Меню

Хранение литий ионных аккумуляторов зимой

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.

Источник

Как хранить литий ионные аккумуляторы, чтобы они служили дольше

Литий-ионные батареи широко распространены сегодня. Они применяются в мобильных телефонах (самая обширная ниша), в ноутбуках, рациях, в различных других электронных приборах и даже в автомобилях. Эти АКБ имеют множество достоинств, но в то же время чувствительны к определенным факторам и требуют правильного хранения. Рассмотрим, как правильно хранить литий-ионные аккумуляторы.

Виды литий-ионных аккумуляторов

Литиевые батареи делятся на литий-ионные и литий-полимерные. Разница состоит в том, что в первых электролит жидкий, а во вторых – твердый. За счет этого полимерные АКБ считаются чуть менее взрывоопасными и, соответственно, более безопасными. Хотя при правильной эксплуатации вероятность взрыва любого литий-ионного аккумулятора низкая.

Также полимерные батареи для телефонов можно сделать более тонкими, чем ионные. Поэтому они популярны в супертонких моделях.

Также батареи бывают разными по форме и емкости. Это зависит от прибора, для которого они предназначены.

Распространенные формы АКБ: пальчиковые – ААА, АА, 18650.

Используются в часах, детских игрушках, фотоаппаратах и другой технике. Батарея 18650 отличается от остального размера, а также емкостью и напряжением – 3,7 В против 1,5 В у АА. Они не подходят для стандартных электроприборов, их применяют там, где требуется большая емкость – например, в электровелосипедах или в Power Bank.

Прямоугольные – например, в мобильных телефонах.

Крупные в форме электронной коробки – называются твердотельными АКБ и применяются в электромобилях.

Наиболее часто в быту используются обычные небольшие пальчиковые батареи и прямоугольные – для сотовых телефонов. Но некоторые, более крупные, АКБ тоже применимы в быту – например, они стоят в электровелосипедах и автомобилях.

Правила хранения литий-ионных аккумуляторов

Правила хранения АКБ на основе лития основаны на слабостях данного типа аккумуляторов.

Слабости Li-Ion батареи:

  • боится полного заряда;
  • боится полного разряда;
  • боится низких температур;
  • боится высоких температур и перегрева;
  • боится высокой влажности;
  • имеет ограниченный ресурс – определенное число циклов зарядки;
  • взрывоопасна при повреждении герметичности;
  • емкость теряется даже во время хранения, а не только при активном использовании.

Хранение должно быть направлено на то, чтобы к моменту возобновления использования аккумулятора он сохранил все свои рабочие свойства и был исправен.

Как хранить литиевые аккумуляторы

Выбирайте правильный температурный режим. Лучше всего – от 0 до +20 градусов по Цельсию. Допустима температура до +35. Здесь суть в том, что чем ниже температура – тем лучше батарее, но только если температура не отрицательная. Поэтому многие хранят их в холодильнике. Это допустимо, если аккумулятор герметично упакован в пакет и в него не поступает влага. Если вы не уверены в герметичности упаковки, хранение литий-ионных аккумуляторов лучше осуществлять в другом месте.

Читайте также:  Аккумулятор для погрузчика sdlg

Не держите аккумулятор разряженным до нуля или заряженным до 100 процентов. Оптимально отправить его на хранение с зарядом 40–50 процентов.

Раз в два-три месяца батарею нужно подзаряжать до показателя в 40–50 процентов. Также раз в полгода можно разрядить ее полностью, затем зарядить до 100 процентов. А перед отправкой на хранение вновь разрядить до 40–60 процентов.

Если этого не делать, со временем он саморазрядится. А АКБ с зарядом 2 В не восстанавливается, ее остается только выбросить.

Произойти это может уже за 2,5–3 месяца. Не пытайтесь зарядить его в этом случае – это очень опасно; скорее всего, произойдет взрыв. Так что в этом случае пожалейте здоровье и жизнь, а не батарею. Приобретите новую и далее соблюдайте правила хранения.
Место хранения должно быть сухое и прохладное, там не должно быть вибрации и прямых солнечных лучей.

Не стоит заворачивать прибор во что-либо, исключение – когда держите в холодильнике в герметичном пакете, так как это бережет от влаги. В остальных случаях, наоборот, необходима свободная циркуляция сухого воздуха. Любая ткань может впитывать влагу и затем ее задерживать. А этого нужно избежать.

До АКБ не должны добраться дети для их же безопасности.

Батарею не стоит держать в приборе, который длительно не планируется использовать, лучше достать и положить в подходящее место.
Рядом с батареей не должно быть тяжелых предметов и всего, что способно упасть и повредить ее. Не должно быть жидкостей, особенно химических.

Не стоит хранить на большой высоте, откуда она может упасть.

Эти правила помогут вам сохранить АКБ и использовать ее с пользой в любом предмете техники до момента, когда закончится отведенный производителем ресурс, а не до того, как она случайно разрядится полностью во время хранения.

Источник

На Токе заряженный портал

Как ведут себя Li-ion аккумуляторы на морозе и как их правильно эксплуатировать в таких условиях — На токе

  • Статьи об электротранспорте
  • Технологии
  • Аккумуляторы
  • Как ведут себя Li-ion аккумуляторы на морозе и как их правильно эксплуатировать в таких условиях

Как ведут себя Li-ion аккумуляторы на морозе и как их правильно эксплуатировать в таких условиях

Тот, в чьём распоряжении находятся литий-ионные аккумуляторы, прекрасно знает, что на холоде они разряжаются гораздо быстрее чем в тепле. Причём это правило действует не только в отношении смартфонов. На морозе в ускоренном режиме теряет свою ёмкость любой Li-ion накопитель, а вот насколько именно — зависит от химсостава применяемого в нём электролита.

Самые пригодные для мороза — литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи. Понятное дело, что зимой можно использовать и литиевые источники питания другого химсостава, только такой солидной отдачи, как в тёплое время года, от них ждать не приходится. Ну а в данной теме я хочу обсудить такие вопросы: что происходит с литиевым накопителем энергии на морозе и как правильно обращаться с такими источниками питания при серьёзном минусе на улице.

Содержание:

  • Что происходит с Lithium-ion электронакопителями на морозе?
  • Можно ли хранить Lithium-ion электронакопители на морозе?
  • Допустимо ли заряжать Lithium-ion батареи при минусовой температуре?
  • Как сохранить работоспособность Lithium-ion АКБ — простые правила.
  • Какая стойкость к минусовым температурам у разных типов Lithium-ion источников питания?
  • Как защитить Li-ion накопитель от холода?
  • Влияние холода на Lithium-ion электронакопители разных производителей и моделей (результаты одного теста).
  • Морозостойкие Lithium-ion аккумуляторы Boston Power Swing 5300.

Что происходит с Lithium-ion электронакопителями на морозе?

Снижается температура электролита, что влечёт за собой уменьшение скорости движения ионов, также снижается активность химических процессов. Как это выглядит на практике? Вот зарядили мы в доме электронакопитель на сто процентов, выходим с ним на мороз и через некоторое время вуаля — ёмкость нашего аккумулятора уже 80% или даже 50%! Это без учёта того, что ещё девайс будет отбирать у нашей батарейки драгоценную энергию.

Если сравнивать объём отдаваемой энергии при +20 градусах и других показателях температуры, то:

  • при снижении температурного режима до +4 градусов, количество отдаваемой энергии снизится на 5-7%;
  • при последующем падении температуры ниже нуля, потеряется 20-50% ёмкости и кроме того, будет преждевременно исчерпываться ресурс электронакопителя.

Тут имеет место очень интересный момент: потеря ёмкости АКБ — явление временное. Если вы нагреете источник энергии до +20. +22 градусов (это комнатная температура), его характеристики полностью восстановятся. А вот если температура АКБ опустится ниже минус сорока — необратимых последствий для батарейки избежать не удастся. Чтобы не доводить свой накопитель до крайностей, не следует использовать его при температуре ниже -20 градусов, для литий-железо-фосфатных — ниже -30 градусов. Однако если говорить в общем, то литиевые АКБ и минусовые температурные режимы — вполне могут подружиться.

Помните: при минусе за окном, батареи разряжаются в ускоренном режиме, а продолжительное хранение электроаккумулятора при глубоком разряде, влечёт за собой неизбежный выход из строя.

А вот примерные потери ёмкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении батареи:

Можно ли хранить Lithium-ion электронакопители на морозе?

Как уже было сказано выше, эксплуатировать Li-ion АКБ при отрицательной температуре окружающей среды можно, хотя они и утрачивают в некоторой степени свои рабочие кондиции. Совсем по другому обстоят дела с долгим хранением в холодной среде — тут вердикт однозначен — это вообще недопустимо. При минусовых показателях временно понижается отдача тока и возрастает темп саморазряда аккумулятора. В принципе, это не критично, если после использования электронакопитель опять перенести в тёплое место и после нагревания подвергнуть зарядке.

Читайте также:  Можно переворачивать автомобильный аккумулятор

Однако при продолжительном хранении при отрицательной температуре, ускоренный саморазряд может обусловить критический разряд электробатареи. Если АКБ хранится с напряжением ниже 2,5 V, 90 дней или дольше – будет наблюдаться необратимая потеря ёмкости. Иначе говоря, батарея не сможет восполнять заряд. Отсюда следует простой вывод — «замораживать» Li-ion строго противопоказано. Самый приемлемый температурный режим для хранения таких изделий — +1. +25 градусов, максимально дозволенный — 0. +40 градусов.

Для хранения литий-ионных источников питания найдите сухое место и кроме того, АКБ не должна находиться в оборудовании, которое она обслуживает. Также, уровень заряда должен находиться на 40-процентной отметке. Все эти мероприятия позволят уйти от крайнего понижения напряжения при саморазряде.

Очень не повезёт тому юзеру, у которого напряжение упадёт ниже отметки 2,5 V на элемент. Если такое произойдёт, то последующее хранение электронакопителя в течение 90 дней или более, повлечёт за собой необратимую потерю ёмкости. Также, можно ожидать и коррозию элементов. Если гаджет хранится больше недели с напряжением до 2 V на компонент, будет иметь место пагубное преобразование химической структуры. По итогу, эти компоненты придётся утилизировать.

Допустимо ли заряжать Lithium-ion батареи при минусовой температуре?

Заряжать литиевые источники энергии на морозе категорически не рекомендуется. После того как накопитель поработал на минусовой температуре, его необходимо нагреть в помещении. Но, прогревать аппаратуру нужно естественным образом, постепенно. Не располагайте её вблизи источников тепла.

При какой температуре заряжать лучше всего? Оптимальным считается диапазон +10. +25 градусов. Если накопитель зарядить на морозе и занести в тёплое помещение, он окажется заряженным сверх нормы. Перезаряд в свою очередь, как и крайний разряд, пагубно сказывается на эффективности функционирования батареек и продолжительности их жизни.

Как сохранить работоспособность Lithium-ion АКБ — простые правила

Не хотите преждевременно распрощаться с вашей драгоценной батарейкой? Соблюдайте приведённые ниже правила:

1. Заряжайте накопитель энергии не доводя его до критического разряда, при плюсовой температуре.

2. Не заряжайте переохлаждённые АКБ — сначала прогрейте их до комнатной температуры.

3. Для зарядки батарей используйте только оригинальную зарядную аппаратуру, которую рекомендует производитель для своей продукции.

4. Не храните накопитель при отрицательных температурах. Однако не нужно думать, что высокая температура идёт на пользу изделию. Превысите +30 градусов — также будут проблемы.

5. Если источник энергии предполагается оставлять на долгосрочное хранение, обеспечьте ему 35-50% заряда.

6. Не храните продолжительное время глубоко разряженные электроаккумуляторы. В этой ситуации они будут деградировать в ускоренном режиме.

7. Не допускайте перезарядки батареи. Если вы зарядите батарейку на 100% при минусе, а затем обеспечите ей комнатную температуру — перезаряда не избежать.

Какая стойкость к минусовым температурам у разных типов Lithium-ion источников питания?

Каким же разновидностям литиевых накопителей энергии отдать предпочтение в морозную погоду? Лидерами здесь являются литий-железо-фосфатные и литий-титанатные изделия. Последние кстати, на индивидуальном электрическом транспорте применяются крайне редко. Почему? К сожалению, ценник на такие изделия огорчает очень многих пользователей и кроме того, у них низкая удельная энергоёмкость.

Совсем другая ситуация с литий-железо-фосфатными источниками энергии. В холодное время года им просто нет равных! Поэтому, стоит поближе познакомиться с их достоинствами:

1. Могут полноценно выполнять свои прямые обязанности в широком диапазоне температур — -30. +55 градусов.

2. Обладают низким сопротивлением.

3. Отличаются долговечностью.

4. Термически стабильны.

5. Устойчивы к высокому уровню заряда.

6. Можно хранить при высоком напряжении.

7. Максимально безопасны в использовании, даже при стопроцентном заряде.

Не стоит рассчитывать на эффективную работу при минусе обладателям таких разновидностей литиевых АКБ:

  • литий-кобальтовые;
  • литий-марганцевые;
  • литий-никель-марганец-кобальт-оксидные.

Как защитить Li-ion накопитель от холода?

Чтобы по максимуму снизить негативное влияние минусовых температур на аккумуляторную батарею, не нужно оставлять её на продолжительное время на морозе. Старайтесь изымать АКБ с устройства и заносить её в тёплое помещение.

Отличным решением будет применение термокейса, который, в принципе, можно изготовить и собственными руками. В процессе своей деятельности аккумулятор будет нагреваться, а утеплитель не даст ему быстро потерять тепло во время не длительного простоя.

Влияние холода на Lithium-ion электронакопители разных производителей и моделей (результаты одного теста)

Я предлагаю вам интересный эксперимент, который показывает, что литий-ионные источники питания весьма разнятся по последствиям воздействия на них низких температур. Даже если батареи имеют схожие характеристики, при морозе их работоспособность будет отличаться в значительной степени.

Для тестирования были выбраны семь Li-ion накопителей энергии формата 18650:

Приведённые выше модели АКБ являются наиболее распространёнными и доступными. Они могут выдерживать постоянный ток разряда до 20 A. Эти батареи можно обнаружить на электрифицированных средствах передвижения, в аккумуляторном инструменте, портативных источниках энергии, а также электронных сигаретах.

Тесты осуществлялись при температуре -24 градуса. Ток разряда — 10 A. В процессе тестирования элементы не извлекались из морозилки.

Результаты замеров

Все источники энергии проявили активность, однако с очень разными результатами.

Ниже приведён график разряда накопителей при комнатной температуре и при температуре -24 градуса:

При увеличении графика можно наблюдать, что накопители отличаются по своему поведению в значительной степени. У Samsung 30Q напряжение опустилось до критических показателей, а кривая LG HG2 пребывает в штатном диапазоне напряжений.

Разряд литий-ионных батарей при температуре -24 градуса:

Что мы можем наблюдать на данном графике? Ничего хорошего для Samsung 30Q. Напряжение батарейки просело до минимально дозволенного, а из этого следует, что девайс на котором установлены элементы Samsung 30Q, в сильный мороз с большой вероятностью не запустится.

Читайте также:  Дата выпуска аккумулятора elab

Разряд Samsung 30Q при температуре -24 градуса:

Как изменяется напряжение источников энергии на морозе

Батарейки целые сутки находились в морозилке при температуре -24 градуса. При замерах, изделия из места заморозки не извлекались.

Номинальное напряжение накопителей — 3,6 V, предел рабочих напряжений — 2,5-4,2 V. Как правило, электроника адекватно функционирует в пределе напряжений 2,7-4,2 V. Осветительные приборы и другие не слишком требовательные девайсы могут выполнять свои прямые обязанности и в более широком диапазоне — 2,5-4,35 V.

Результаты замеров:

  • Samsung 30Q — 2,68 V;
  • Samsung 25R — 2,78 V;
  • Sony VTC5 — 2,6 V;
  • LG HE2 — 2,89 V;
  • LG HE4 — 2,82 V;
  • LG HG2 — 3,16 V;
  • Sanyo NSX — 2,67 V.

Как видим, напряжение на всех АКБ превышает напряжение разряда. У LG HG2 оно приближено к номинальному. У Samsung 25R, LG HE2 и LG HE4 — скромнее номинального, но в то же время, его хватает для запуска большинства гаджетов. А вот и неудачники: Samsung 30Q, Sony, а также Sanyo — у них напряжение приближено к нижней черте диапазона. Весьма вероятно, что гаджет обслуживаемый данными элементами не заработает, а индикатор уровня заряда продемонстрирует полный разряд батареи.

Влияние мороза на время функционирования АКБ

График демонстрирует, что продолжительность функционирования батарейки LG HG2 при минусе и при домашней температуре — идентичная:

Делаем выводы по эксперименту

1. Литий-ионные источники энергии весьма разнятся между собой. Вроде бы и характеристики у них одинаковые, а вот на морозе они показывают себя по-разному.

2. Снижение эффективности функционирования при минусовых температурах — это не «заслуга» самой литий-ионной технологии. Здесь имеет место специфика отдельно взятой модели электронакопителя.

3. Для минусовой температуры вполне удачным вариантом будут электробатареи LG HG2.

4. На переохлаждённых источниках питания напряжение растёт первые 50-100 секунд. Почему так происходит? Тут всё просто: разряжаясь АКБ производят тепло и таким образом создают себе обогрев. Кроме того, батареи могут получать дополнительное тепло от электронных схем, находящихся в едином корпусе с ними.

5. Не нужно сразу выжимать из промёрзшего электронакопителя полную мощность. Выгоднее будет дать ему повысить температуру на средней мощности.

Морозостойкие Lithium-ion аккумуляторы Boston Power Swing 5300

И напоследок, я бы хотел предложить на ваш суд морозоустойчивые накопители с весьма привлекательными характеристиками:

По размерам и массе, один элемент Swing 5300 идентичен парочке традиционных 18650, а его ёмкость при этом составляет 5300 mAh (это как два элемента по 2650 mAh). Кстати сказать, Boston Power предоставил вполне «правдивый» показатель ёмкости — юзеры убедились в этом лично, после проведения замеров «на честность».

А вот и результаты суровых испытаний. Перед проверкой, изделия сутки пролежали в морозилке при температуре -18 градусов и далее, заряженный источник питания непринуждённо отдавал заряд, а разряженный — «заправлялся» без проблем. При этом наблюдалось незначительное понижение ёмкости на таком минусе.

Конечно, после основательного перемерзания, АКБ «затормаживается» в некоторой степени, но, как только батарея включается в процесс работы, в течении 2-3 минут она приходит в себя. При этом не важно, работает она на заряд или разряд.

Что касается других характеристик, то по ёмкости морозоустойчивая разработка несколько уступает современным Li-ion элементам, к примеру тому же всенародно обожаемому Panasonic 3400. Однако разница эта не существенная — приблизительно 20%. Зато, Swing 5300 может порадовать пользователей количеством циклов перезарядки, которое в несколько раз превышает таковое у обыкновенного Li-ion накопителя.

Ещё один, весьма значимый момент: по напряжению заряда/разряда Swing 5300 соответствуют остальным Lithium-ion источниками питания. То есть, их можно юзать с той же электроникой и комбинировать в параллель с обычными «летними» элементами, для создания более ёмкого накопителя энергии.

Изделия можно юзать как в холодное время года, так и жарким летом. Можно использовать и в «переходной» период: к примеру в марте, когда всё ещё можно «попасть» на морозы, но в то же время уже достаточно много солнечных дней.

Что по деньгам? Вполне употребимо — цена как на традиционный качественный Lithium-ion.

Кстати сказать, изначально ориентир фирмы Boston Power был в первую очередь на разнообразные электрифицированные средства передвижения, где устойчивость к морозам и большой ресурс стояли во главе угла. Также их разработчики работали в направлении альтернативной энергетики. А вот и изюминка: сейчас источники питания Boston Power активно покапает NASA! Так что, в вашем распоряжении за доступную себестоимость могут оказаться чуть ли не «космические технологии»!

Заключение

Можно ли нормально эксплуатировать литий-ионные источники энергии при минусовых температурах? Можно, и тут всё зависит от химсостава используемой батарейки и соблюдения правил её эксплуатации. Больше всех не боятся мороза литий-железо-фосфатные АКБ. А что касается остальных представителей Li-ion технологии, то их также можно юзать зимой, вот только температура окружающей среды не должна быть ниже -20 градусов. Конечно, есть возможность немножко облегчить жизнь «подмороженным» девайсам. К примеру, их можно поместить в термокейс изготовленный из теплоизоляционных материалов.

Бессмысленно спорить с тем фактом, что запас хода у одного и того же электронакопителя зимой будет скромнее, чем при плюсовой температуре. К сожалению, от временного снижения ёмкости АКБ в зимнее время — никуда не деться!

По вопросам зарядки и хранения, ответ прост — всё это нужно делать исключительно при положительных температурах. Если источник энергии нужно установить на подзарядку, а он переохлаждён, занесите его в тёплую комнату, подождите 2-3 часа пока изделие нагреется, и только потом подключайте к нему зарядное устройство.

Источник