EN
Quick Links
Lityum bazlı şarj edilebilir piller, termal kaçak adı verilen bir şey nedeniyle ciddi yangın riski taşır. Esasen bu, pilin kontrolsüz bir şekilde kendini ısıtmaya başlaması ve hatta patlayabilmesi anlamına gelir. Bu sorun genellikle pil fiziksel olarak zarar gördüğünde, aşırı şarja uğradığında veya 60 santigrat derecenin üzerinde sıcaklıklarda bekletildiğinde meydana gelir. Bu koşullar, pilin içinde şeyleri ayıran iç bileşenlerin bozulmasına neden olur ve ardından yanıcı elektrolit malzemelerin salınmasına yol açan kimyasal reaksiyonlara sebep olur. Sadece bir hücre delinse bile bunun hemen çevresindeki hücreleri tetikleyebilir. Bu tür tehlikeleri yönetmek için üreticilerin iyi voltaj kontrol sistemlerine ve depolama veya taşıma öncesinde uygun deşarj prosedürlerine sahip olmaları gerekir. Günümüzde birçok şirket, böyle olayların meydana gelmesini önlemek için pil tasarımlarına özel güvenlik özelliklerini doğrudan entegre eder.
Pillerin stabilitesi gerçekten hem sıcaklık hem de nem seviyelerinden etkilenir. Araştırmalar, hücrelerin 25 santigrat derecenin üzerinde saklandığında, 15 ila 20 derece arasında tutulan pillere kıyasla yaklaşık üç kat daha hızlı bozulma eğiliminde olduğunu göstermektedir. Elektrokimyasal testler de bunu desteklemektedir. Ortam nemi çok yüksek olduğunda, %60'ın üzerindeki nem pillerin terminallerini aşındırmaya başlar ve hücre içinde tehlikeli dendritlerin büyümesine yol açar. Bu durum, iç kısmında kısa devre oluşma ihtimalini önemli ölçüde artırır. Uygun depolama için pilleri sıcaklığın oldukça sabit kaldığı yerlerde tutmak en iyisidir. Sıcaklığın günde 10 dereceden fazla değiştiği çatı katlarında veya garajlarda saklamaktan kaçının. Nem seviyesinin %50'nin altında tutulması da oldukça önemlidir. Silika jöle paketleri, fazla nemi emerek nemli koşullardan kaynaklanan hasarlara karşı koruma sağlar.
Piller uzun süre çok yüksek sıcaklıklarda kalırsa, bu temelde termal istismar anlamına gelir ve erken arızaların ana nedenlerinden biridir. Batarya paketlerini ısıtma menfezlerine yakın, çalışan motorların hemen yanında veya güneşte bırakmak, sorunların oldukça hızlı bir şekilde ortaya çıkmasına neden olur. Zamanla katotlar parçalanmaya başlar ve bu da pile her yıl yaklaşık %15 ila hatta %30 arasında daha az enerji tutma kabiliyeti kazandırır. Eğer bu piller 40 santigrat derecenin üzerinde sıcaklıklara maruz kalırsa, içlerinde ciddi bir bozulma meydana gelir. Elektrolit gaz haline dönüşmeye başlar, bu durum da gövdenin şişmesine neden olur ve daha sonra şarj edilmeye çalışıldığında güvenlik riskleri oluşturur. Elimizdeki kızılötesi test sonuçlarına göre, depolama alanlarının 30 santigrat derece altında tutulması hayati öneme sahiptir. Çoğu kişi bu sorumu çözmek için pillerin etrafında hava sirkülasyonu için yeterli alan bırakarak ve bazen pille ısı üreten diğer kaynaklar arasında bir ısı kalkanı malzemesi kullanarak giderir.
Lityum şarj edilebilir piller, %40–50 şarjda depolandığında zirve performansını korur. Bu 'Yarasa Zamanı Bölgesi', katot ve anot üzerindeki stresi en aza indirgeyerek elektrotları bozan bir yan reaksiyon olan lityum kaplamayı önler. 2023 yılında 12 büyük lityum iyon pil üreticisinin analizi, depolama için kısmi şarj önerisinin sektördeki yaygın uzlaşının altını çizerek %92 oranında tavsiye edildiğini göstermiştir.
Pilleri tam şarjlı tutmak aslında iç kimyasallarının bozulmasını hızlandırır, buna karşılık tamamen boşalmasına izin vermek pil hücreleri içinde tehlikeli bakır birikimine yol açabilir. 2024 yılında yayınlanan Uluslararası Yangın Yönetmeliği'nin en son sürümüne göre, pilleri tam şarjlı tutmaya kıyasla, bunları en fazla %30 şarjda depolamak, aşırı ısınma olaylarının oluşma riskini yaklaşık %37 azaltmaktadır. Çoğu insan için pilin şarjının %40 ile %50 arasında tutulması pratikte en iyi sonucu vermektedir. Bu aralık, pilin tamamen boşalma riskini taşımadan, doğal olarak aylık %5 oranında şarj kaybı için yeterli alan bırakmaktadır ve zamanla pillerin gerçekten zarar görmesine neden olan şey tamamen boşalmasıdır.
İdeal koşullar altında bile, lityum piller yıllık olarak 2-4% kapasitelerini kaybederler çünkü katı elektrolit ara fazının (SEI) büyümesi nedeniyle. Altı aydan fazla depolama için, derin deşarjı önlemek amacıyla her 3-6 ayda bir %50'ye şarj edilmelidir. Endüstriyel pil yönetim sistemleri sıcaklık verilerine göre uyarlanan algoritmalar kullanırken, tüketici uygulamaları için manuel izleme yeterlidir.
Önemli Husus :
| Saklama Süresi | Önerilen Eylem |
|---|---|
| <3 ay | %40-50 aralığında depolayın |
| 3-12 ay | Her üç ayda bir şarj edin |
| >12 ay | Voltaj alarmını kullanın |
Lityum iyon piller depolandığında en iyi performansı 15°C ve 25°C (59°F–77°F) Maruziyet altında 0°C (32°F) iyonik iletkenliği azaltır, 45°C (113°F) separatör erimesine bağlı olarak termal kaçak riskini artırır. Araştırmalar, 35°C'de depolanan hücrelerin yılda %30 daha fazla kapasite kaybettiğini 20°C'de tutulanlara göre göstermektedir.
| Durum | İdeal Aralığı | Risk Eşiği |
|---|---|---|
| Sıcaklık | 15°C–25°C (59°F–77°F) | <0°C veya >45°C (32°F–113°F) |
| Bağıl Nem | %45–55 | >90% |
Bataryaları asla kalorifer peteklerine yakın, doğrudan güneş ışığı altında veya sıcak hava sırasında kapalı arabalarda tutmayın. Sıcaklık kontrolü, batarya sağlığı için çok önemlidir. Sıcaklıklar günde 10 santigrat dereceden (yaklaşık 18 Fahrenheit) fazla değiştiğinde, bataryaların içindeki elektrotlar gerçekte genişleyip daralır ve zamanla gerçek mekanik stres oluşturur. Ev veya ofis ortamlarında küçük koleksiyonlar için, oda sıcaklığının sabit olduğu bir yere konulan yalıtımlı plastik kutular en iyi sonuçları verir. Daha büyük tesisler ise sıcaklığı sıkı ±2 derece aralığında tutabilen uygun HVAC (ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme) sistemlerine ihtiyaç duyar. Bu, belirli bölgelerin diğerlerinden daha hızlı yaşlanmasını engeller ve dolayısıyla bataryanın toplam ömrünü önemli ölçüde kısaltır.
Nem seviyelerinin %70'in üzerine çıkmasıyla terminallerde korozyon başlar ve batarya kutuları içinde hidroflorik asit oluşma riski ortaya çıkar. Bu durum, sıcak ve nemli iklimlerde batarya ömrünü yaklaşık %40 oranında azaltır. Diğer yandan, nem oranı %30'un altına düştüğünde statik elektrik, hassas bileşenlere zarar verebilecek daha büyük bir sorun haline gelir. Burada iyi bir hava akışı hayati öneme sahiptir; saatte altı ile on iki tam hava değişim arasında hedef alınmalıdır çünkü bu, eski batarya hücrelerinden kaynaklanan zararlı uçucu organik bileşikleri uzaklaştırmaya yardımcı olur. Tesisler genellikle nem seviyelerini dengelemek için silika jel paketlerinden veya endüstriyel nem alıcılardan yararlanır. Özellikle lityum demir fosfat bataryaların saklanması açısından bu uygulama çok önemlidir çünkü bu bataryalar nem dalgalanmalarına karşı oldukça hassastır. Sektör uzmanları, bu tür çevresel kontrollerin düzenli olarak izlenmesi ve bakımının yapılması konusunda genel olarak öneride bulunurlar.
Günlük veya haftalık kullanım için pilleri, kuru bir ortamda, oda sıcaklığında (15–25°C/59–77°F) %40–50 şarj seviyesinde saklayınız. Bu, elektrot stresini azaltırken hazır durumda olmayı sağlar. Yalıtkan kaplarda saklayınız, üst üste koymaktan kaçının ve pilleri metal nesnelerden uzak tutun. Cihazlarda 30 günden fazla bırakmayınız, parazitik deşarjı önlemek için.
Altı aydan fazla saklanacak piller için ortam koşullarının sıkı denetimi gereklidir:
| Faktör | İdeal Durum | İzleme Sıklığı |
|---|---|---|
| Şarj Seviyesi | %40–50 | 3 Ayda Bir |
| Ortam Sıcaklığı | 10–20°C (50–68°F) | Aylık |
| Nem | <%50 Bağıl Nem | İki Haftada Bir |
2023 Pil Güvenliği Raporu'na göre tam şarjda saklanan pillerin altı ayda %18–22 kapasite kaybettiği, buna karşılık %50 şarj seviyesinde sadece %2–4 kapasite kaybettiği tespit edilmiştir. İklimlendirilmiş saklama işlemi güçlü bir şekilde tavsiye edilmektedir.
Lityum iyon piller aylık %1,5–2 oranında kendiliğinden deşarj olur. Derin deşarjı önlemek için her 6–9 ayda bir %50'ye kadar tekrar şarj edin, ancak bakım şarjı sırasında asla %85'i aşmayın. Şarjın %5'in altına düşmesine izin vermek, sülfasyonu hızlandırır; bu bozulma süreci nedeniyle ABD işletmeleri yılda 740 milyon dolarlık erken değişim maliyetine katlanmaktadır (Ponemon 2023).
UL Solutions ve Ulusal Yangın Önleme Derneği gibi güvenlik kuruluşlarıyla birlikte çoğu büyük üretici, temel depolama kuralları konusunda neredeyse anlaşmaya varmış durumda. Sıcaklık yaklaşık 10 ila 25 santigrat derece aralığında, yani yaklaşık 50 ila 77 Fahrenheit derece aralığında olmalı, ayrıca nem seviyesinin %50 ila %60 arasında olması idealdir. NFPA standart 855'e göre, bataryaların yanabilecek her şeyden uzak tutulması gerekir ve sıcaklık koşullarının sürekli olarak izlenmesi gerekir. Bu tür eşyalarla çalışırken dikkat edilmesi gereken önemli noktalar arasında koruyucu kapakları takılı olmak üzere daima dik durmalarını sağlamak ve kesinlikle bir araya gelip serbestçe yığılmasına izin vermemek yer alır. Daha büyük işletmeler için termal görüntüleme ekipmanının pasif yangın söndürme sistemlerinin yanında kurulması mantıklıdır. Bu önlemler, bataryaların kontrolsüz olarak aşırı ısınmaya başladığı tehlikeli durumların önlenmesine yardımcı olur.
2023 yılında Battery University tarafından yapılan ve yaklaşık 2.000 adet iade edilen elektrikli el aleti bataryasını inceleyen bir çalışmaya göre, uygun olmayan şekilde depolanan bataryalar 18 ay içinde kapasitelerinin yaklaşık üçte ikisini kaybettiler. İyi koşullarda tutulan bataryaların kapasiteleri ise yalnızca %20'nin altına düştü. Bataryalar bu kadar kötü şekilde bozulduğunda, voltaj düşüşü problemleri ve elektrotlarda lityum kaplama adı verilen bir olay meydana gelir. Araştırmacılar, birçok akıllı cihazın erken bozulmasının, insanların sıcaklığın 30 derece Celsius'un üzerine çıktığı zamanlarda cihazları sürekli şarjda bırakmasından kaynaklandığını belirlediler. Bu durumun nedenlerini daha derinlemesine inceleyen bilim insanları, uzun süre tam şarjlı kalan bataryalarda SEI tabakasının oluşumunun hızla arttığını ve elektrolit çözeltisinin kimyasal olarak bozulduğunu ifade ettiler.
Çoğu uzman, pilleri kısmen şarjlı tutmanın içinde istenmeyen kimyasal reaksiyonları azaltmaya yardımcı olduğunu kabul eder. Elektrokimya Topluluğu'ndan yapılan çalışmalara göre tam şarjda (SOC %100) bırakılan pillerde iç direnç aylık olarak yaklaşık %15 oranında artar. Bu, %60 doluluk seviyesinde tutulduğunda direncin sadece %2,2 artmasıyla kıyaslandığında çok daha kötüdür. Dell ve Tesla dahil olmak üzere büyük üreticiler, zaman içinde kimyasal dengenin korunması için pil seviyesinin %40 ile %60 arasında tutulmasını önermektedir. Uzun süreli depolama sırasında envanterin üç ayda bir döndürülmesi mantıklıdır. Tüm cihazların yaklaşık %50 kapasiteye kadar üç ayda bir yeniden şarj edilmesi doğal deşarj sorunlarıyla mücadele etmeye ve seviyeler %20'nin altına düştüğünde bakırın kalıcı olarak çözülmesi gibi ciddi sorunların önlenmesine yardımcı olur.
Lityum şarj edilebilir piller, özellikle termal kaçak, yangın tehlikeleri ve aşırı sıcaklık ve nem seviyeleri dahil olmak üzere uygun olmayan depolama koşullarından kaynaklanan bozulma nedeniyle risk altındadır.
Pil ömrünü uzatmak için lityum pilleri kısmi şarj seviyesinde (%%40-50) 15-25°C arası sabit sıcaklık ve %45-55 nem seviyesinde, iklim kontrollü bir ortamda saklayınız.
Uzun vadeli depolama için pillerin %40-50 şarj seviyesinde tutulmasını, çevresel koşulların düzenli olarak izlenmesini ve tamamen boşalmayı önlemek amacıyla her 3-6 ayda bir şarj seviyesinin tekrar %50'ye çıkarılmasını sağlayınız.
Kısmi şarj, pil bileşenlerindeki strese azalmasına yardımcı olur, bozulmayı en aza indirger ve hücrelerin içindeki kimyasal dengenin korunmasına yardımcı olur. Bu durum istenmeyen kimyasal reaksiyonların önlenmesine ve pil ömrünün uzamasına yardımcı olur.