Как хранить Li-Ion аккумуляторы?
Чтобы продлить срок службы аккумуляторной батареи, эффективно использовать ее возможности и минимизировать потери емкости, необходимо обеспечить ей правильное хранение. В данной статье пойдет речь о том, как правильно хранить литий ионные аккумуляторы. Такие накопители чувствительны к высоким температурам и чрезмерному уровню заряда. Если же поддерживать оптимальные условия их хранения, можно ощутимо продлить срок службы батареи и снизить потери ее емкости.
Следует понимать, что хранение АКБ неизбежно приводит к их старению, но выполнения ряда рекомендаций позволяет замедлить этот процесс. Чтобы снизить потери емкости в процессе хранения, сохранить Li-Ion батарею в рабочем состоянии и не позволить ей самостоятельно разряжаться, хранить ее нужно заряженной примерно до 40%. Некоторые производители рекомендуют хранить литий ионные аккумуляторы заряженными до 70–90% емкости.
Установить степень заряда в 40% не сложно, необходимо измерить напряжение аккумулятора литий-ионного. Именно по напряжению можно определить уровень заряда:
Как хранить литиевые аккумуляторы?
В вопросе, как хранить Li-Ion аккумуляторы, основными факторами выступают температурный режим и степень заряда. В нижеприведенной таблице представлены сведения о восстанавливаемой емкости литиевых АКБ при их хранении на протяжении 12 месяцев при разных температурах и уровнях заряда. Восстанавливаемой емкостью называют доступную емкость аккумулятора после его хранения.
Литиевый аккумулятор на морозе
Статья обновлена: 2021-10-16
Пользователи литиевых батарей не понаслышке знают, что на холоде заряд исчерпывается быстрее. Это характерно не только для аккумуляторов смартфонов. Любая литиевая батарея на морозе теряет свою емкость, а насколько – зависит от химического состава используемого электролита. Наиболее подходящими для эксплуатации в холодный период считаются батареи типа LiFePO4 – литий-железо-фосфатные. Литиевые элементы питания другого химического состава также используются зимой, но по сравнению с эксплуатацией в теплый сезон эффективность их работы падает.
Что происходит с Li-ion аккумуляторами на морозе?
Из-за снижения температуры электролита уменьшается скорость движения ионов и интенсивность прохождения химических реакций. На практике это выглядит так: при комнатной температуре аккум имеет заряд 100%, а после попадания на улицу и дальнейшего пребывания на холоде падает до 80% и ниже, не считая расходования энергии на питание устройства. Но потеря емкости литий-ионных аккумуляторов на морозе – временное явление. При последующем прогреве до комнатной температуры характеристики накопителей энергии полностью восстанавливаются.
Можно ли хранить Li-Ion аккумуляторы на морозе?
В отличие от эксплуатации, длительное хранение литиевых аккумуляторов на морозе недопустимо. При низких температурах временно снижается токоотдача, и увеличивается скорость саморазряда источников питания. Это некритично, если после использования АКБ снова окажется в помещении с плюсовой температурой и после нагрева будет заряжена.
Но при долгом хранении на холоде быстрый саморазряд может спровоцировать критическую разрядку источника питания. А при хранении Li-Ion аккумуляторов на протяжении 3-х месяцев или более длительного срока с напряжением ниже 2,5 В емкость теряется необратимо – АКБ утрачивает способность к восполнению заряда. Поэтому заморозка литий-ионным аккумуляторам противопоказана. Оптимальная температура для их хранения– от +1 до +25 °С, допустимая – от 0 до +40 °С.
Хранить литиевые АКБ нужно в сухом месте, извлеченными из оборудования, с уровнем заряда порядка 40%. Это поможет не допустить критического снижения напряжения при саморазряде. Если же напряжение упадет ниже значения 2,5 В на элемент, последующее хранение АКБ в течение 3-х месяцев или более длительного срока приведет к невосстанавливаемому падению емкости. Может произойти и коррозия элементов. При хранении аккумуляторов более 7 дней с напряжением до2 В на элемент происходит критическое изменение их химической структуры. Такие элементы питания подлежат утилизации.
Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы на холоде?
Зарядка аккумулятора на морозе недопустима. Более того – после использования при низкой температуре аккумуляторную батарею нужно выдержать в помещении, чтобы она прогрелась. Прогрев должен быть естественным и постепенным, без использования близко расположенных источников тепла.
Оптимальный температурный диапазон для подзарядки литий-ионных АКБ – от +10 до +25 °С. Если зарядить литиевый аккумулятор на холоде, при последующем нагреве накопитель энергии окажется перезаряженным. А перезаряд, как и критический разряд, губительно сказывается на работоспособности батарей и их ресурсе.
Простые правила для сохранения работоспособности АКБ
Уберечь литий-ионные батареи от преждевременного выхода из строя поможет соблюдение нижеприведенных правил:
Морозостойкие аккумуляторы разных типов
К эксплуатации в холода наиболее адаптированы аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата и литий-титаната (LiFePO4 и Li4Ti5O12). Но для оснащения персонального электротранспорта модели на основе литий-титаната практически не используются из-за высокой цены и низкой удельной энергоемкости. Другое дело – батареи LiFePO4. Они считаются лучшим вариантом для использования в холодное время года, т.к.:
Более чувствительны к низким температурам Li-Ion аккумуляторы типа LiCoO2 (литий-кобальтовые), LiMn2O4 (литий-марганцевая шпинель), LiNiMnCoO2 (литий-никель-марганец-кобальт-оксидные, сокращенно NMC).
Способы защиты литиевых АКБ от холода
Чтобы уберечь аккумуляторную батарею от воздействия отрицательных температур, не оставляйте ее надолго на морозе – по возможности снимайте АКБ и заносите в помещение. Защитить батарею от переохлаждения во время работы позволяет использование термокейса. Для его изготовления можно использовать изолон, пенопласт и другие термоизоляционные материалы. В процессе работы АКБ нагреется, а термокейс не даст ей быстро остыть во время непродолжительной стоянки.
Выводы
Дальность хода на одном заряде у одной и той же батареи зимой будет ниже, чем в теплое время года, поскольку при снижении температуры временно уменьшается и емкость АКБ. Заряжать и хранить литиевые АКБ нужно исключительно при положительных температурах. После использования в холодных условиях аккумулятор нужно внести в помещение и выдержать 2–3 часа при комнатной температуре, а затем зарядить.
Хранение литиево-ионных батарей электротранспорта зимой
Вот уже наступила зима – а перед ней всегда возникает вопрос: как правильно хранить литиево-ионные батареи в течение длительного срока без эксплуатации. Это важная тема, потому что каждый владелец желает максимально сохранить свойства аккумулятора.
Есть однозначная рекомендация по поводу температуры хранения. Наиболее благоприятная температура – в районе 0°C, но не ниже нуля. В таких прохладных условиях свойства электролита сохраняются максимально долго, поэтому можно завернуть аккумулятор в герметичный пакет и хранить его в холодильнике (но не в морозилке). Но ничего страшного, если у вас нет подходящих условий. Батареи можно хранить и до температуры +20°C. Можно и выше, но это уже менее благоприятно.
А вот по поводу уровня, до которого должна быть заряжена батарея, есть противоречия.
Известный сайт batteryuniversity.com, на который так или иначе ссылаются авторы почти всех статей про хранение литиево-ионных батарей, рекомендует хранить аккумуляторы при уровне заряда 40%. То есть, если говорить об Li-Ion, это примерно 3,5 В на элементе. Сайт утверждает, что таким образом максимально сохраняется восстанавливаемая остаточная ёмкость батареи. Например, при хранении заряженной до 40% батареи при +25°C через год восстанавливаемая ёмкость будет на уровне 96%, а если хранится заряженная на 100% батарея – то восстанавливаемая ёмкость составит 80%.
Откуда они взяли эти цифры, как и какие проводились исследования – сайт умалчивает.
Однако у меня есть большие сомнения насчёт приводимых данных. Дело в том, что я всегда все свои батареи храню заряженными на 100%. Причём по нескольку лет. И хранятся они прекрасно. Я не замечал какой-либо существенной потери ёмкости. Конечно, через какой-то эксплуатационный срок они так или иначе выходят из строя. Но отнюдь не через 5 лет простого хранения.
Поэтому – хоть я и не могу опровергнуть именно цифру 40% (скорее всего, при таком уровне заряда батарея уж точно не испортится) – я всё-таки предпочитаю читать руководства по эксплуатации техники.
Давайте обратимся к рекомендациям производителя. Вот, например, табличка с инструкциями на батарее самоката Airwheel Z3.
В переводе значит: «Полностью зарядите батарею перед хранением и после использования. Это продлит срок службы батареи».
А вот инструкции на аккумуляторе от велосипеда QiCYCLE.
Воспользуемся переводчиком с китайского.
И получим такой перевод.
И здесь то же самое. Производитель рекомендует хранить батарею в сухом прохладном месте и подзаряжать её каждые два месяца в течение двух часов. То есть, речь снова идёт о полном заряде батареи.
Итак, у нас два противоположных мнения: одни источники ратуют за 40%-й уровень заряда, другие – за 100%-й. И конкретных доказательств в пользу той или иной версии нет. Поэтому я не могу назвать единственно правильный вариант. Как уже говорил выше, я для себя решил действовать согласно рекомендации производителя, то есть, полностью заряжать аккумулятор перед хранением. И кстати сказать, в выключенном состоянии у батареи практически отсутствует саморазряд. За месяц убегает всего лишь несколько процентов, так что даже нет особого смысла подзаряжать батарею, достаточно просто изредка контролировать заряд.
Внимание: данная статья и изображения в ней являются объектами авторского права. Частичное или полное воспроизведение на других ресурсах без согласования запрещено.
Как правильно хранить Li-ion аккумулятор
Основные сложности
Производители сегодня используют практически в любых электрических устройствах накопители одного типа – это элементы типоразмера 18650. Разница между электромобилем и ноутбуком здесь будет только в количестве элементов. Упомянутые батареи далеки от совершенства и требуют соблюдения определенных требований при эксплуатации. Их стоимость и уязвимость перед безграмотным хранением являются основными причинами, зарождающими сомнения в приобретении экотранспорта. Среди основных проблем хранения выделяются:
Чтобы ответить на вопрос «Как хранить литиево-ионные батареи?», нужно понимать, больше всего они боятся длительного хранения при глубоком разряде. Именно это способно окончательно прикончить батарею. Можно сказать, что если после эксплуатации устройства забыли поставить пустой аккумулятор на зарядку и вспомнили о нем через месяц-другой, то будьте готовы покупать новый накопитель.
Вся сложность эксплуатации устройств на таких батареях, вызвана отсутствием защиты от полного разряда (или недостаточно эффективной работой этой защиты). Ниже разберемся, как сохранить литий ионный аккумулятор 18650, который используется в электрическом транспорте. Но, в любом случае, совет и правило №1: если уровень заряда упал ниже 30-40% после работы устройства, немедленно ставьте АКБ заряжать.
Li ion аккумуляторы: температура хранения и зарядки
Если о том, что отрицательный градус хранения АКБ отрицательно влияет на время службы, знают все, то немногим известно, что при минусовых температурах губительна даже сама зарядка – аккумулятор просто теряет емкость. Еще одно «температурное» требование говорит, что нельзя хранить Li-ion-батарею при температурах выше 30 градусов. Это также кратно снижает емкость.
При зарядке устройства тоже есть своя опасность – перезаряд АКБ. Этого тоже нужно избегать, чтобы продлить срок службы устройства. Не менее важно использовать только сертифицированное, идущее в комплекте с батареей, зарядное устройство, которое соответствует по техническим характеристикам. И нужно помнить, что нередки случаи взрыва батарей, поэтому нельзя оставлять процесс без внимания.
Срок и условия хранения литиевых аккумуляторов
Если батарее все-таки предстоит долговременное хранение, то нужно учесть ряд требований, которые сохранят работоспособность после возобновления эксплуатации:
Перечисленные рекомендации также подойдут, если нужно понять, как лучше хранить литиевые аккумуляторы зимой. Основная проблема обеспечения условий идеального хранения заключается в обеспечении того самого заряда в 30-40%, а именно в наличии под рукой средств для его измерения. Многочисленные форумы любителей экотранспорта советуют при покупке сразу обращать внимание на тип зарядного устройства – нужна умная зарядка с индикацией.
Заключение
Литий-ионные аккумуляторы электротранспорта –дорогостоящая и наиболее капризная часть транспорта. Батареи требуют повышенного внимания при регулярном использовании и соблюдения целого ряда мер при длительном хранении. На первый план выходят температура окружающей сред и уровень заряда. Несмотря на то, что Li-ion-батареи деградируют с первого дня своей жизни, соблюдение перечисленных в статье рекомендаций поможет им сохранить работоспособность не один год.
Оптимальная температура эксплуатации литиевого аккумулятора – залог его долгой службы!
Статья обновлена: 2020-09-08
Литий-ионные аккумуляторы (элементы или «банки») и собранные из них батареи имеют массу конкурентных преимуществ перед накопителями других типов. Они имеют большую удельную энергию, легкий вес и низкий процент саморазряда. У них нет «эффекта памяти», поэтому перед зарядкой их не нужно разряжать до минимального значения. Они выдают высокое напряжение и эффективно сохраняют накопленную энергию, рассчитаны на срок службы около 4-6 лет и выдерживают более 500 циклов разряд-заряд.
Но чтобы уберечь литиевую АКБ от быстрого уменьшения ее эксплуатационного ресурса, нужно использовать и хранить ее в рамках рекомендованного производителем диапазона температур. Оптимальная температура хранения литиевых аккумуляторов составляет +15 °С, а лучшая температура для их эксплуатации – от +5 до +25 °С. Допустимый диапазон эксплуатационных температур значительно шире – от –20 и даже –40 (у некоторых моделей) до +50 °C.
Но использование литий-ионной батареи при минусовых значениях температуры приводит к снижению емкости, в то время как при нагреве уменьшается жизненный цикл АКБ. Работа в пограничных температурных режимах приводит к резкому ускорению процессов старения. Поэтому для продления срока службы Li-ion батареи важно беречь ее от перегрева и прямых солнечных лучей, не использовать на сильном морозе и по возможности утеплить перед эксплуатацией в зимний период.
Рабочая температура литиевых аккумуляторов
Лучшая рабочая температура для эксплуатации Li-ion аккумулятора или аккумуляторной батареи – около +20 °С. Перегрев и переохлаждение губительно действуют на химическую систему литиевых накопителей энергии. Поэтому их нельзя держать на солнце, около радиаторов отопления и других источников тепла. Вредят литий-ионным батареям и минусовые температуры – они заметно уменьшают отдаваемую энергию.
Если сопоставить, сколько энергии отдает литиевая АКБ при оптимальной температуре +20 °С и более низких значениях, то наблюдаются следующие изменения:
