EN
Quick Links
Літій-іонні акумулятори несуть серйозний ризик виникнення пожежі через явище, відоме як тепловий неконтрольований процес. Це відбувається, коли акумулятор починає самозігріватися поза контролем і навіть може вибухнути. Проблема зазвичай виникає після фізичного пошкодження батареї, її перезарядки або перебування при температурах вище 60 градусів Цельсія. Ці умови призводять до руйнування внутрішніх компонентів, що розділяють елементи всередині акумулятора, викликаючи хімічні реакції, які вивільняють легкозаймисті електролітні матеріали. Навіть прокол одного елемента може миттєво викликати ланцюгову реакцію у сусідніх елементах. Для зменшення цього ризику виробники мають використовувати ефективні системи контролю напруги та правильні процедури розряду перед зберіганням чи транспортуванням. Багато компаній тепер вбудовують спеціальні засоби безпеки безпосередньо в конструкцію своїх акумуляторів, щоб запобігти таких інцидентів.
Стабільність акумуляторів дійсно залежить від температури та рівня вологості. Дослідження показують, що коли елементи зберігаються при температурі вище 25 градусів Цельсія, вони погіршуються приблизно у три рази швидше порівняно з тими, що зберігаються при температурі від 15 до 20 градусів. Це підтверджується також електрохімічними випробуваннями. Коли повітря стає надто вологим, вологість понад 60% насправді починає руйнувати клеми акумулятора й сприяє утворенню небезпечних дендритів усередині елемента. Це значно підвищує ймовірність внутрішніх коротких замикань. Для правильного зберігання краще тримати акумулятори в місцях, де температура залишається досить сталою. Уникайте зберігання їх на горищах або в гаражах, де температура може змінюватися більше ніж на 10 градусів протягом дня. Також важливо підтримувати рівень вологості нижче 50%. Силікагельові пакети добре вбирають зайву вологу й захищають від пошкоджень, спричинених вологими умовами.
Коли акумулятори надто довго перебувають у гарячому стані, це фактично є тепловим пошкодженням і однією з основних причин їхнього передчасного виходу з ладу. Ті, хто залишає свої акумуляторні блоки біля опалювальних вентиляційних отворів, поблизу працюючих двигунів або на сонці, швидко помітять проблеми. Катоди з часом починають руйнуватися, що означає, що акумулятор утримує менше заряду щороку — приблизно на 15% і навіть до 30%. Якщо акумулятори продовжують піддаватися температурі понад 40 градусів Цельсія, всередині відбувається щось негативне. Електроліт починає перетворюватися на газ, через що корпус пухне і виникають серйозні проблеми безпеки під час наступного заряджання. За результатами інфрачервоного тестування, зберігання в умовах нижче 30 градусів Цельсія є критичним. Більшість людей вирішують цю проблему, забезпечуючи достатню кількість простору навколо акумуляторів для циркуляції повітря, а іноді додають теплоізоляційний матеріал між акумулятором і джерелом тепла поруч.
Літій-іонні акумулятори зберігають максимальну продуктивність, якщо зберігати їх на рівні заряду 40–50%. Ця «золота середина» мінімізує навантаження на катод і анод, запобігаючи літієвому покриттю — побічній реакції, що погіршує електроди. Аналіз 2023 року 12 провідних виробників літій-іонних акумуляторів показав, що 92% рекомендують частковий заряд для зберігання, що підкреслює загальну згоду в галузі.
Утримання акумуляторів на повному заряді насправді прискорює розпад їхніх внутрішніх хімічних елементів, тим часом як повне розряджання може призести до небезпечного накопичення міді всередині акумуляторних елементів. Згідно з останнім виданням Міжнародного кодексу пожежної безпеки 2024 року, зберігання акумуляторів не більше ніж із 30% заряду зменшує ймовірність виникнення інцидентів з перегрівання на приблизно 37% порівняно із зберіганням їх на повному заряді. Більшість звичайних користувачів відзначають, що утримання акумуляторів із зарядом між 40 і 50% забезпечує найкращі результати на практиці. Це дає достатньо місця для природної втрати заряду на 5% на місяць, не створюючи ризику повного розряджання акумулятора, що насправді з часом завдає їм шкоди.
Навіть за ідеальних умов, літієві акумулятори втрачають 2–4% ємності щороку через зростання твердого електроліту (SEI). Для зберігання понад шість місяців рекомендується підзаряджати до 50% кожні 3–6 місяців, щоб уникнути глибокого розряду. Хоча індустріальні системи управління акумуляторами використовують адаптивні алгоритми, засновані на температурі, для побутових застосувань достатньо ручного контролю.
Ключовий момент :
| Тривалість зберігання | Рекомендовані дії |
|---|---|
| <3 місяці | Зберігати на 40-50% |
| 3-12 місяців | Підзаряджати щокварталу |
| >12 місяців | Використовувати попередження про напругу |
Літій-іонні акумулятори найкраще працюють під час зберігання між 15°C та 25°C (59°F–77°F) . Експозиція нижче 0°C (32°F) зменшує іонну провідність, тоді як температури вище 45°C (113°F) підвищують ризик теплового неконтрольованого процесу через плавлення сепараторів. Дослідження показують, що елементи живлення, збережені при 35°C, втрачають на 30% більше ємності щороку порівняно з тими, що зберігалися при 20°C.
| Стан | Ідеальний діапазон | Межа ризику |
|---|---|---|
| Температура | 15°C–25°C (59°F–77°F) | <0°C або >45°C (32°F–113°F) |
| Відносна вологість | 45–55% | >90% |
Ніколи не зберігайте акумулятори біля радіаторів, під прямими сонячними променями або в замкнених машинах у спеку. Контроль температури має велике значення для стану акумуляторів. Якщо температура змінюється більш ніж на 10 градусів Цельсія (приблизно 18 за Фаренгейтом) щодня, електроди всередині розширюються та стискаються, унаслідок чого виникає суттєве механічне напруження. Для менших колекцій удома або в офісі найкраще підходять ізольовані пластикові коробки, які розміщують у місцях із стабільною кімнатною температурою. Для великих об'єктів потрібні належні системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, здатні підтримувати температуру в межах ±2 градуси. Це допомагає запобігти швидкому старінню окремих зон, що значно скоротить термін служби.
Коли рівень вологості піднімається вище 70%, починається корозія контактів, а також виникає ризик утворення фтористоводневої кислоти всередині батарейних відсіків, що скорочує термін служби акумуляторів приблизно на 40% у гарячих і вологих кліматичних умовах. З іншого боку, коли вологість падає нижче 30%, статична електрика стає більшою проблемою, що може пошкодити чутливі компоненти. У цьому випадку важливим є наявність гарної вентиляції, необхідно забезпечити від шести до дванадцяти повних змін повітря щогодини, щоб вивести неприємні леткі органічні сполуки, які виділяються зі старших елементів батарей. Більшість підприємств для підтримки стабільного стану використовують сілікагель або промислові осушувачі, особливо це важливо для зберігання літій-залізо-фосфатних акумуляторів, адже вони дуже чутливі до коливань вологості. Експерти в галузі зазвичай рекомендують регулярно контролювати та обслуговувати ці системи кліматичного контролю.
Для щоденного або щотижневого зберігання зберігайте акумулятори зарядженими на 40–50% у сухому приміщенні з кімнатною температурою (15–25°C / 59–77°F). Це зменшує напруженість електродів і забезпечує готовність. Використовуйте непровідні контейнери, уникайте укладання одне на одного та тримайте акумулятори подалі від металевих предметів. Не залишайте їх у пристроях більше ніж на 30 днів, щоб уникнути паразитного розряду.
Акумулятори, які зберігаються шість місяців або довше, потребують суворого контролю умов:
| Фактор | Оптимальний стан | Частота моніторингу |
|---|---|---|
| Рівень заряду | 40–50% | Кожні 3 місяці |
| Температура навколишнього середовища | 10–20°C (50–68°F) | Місячно |
| Вологість | <50% відносної вологості | Кожні два тижні |
Згідно з дослідженням Battery Safety Report 2023, акумулятори, які зберігалися повністю зарядженими протягом шести місяців, втратили 18–22% ємності порівняно з усього 2–4%, коли їх зберігали на рівні 50%. Наполегливо рекомендується зберігання в кліматичному контрольованому середовищі.
Літій-іонні акумулятори саморозряджаються на 1,5–2% на місяць. Щоб запобігти глибокому розряду, підзаряджуйте їх до 50% кожні 6–9 місяців, але ніколи не перевищуйте 85% під час підтримувальної зарядки. Якщо рівень заряду падає нижче 5%, це прискорює сульфатацію — процес деградації, який обходиться бізнесу США в 740 мільйонів доларів щороку через передчасні заміни (Ponemon, 2023).
Більшість великих виробників разом із організаціями з безпеки, такими як UL Solutions та Національна асоціація протипожежного захисту, практично домовилися про деякі основні правила зберігання. Температура має бути в межах приблизно 10–25 градусів за Цельсієм, що відповідає приблизно 50–77 градусам за Фаренгейтом, а вологість має триматися на рівні 50–60 відсотків, що виглядає оптимально. Згідно зі стандартом NFPA 855, акумулятори потрібно тримати подалі від усього, що може зайнятися, а також здійснювати постійний контроль температурних умов. Кілька важливих порад, які варто пам’ятати під час роботи з цими предметами: завжди тримати їх у вертикальному положенні з встановленими захисними кришками, і ні в якому разі не дозволяти їм хаотично зберігатися разом. Для великих об’єктів доцільно встановити обладнання для тепловізії поряд із пасивними системами придушення вогню. Ці заходи допомагають запобігти небезпечним ситуаціям, коли акумулятори починають неконтрольовано перегріватися.
Згідно з дослідженням, проведеним Battery University у 2023 році, яке стосувалося приблизно 2000 повернутих акумуляторів для електроінструментів, ті акумулятори, які зберігалися неправильно, втратили близько двох третин своєї ємності всього за 18 місяців. Акумулятори, що зберігалися в добрих умовах, втратили менше 20%. Коли акумулятори так сильно деградують, у них зазвичай виникають проблеми з падінням напруги та явище, відоме як літієве покриття електродів. Дослідники виявили, що багато інтелектуальних пристроїв виходять з ладу на ранніх етапах тому, що люди часто залишають їх на зарядці весь час, коли температура піднімається вище 30 градусів Цельсія. Глибше вивчаючи причини цього явища, вчені звертають увагу на прискорене утворення так званого SEI-шару та хімічний розпад електроліту всередині акумуляторних елементів, коли вони тривалий час залишаються повністю зарядженими.
Більшість експертів погоджуються, що підтримання акумуляторів напівзарядженими допомагає зменшити небажані хімічні реакції всередині них. За даними досліджень Electrochemical Society, акумулятори, залишені на повному заряді (100% SOC), мають збільшення внутрішнього опору приблизно на 15% щомісяця. Це набагато гірше, ніж тоді, коли їх тримають на рівні приблизно 60% заряду, де опір зростає лише на 2,2%. Виробники, серед яких Dell і Tesla, рекомендують підтримувати рівень заряду акумуляторів між 40 і 60 відсотками для кращої хімічної стабільності з часом. Якщо акумулятори зберігаються тривалий час, має сенс кожні три місяці здійснювати обертання запасами. Підзаряджання всіх одиниць приблизно до 50% ємності кожні 90 днів допомагає боротися з природним розрядженням і запобігає серйозним проблемам, таким як постійне розчинення міді, якщо рівень впаде нижче 20% SOC.
Літій-іонні акумулятори в основному піддаються ризику через тепловий відрив, небезпеку пожежі та деградацію внаслідок неправильних умов зберігання, включаючи екстремальні температури та рівні вологості.
Щоб подовжити термін служби акумулятора, зберігайте літієві акумулятори зарядженими частково (40-50%) в умовах контрольованого клімату зі стабільною температурою в межах 15-25 °C та рівнем вологості 45-55%.
Для тривалого зберігання підтримуйте заряд акумуляторів на рівні 40-50%, регулярно перевіряйте умови навколишнього середовища та підзаряджуйте їх до приблизно 50% кожні 3-6 місяців, щоб уникнути глибокого розряду.
Часткове заряджання зменшує навантаження на компоненти акумулятора, мінімізує деградацію та допомагає зберігати хімічну рівновагу всередині елементів, що запобігає небажаним хімічним реакціям і подовжує термін служби акумулятора.