Fórum

Ako správne skladovať dlhodobo batérie

Ako správne skladovať dlhodobo batérie
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  358 zobrazení
3
 2
Batérie a akumulátory

Podľa odporúčaní výrobcov je skladovacia teplota pre väčšinu batérií  15 °C naproti tomu prípustná teplota pre skladovanie väčšiny druhov chemikálií je - 40 °C až 50 °C. Je to pomerne značný nepomer teplôt, keď si predstavíme batériu ako zmes pevných dielov a práve týchto chemikálií. To ako správne skladovať jednotlivé druhy batérií a článkov si povieme v tomto článku.

Batérie na báze olova

Bežnú uzavretú olovenú batériu môžete skladovať až 2 roky. Ale pretože sa všetky batérie postupne samovoľne vybíjajú, je dôležité skontrolovať napätie a / alebo špecifickú hmotnosť a potom preventívne nabiť batériu, keď jej kapacita batéria klesne na 70 %, čo znamená 2.07 V / článok alebo 12.42 V pre 12V batériu. (Merná hmotnosť pri 70 % nabití je zhruba 1.218) Rozličné akumulátory na báze olova však môžu mať odlišné hodnoty. Najlepšie je pozrieť si návod na obsluhu výrobcu).

Nízky náboj indukuje sulfatáciu, oxidačnú vrstvu na negatívnej doske, ktorá inhibuje tok prúdu. Nabíjanie a / alebo cyklovanie môžu v počiatočných štádiách sulfatácie obnoviť niektoré straty jej kapacity. Viac o desulfatácii článkov nájdete v tomto článku - klikni

Sulfatácia môže brániť nabíjaniu malých uzavretých olovených článkov, po ich dlhšom skladovaní. Tieto batérie je z časti možné často znovu aktivovať použitím zvýšeného napätia. Spočiatku môže napätie nabíjaného článku stúpať až na 5 V a odoberať veľmi malý prúd. Asi za 2 hodiny nabíjací prúd premení veľké síranové kryštály na aktívny materiál, odpor článku klesá a nabíjacie napätie sa postupne normalizuje. Pri napätí 2.10 V až 2.40 V je článok schopný prijať normálny náboj. Aby ste zabránili poškodeniu, nastavte prúdový limit na veľmi nízku úroveň. Nepokúšajte sa vykonávať oživenie článku týmto spôsobom, ak napájací zdroj nemá prúdové obmedzenie, pretože hrozí jeho trvalé poškodenie.

Batérie na báze niklu

Odporúčaná hodnota kapacity je okolo 40 % stavu nabitia (SoC). To minimalizuje stratu kapacity súvisiacu s vekom, pričom batéria je stále funkčná a umožňuje určité samovybíjanie. Batérie na báze niklu je možné skladovať v úplne vybitom stave bez zjavných vedľajších účinkov.

Meranie SoC pomocou napätia je na batériách na báze niklu náročné, nakoľko plochá krivka vybíjania, je zmiešaná s údajom po nabití a vybití a samozrejme treba brať v úvahu aj teplotu, ktorá do značnej miery ovplyvňuje napätie. Dobrou správou je, že úroveň nabitia akumulátora nie je pre chemické zloženie batérie rozhodujúca, takže je možné použiť krátkodobo nabíjané batérie. Ak je batéria vybitá vždy ju uložte na chladnom a suchom mieste. Pri určitom množstve nabitia by malo byť jej celkové nabitie rýchlejšie, ako keby sa batéria skladovala v úplne vybitom stave a následne nabíjala na svoju plnú kapacitu.

Batérie na báze Hydridu niklu (NiMh) sa môžu skladovať 3 až 5 rokov. Pokles kapacity, ktorý nastane počas ich skladovania, je čiastočne reverzibilný pri ich opätovnom nabíjaní. Batérie na báze Nikel-kadmium (NiCd) sa rovnako dobre skladujú. Napríklad, Americké letectvo dokázalo po nabití použiť NiCd batérie, ktoré boli 5 rokov skladované s dobrou obnovenou kapacitou. Predpokladá sa preto, že primovanie je nevyhnutné, ak napätie klesne pod 1V / článok. Primárne alkalické a lítiové batérie je možné skladovať až 10 rokov a to iba s miernou stratou kapacity.

Batérie na báze lítia

Pri bežnej teplote okolo 20 °C prakticky nedochádza k samovybíjaniu pod asi 4.0 V. Skladovanie batérií pri úrovni nabitia okolo 3.7 V poskytuje úžasnú životnosť pre väčšinu Li-ion systémov. Nájsť presnú 40 - 50 percentnú hladinu SoC na uskladnenie Li-ion preto nie je až také dôležité. Pri 40% nabití má väčšina Li-ion pri izbovej teplote OCV 3.82V / článok. Aby ste dosiahli správne hodnoty po nabití alebo vybití, nechajte batériu pred použitím odpočinúť aspoň 90 minút. Je to vhodné najmä kvôli ustáleniu chemických procesov v batérii. Ak to nie je možné, prekročte výbojové napätie o 50 mV alebo na nabíjanie choďte o 50 mV vyššie. To v praxi znamená jej vybíjanie na 3.77 V / článok alebo jej nabíjanie na 3.87 V / článok pri rýchlosti C 1 C alebo menej. Tento efekt ustáli napätie na zhruba 3.82V. Obrázok 1 zobrazuje typické vybíjacie napätie lítium-iónovej batérie.

Vybíjacie napätie ako funkcia stavu nabitia. Oxid lítno manganičitý má hodnotu 3.82 V pri 40% SoC (25 °C) a asi 3.70 V pri 30% (pri požiadavke na leteckú  prepravu). Teplota a predchádzajúce aktivity nabíjania a vybíjania ovplyvňujú jej použitie.

Napätie batérie Li-ion nesmie klesnúť pod 2 V / článok po dlhšiu dobu. Ak sa tak stane, tak sa vo vnútri buniek vytvoria medené skraty, ktoré môžu viesť k zvýšenému samovybíjaniu alebo čiastočnému elektrickému skratu, poprípde k deštruktívnemu zničeniu batérie. Ak dôjde k nabitiu, články môžu byť nestabilné, spôsobiť nadmerné teplo alebo vykazovať iné anomálie. Li-ion batérie, ktoré boli vystavené stresu, môžu normálne fungovať, ale sú citlivejšie na mechanické poškodenie. Zodpovednosť za nesprávnu manipuláciu by mal v každom prípade niesť používateľ, a nie výrobca batérie.

Alkalické batérie

Alkalické a iné primárne batérie sa ľahko skladujú. Najlepšie výsledky dosiahnete, ak ich budete udržiavať pri nízkej teplote a pri relatívnej vlhkosti asi 50%. Nízka teplota avšak neznamená ich uchovávanie v mrazničke, pretože toto môže zmeniť ich molekulárnu štruktúru a batéria sa tak stáva nepoužiteľnou.

Strata kapacity počas skladovania

Skladovanie vyvoláva dve formy strát:

  • samovybíjanie - pri ktorom nastane strata kapacity, ale opätovným nabitím batérie / článku dosiahneme pôvodné parametre,
  • nevratné straty - ktoré trvale znižujú kapacitu.

Tabuľka nižšie zobrazuje zostatkové kapacity lítiových a niklových batérií po jednom roku skladovania pri rôznych teplotách. Je zrejme, že batérie typu Li-ion majú väčšie straty, ak sú skladované ako úplne nabité, a nie pri SoC 40 %.

Teplota

Batérie na báze olova

na plné nabitie

Batérie na báze niklu

na akékoľvek nabitie

Lithium-ion (Li-cobalt)

40% nabitie

100% nabitie

0 °C

25 °C

40 °C

60 °C

97 %

90 %

62 %

38 %
(po 6 mesiacoch)

99 %

97 %

95 %

70 %

98 %

96 %

85 %

75 %

94 %

80 %

65 %

60 %
(po 3 mesiacoch)

Odhadovaná obnoviteľná kapacita pri skladovaní batérie počas skladovania na 1 rok. Zvýšená teplota urýchľuje trvalú stratu kapacity. V závislosti od typu batérie je batéria typu lítium-ión citlivá aj na úroveň nabitia.

Batérie sú často vystavené nepriaznivým teplotám. Príkladom môže byť ponechanie mobilného telefónu alebo fotoaparátu na palubnej doske automobilu pri prudkom slnku. Notebooky sa pri svojom používaní zahrievajú, čo samozrejme zvyšuje aj teplotu batérie. Plné nabitie batérie pri permanentnom pripojení k elektrickej sieti skracuje životnosť batérie. Zvýšená teplota preto ohrozuje životnosť olovenej, lítiovej a aj niklovej batérie.

"AirShip"

Lítium-iónové batérie majú dlhšiu životnosť, aj keď sú iba čiastočne nabité. Pri ich preprave sú tiež menej prchavé. Medzinárodná asociácia pre leteckú dopravu (IATA) a FAA nariaďujú, aby sa všetky odnímateľné lítium-iónové batérie dodávali s 30 % stavom nabitia. SoC je možné odhadnúť zmeraním napätia naprázdno vloženej batérie.

Vzťah SoC k napätiu však môže byť pomerne nepresný, pretože napäťová krivka Li-ion je medzi 20 % až 100 % náboja a je plochá, ako ukazuje graf vyššie. Podstatnú úlohu tu zohráva aj teplota a rovnako aj aktívne materiály použité v článku. Zdá sa, že letecké úrady sa menej obávajú 30 % SoC, ale dôležitosti prepravy Li-ion pod 50 % SoC. Väčšie problémy však vznikajú nesprávnym označovaním, pretože Li-ion je benigna chémia na báze niklu.

Aby sa dosiahla úroveň nabitia lítium-ión na 30 % SoC, je potrbné vybiť batériu a vybíjanie ukončiť pri úrovni 30 % nabitia. Systém správy batérie (BMS) odvádza pomerne dobrú prácu, pretože poskytuje informácie o SoC, ale merania sú zriedkavo presné. Úplné vybitie na "nízku úroveň nabitia" je prijateľné, pokiaľ je batéria v zariadení nabitá. Ak budete Li-ion udržiavať vo vybitom stave niekoľko mesiacov, mohlo by dôjsť u akumulátora k "režimu spánku".

Moderné nabíjačky obsahujú nabíjací program "AirShip", ktorý pripraví Li-ion batériu na prepravu vybitím alebo nabitím batérie na 30 % SoC. Lítium-iónové batérie, ktoré sú zabudované do zariadení majú menej prísne požiadavky na SoC ako vymeniteľné batérie.

Zopár rád pre správne uskladnenie batérií

  • Alkalické a primárne lítiové batérie je možné skladovať 10 rokov s len miernou stratou ich kapacity.
  • Pri skladovaní vždy vyberte batériu z prístroja a odložte ju na suché a chladné miesto.
  • Zabráňte zamrznutiu batérie a to najmä u zariadení, ktoré sú vystavené poveternostným vplyvom. Batérie oveľa ľahšie zamrznú, ak sú vybité.
  • Pred uložením olovenej batérie často monitorujte jej napätie alebo špecifickú hmotnosť.
  • Niklové batérie je možné skladovať 3 až 5 rokov, a to aj pri ich nulovom napätí.
  • Batéria typu Lítium-ión sa musí skladovať v nabitom stave, ideálne na 40 % svojej kapacity, čo zabráni tomu, aby napätie batérie kleslo pod 2.50 V / článok, čo spustí režim spánku.
  • Nikdy neskladujte spolu nové a použité batérie.
  • Nikdy nenechávajte batérie na báze niklu v nabíjačke dlhšie ako je potreba. Predĺžený udržiavací náboj spôsobuje kryštalizáciu článku, čo má za následok jej pamäťový efekt.

  

Pri nabíjaní batérií pomocou  SLA prepätia musí byť na ochranu batérie použité vždy obmedzenie nabíjacieho prúdu. Prúdový limit vždy nastavte na najnižšie možné nastavenie a počas nabíjania sledujte napätie aj teplotu nabíjanej batérie. V prípade prasknutia batérie, úniku elektrolytu alebo akejkoľvek inej príčiny vystavenia pokožky účinkom elektrolytu okamžite opláchnite zasiahnuté miesto vodou. Ak dôjde k zasiahnutiu očí, vyplachujte ich vodou 15 minút a okamžite vyhľadajte lekára. Pri dotyku s elektrolytom, olovom a kadmiom noste schválené ochranné rukavice.



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Juraj Grossmann pred 3 mesiacmi

V zásade rozdeliť na akumulátory -nabíjaním obnoviteľné a batérie(primárne články) - len nereverzibilná premena chemickej energie na elektrickú.
Olovené aku aspoň spomenúť gelové, AGM, VRLA atď.
Spomenúť aspoň okrajovo NiFE
LiIon, LiPoly aku
Primárne zdôrazniť prelomový význam ABC článkov (dnes alkalické) z hľadiska skladovania. Dokonca niektorí výrobcovia aj po 10 rokoch zaručujú 80-90% kapacity!!! Bol veľmi pekný článok v ST cca 1980.

Elektrolab pred 3 mesiacmi

@Juraj Grossmann, ďakujem za upozornenie na chyby - už sú opravené. Čo sa týka detailnejšieho rozdelenia, tak by sa jednalo o niekoľko dielny článok. Takto sú články spracované jednotlivo podľa typov článkov. Článkom AGM, VRLA sme sa už venovali v predošlých článkoch a ďalšie určite pribudnú.

Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki ButtonSeo servis Diallix.net VN-Experimenty Hatiar.eu