Как правильно хранить Li-ion аккумуляторы?

  • 13.02.2023 г.
  • 4520 просмотров.

Аккумулятор Tesla 21700 Li-ion 3.7 Вольт 4800 мА*чОт условий хранения Li-ion аккумуляторов напрямую зависит сохранение их работоспособности и продление срока службы. Подолгу хранить литий-ионные АКБ нежелательно, т.к. со временем в их внутренней структуре неизбежно происходит химическая деградация. Этот процесс еще называют естественным старением. На практике он проявляется постепенным снижением объема запасаемой емкости.

Поэтому Li-ion аккумуляторы лучше не хранить, а использовать по назначению. Тем не менее, если элементы питания временно не будут применяться, необходимо обеспечить им благоприятные условия хранения. В таком случае старение будет протекать медленнее, а потери емкости будут сведены к минимуму. Сегодня мы рассмотрим оптимальные способы хранения литий-ионных АКБ.

Как лучше всего хранить Li-ion батареи?

Прежде всего, на сохранение технических характеристик литий-ионных АКБ при их хранении влияют следующие факторы:

Уровень заряда

Для лучшей сохранности батарею нужно зарядить примерно на 40–60%. При меньшем уровне заряда есть риск, что элементы питания сильно разрядятся, а при критическом снижении напряжения (ниже 2 В на ячейку) происходит их необратимая деградация. И хотя уровень саморазряда у Li-ion элементов составляет всего 5% в месяц, при долгом хранении с низким уровнем заряда не исключен их глубокий разряд и преждевременный выход АКБ из строя.

Аккумулятор 24 вольта 7,5 А*ч Li-ion (6S)Если же хранить аккумы полностью заряженными, это ускорит их старение. Поэтому лучше придерживаться правила частичной зарядки на 40–60%. Чтобы определить, насколько заряжен Li-ion аккумулятор, достаточно измерить его напряжение. Вольтаж 2,8 В на ячейку соответствует разряженному состоянию, а 4,2 В – полностью заряженному. Значит, оптимальное напряжение хранения Li-ion батарей составляет 3,4–3,5 В на ячейку.

Средняя точка напряжения для конкретной АКБ рассчитывается по количеству последовательных соединений. Например, для батареи с номинальным напряжением 36 В, собранной по схеме 10S, оптимальным напряжением хранения будет 34–35 В. Для батареи с номинальным вольтажом 48 В (13 последовательно соединенных ячеек) 40% уровню заряда соответствует напряжение 44,2 В. Для большей точности замерять вольтаж рекомендуется через 1,5 часа после подзарядки или использования АКБ.

Температура хранения литий-ионных аккумуляторов

Лучше всего хранить батареи Li-ion типа при температуре +1 – +25 °С. Этот диапазон наиболее благоприятен для их внутренней структуры и позволит избежать значительного снижения емкости. В крайнем случае, допускается хранить литиевые элементы при температуре 0 – +40°С.

Замораживать их нельзя, поэтому лучше отказаться от идеи хранения литий-ионных аккумуляторов в морозилке. Но в холодильнике – при температуре +3 – +6 °С – хранить их можно. Эти температурные условия практически идеальны, но важно предварительно защитить элементы питания от влаги, например, герметично упаковать их в пакет.

В таблице приведены значения восстанавливаемой емкости Li-ion аккумуляторов – доступной емкости после их хранения в течение года – в зависимости от температурных режимов и уровней заряда:

t, °С

Емкость после хранения

С уровнем заряда 40%

С уровнем заряда 100%

+1

98% (потеря емкости за год – 2%)

94% (снижение емкости – 6% за год)

+25

96% (снижение за год – 4%)

80% (потеря – 20% за год)

+40

85% (потеря – 15% за год)

65% (необратимое уменьшение емкости – 35% за год)

+60

75% (деградация – 25% за год)

Уже через 3 месяца – 60% (деградация 40%)

 

Подходящее место

Для хранения литиевых АКБ подходит сухое прохладное место, недоступное для грызунов и других животных. Чтобы защитить аккумуляторы от внешних воздействий, их можно поместить в защитный бокс.

Контроль

Во время длительного хранения нужно периодически – хотя бы раз в полгода – замерять напряжение аккумуляторов и подзаряжать их до оптимального значения. Такая бдительность убережет АКБ от глубокого разряда и необратимой потери работоспособности. Еще один способ продлить жизнь батарее и избежать быстрого снижения ее доступной емкости – контрольный разряд. Его желательно делать раз в 3 месяца до 20% с последующей подзарядкой АКБ до 40–60%.

Как продлить жизнь литий-ионной АКБ?

Подведем итоги: как правильно хранить Li-ion аккумуляторы, чтобы сохранить их рабочие характеристики и продлить срок службы. Для этого достаточно:

  1. Перед продолжительным хранением (например, сезонным) зарядить АКБ примерно на 40–60%.
  2. Хранить их в сухом прохладном месте, защищенными от возможных вредных воздействий. Например, при хранении в холодильнике нужно защитить элементы питания от влажности (поместить в пакет), а в гараже, погребе или хозяйственном помещении – от грызунов (поместить в защитный бокс или плотно закрывающийся ящик).
  3. Соблюдать оптимальный температурный диапазон – от +1 до +25 °С.
  4. Раз в 3–6 месяцев контролировать глубину разряда и подзаряжать АКБ до оптимальных 40–60%.
  5. Использовать зарядное устройство, предназначенное для батарей данного типа – с выходным напряжением, соответствующим вольтажу заряжаемой АКБ, и током 1С или максимум 5С в режиме быстрой зарядки.

Соблюдение простых правил эксплуатации и хранения Li-ion батарей увеличивает их ресурс примерно в 15 раз – по сравнению с тем, сколько они служат при несоблюдении этих рекомендаций. В среднем литий-ионные АКБ рассчитаны на 500–1000 циклов разряд-заряд с сохранением 80% восстанавливаемой емкости. Это их реальный ресурс при условии, что вы не будете допускать полного разряда, перегрузок по току, перегрева, переохлаждения и других негативных факторов.

Но важно помнить, что даже в идеальных условиях Li-ion аккумуляторы не будут храниться вечно. Они подвержены старению и постепенно теряют свои характеристики. Даже если АКБ не отработала и 10 циклов, со временем она станет неработоспособной. Этот процесс протекает медленно, но он неизбежен. Поэтому не стоит покупать автономные источники питания впрок и хранить их без дела. Лучше найти им применение и на практике оценить все преимущества литиевой технологии.

Типы литиевых аккумуляторов
Предыдущая
Типы литиевых аккумуляторов
Следующая
Как заряжать литиевый аккумулятор?
Как заряжать литиевый аккумулятор?

Еще может быть интересно...