการจัดเก็บ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือชาร์จแบตเตอรี่ให้อยู่ในระดับระหว่าง 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของความจุก่อน การทิ้งแบตเตอรี่ไว้ในสภาพที่ชาร์จเต็มจะก่อให้เกิดปัญหาภายใน เนื่องจากความดันภายในเพิ่มขึ้นและทำให้เกิดการเสื่อมสภาพทางเคมีเร็วขึ้น ในทางกลับกัน การปล่อยให้แบตเตอรี่หมด completely อาจทำให้เกิดความเสียหายถาวรและลดอายุการใช้งานโดยรวมของแบตเตอรี่ได้ ตามผลการวิจัยล่าสุดที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้ว พบว่า แบตเตอรี่ที่เก็บไว้ในสภาพชาร์จเต็มจะสูญเสียความจุไปประมาณ 20% หลังจากผ่านไปเพียงครึ่งปี เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่เก็บรักษาไว้ในช่วง 60-80% ที่เหมาะสม ซึ่งส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในระยะยาวและความคุ้มค่าของแบตเตอรี่
แม้จะถูกตัดการเชื่อมต่อ แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนก็จะคายประจุเองตามเวลาที่ผ่านไป ควรชาร์จใหม่ทุก 90–120 วัน เพื่อรักษาระดับการชาร์จ (SOC) ไว้ที่ 60–80% และป้องกันการคายประจุลึก ซึ่งอาจทำให้ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ล็อกการทำงานหรือเซลล์แบตเตอรี่ไม่สมดุล แบตเตอรี่ที่รักษาระดับการชาร์จไว้ที่ประมาณ 70% จะสามารถเก็บรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ถึง 98% ของกำลังตั้งต้น หลังจากเก็บรักษาไว้ 18 เดือน
แยกแบตเตอรี่ออกจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเพื่อกำจัดภาระไฟฟ้าแบบไม่ตั้งใจ แม้แต่การใช้พลังงานเล็กน้อย (2–5 วัตต์) ก็อาจทำให้แบตเตอรี่หมดลงภายในไม่กี่สัปดาห์ สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการปิดเครื่องโดยไม่ตั้งใจ และทำให้การเริ่มใช้งานใหม่สะดวกยิ่งขึ้น ควรคลุมขั้วแบตเตอรี่ด้วยฝาปิดที่เป็นฉนวน เพื่อป้องกันการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ วงจรลัดวงจร และการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมในช่วงที่ตัดการเชื่อมต่อเป็นเวลานาน
ก่อนจะเก็บสิ่งใดสิ่งหนึ่งเข้าไว้ในที่เก็บ ให้ตรวจสอบสภาพภายนอก ขั้วต่อ และจุดเชื่อมต่อทั้งหมดอย่างละเอียด มองหาความเสียหาย เช่น รอยร้าว รอยบวม หรือคราบสนิม ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่ามีปัญหาทางโครงสร้าง ข้อมูลจากอุตสาหกรรมเมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่าเกือบ 4 จากทุกๆ 10 ปัญหาที่เกิดขึ้นขณะเก็บรักษา ล้วนแต่เริ่มต้นจากความเสียหายทางกายภาพที่ไม่มีใครสังเกตเห็นมาก่อน นอกจากนี้ ให้ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 48 โวลต์ บวกลบ 2 โวลต์ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลของสารใดๆ จากตัวเครื่องก่อนที่จะนำไปเก็บไว้
หลีกเลี่ยงการวางแบตเตอรี่ลงบนพื้นผิวคอนกรีตหรือโลหะโดยตรง ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงของการกัดกร่อนแบบไฟฟ้า (Galvanic Corrosion) มากขึ้นถึง 57% ให้ใช้ชั้นวางแบบพอลิเอทิลีนที่มีช่องระบายอากาศเพื่อยกระดับตัวแบตเตอรี่ ช่วยให้อากาศถ่ายเท ลดการดูดซับความชื้น และป้องกันการเกิดสะพานความร้อน (Thermal Bridging) จำกัดการวางซ้อนกันในแนวดิ่งไว้ที่สองชั้น เพื่อลดแรงกดทับต่อชุดแบตเตอรี่ชั้นล่าง
ควรวางแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบ 48 โวลต์ให้อยู่ห่างจากวัตถุที่ติดไฟได้ง่าย เช่น ผลิตภัณฑ์จากกระดาษ หรือเฟอร์นิเจอร์ไม้ รวมถึงสารเคมีที่มีส่วนผสมของตัวทำละลาย อย่างน้อยประมาณ 10 ฟุต (3 เมตร) สำหรับบ้านที่ติดตั้งแบตเตอรี่เหล่านี้ การเลือกใช้ตู้หรือที่เก็บที่ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน UL 9540A จะช่วยเพิ่มความปลอดภัยได้อย่างมาก หน่วยที่ได้รับการรับรองนี้สามารถควบคุมการสะสมความร้อนและจำกัดการไหลเวียนของออกซิเจนเมื่ออุณหภูมิภายในเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้ ควรหลีกเลี่ยงการวางแบตเตอรี่ใกล้ช่องลมของเครื่องทำความร้อนหรือระบบปรับอากาศ เพราะการเคลื่อนที่ของอากาศผ่านระบบเหล่านี้อาจกักเก็บและรวมตัวก๊าซที่เป็นอันตรายไว้ หากเซลล์แบตเตอรี่เกิดความเสียหาย การเว้นระยะห่างเพิ่มเติมเล็กน้อยสามารถช่วยป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตได้
บันทึกข้อมูลสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว:
ระบบตรวจสอบอัตโนมัติช่วยลดข้อผิดพลาดของมนุษย์ลง 74% (รายงานอุตสาหกรรม 2023) พร้อมแจ้งเตือนแบบเรียลไทม์เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงเกิน 100°F หรือแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงผิดปกติ
ดำเนินการตรวจสอบรายเดือนโดยใช้ระเบียบวิธีนี้:
ทำการทดสอบประสิทธิภาพทุก 6 เดือน และเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่มีการลดลงของประสิทธิภาพมากกว่า 20% ฝึกอบรมเจ้าหน้าที่ให้สามารถแยกยูนิตที่ผิดปกติภายใน 60 วินาที โดยใช้สวิตช์ตัดฉุกเฉิน เพื่อลดความเสี่ยงที่จะเกิดเหตุรุนแรงขึ้นในกรณีที่เกิดความล้มเหลว