Правила хранения аккумуляторов и батарей

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям

Опубликовано 21.06.2016 18:17

Автор: Abramova Olesya

Рекомендуемая температура хранения аккумуляторов для большинства электрохимических систем составляет 15°С, допустимые же граничные ее значения равны -40°С и 50°С. В то время как свинцово-кислотные [BU-201] аккумуляторы должны храниться полностью заряженными, уровень заряда никелевых [BU-203] и литиевых [BU-204] должен составлять около 40 процентов. Это позволяет свести к минимуму потерю емкости из-за процессов деградации и в то же время сохранить функциональность аккумулятора, обезопасив его от определенного уровня саморазряда.

В то время как аккумуляторные батареи на основе никеля все-таки могут храниться в полностью разряженном состоянии без видимых побочных эффектов, напряжение литий-ионного элемента не должно опускаться ниже 2 В независимо от длительности такого состояния. Медь внутри такого элемента может образовывать шунты, что, в свою очередь, приводит к повышенному саморазряду или даже к частичному короткому замыканию. (Смотрите BU-802b: Что происходит при повышенном саморазряде электрической батареи). При последующих перезарядках такие элементы могут стать весьма нестабильными и демонстрировать повышенное тепловыделение или другие аномалии. В целом, подвергшийся стрессовому воздействию литий-ионный аккумулятор сможет нормально функционировать, но станет более чувствительным к механическим воздействиям. Следовательно, производитель несет большую ответственность за соответствие аккумуляторами заявленным характеристикам, несоблюдение которых вследствие неправильного хранения батарей приводит к неудобной и небезопасной эксплуатации в дальнейшем.

---

Аккумуляторы EverExceed

 

Standard Range AGM	Deep Cycle Range AGM	Gellyte Range GEL
10 - 12 лет / 600 циклов	10 - 12 лет / 700 циклов	10 - 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM	для глубоких разрядов AGM	универсальная серия GEL

---

Приведение степени заряда литий-ионного аккумулятора к уровню 40-50 % является не единственным важным моментом при подготовке к хранению. При 40 % заряда большинство литий-ионных элементов имеют напряжение холостого хода 3,82 В, измеренное при комнатной температуре. Для того чтобы получить правильное значение напряжения после зарядки или разрядки, необходимо обеспечить аккумулятору 90-минутный период покоя перед измерением. Если же по каким-то причинам Вы не обладаете таким запасом времени, то можно воспользоваться известным соотношением, которое гласит, что при зарядке или разрядке током 1С (С - емкость данного аккумулятора) моментально регистрируемое напряжение имеет различие с реальным около 50 мВ; после зарядки напряжение увеличено на 50 мВ, а после разрядки – уменьшено на то же значение. То есть при фиксированном необходимом значении напряжения в 3,82 В, необходимое нам напряжение после разряда будет составлять около 3,77 В, а после зарядки — 3,87 В. На рисунке 1 показана зависимость уровня заряда и напряжения стандартного литий-ионного элемента.

Рисунок 1: Разрядное напряжение в зависимости от уровня заряда. Уровень заряда аккумулятора имеет прямую связь с напряжением холостого тока. Показания напряжения литий-марганец-оксидного элемента при 40 % заряда составляют 3,82 В (25°С), а при 30 % (уровень, допустимый для хранения и транспортировки аккумулятора) - уже 3,70 В. На напряжение оказывает влияние температура окружающей среды и активность зарядных и разрядных процессов, предшествовавших измерениям. Аккумулятору необходимо предоставить покой в течение 90 минут после работы с ним для стабилизации напряжения холостого хода.

Измерить уровень заряда особенно трудно у аккумуляторов на основе никеля. Плоская кривая разряда, возбуждение после зарядки или разрядки и температура - все это имеет непосредственное влияние на напряжение. Уровень заряда для хранения, в конечном итоге, не имеет решающего значения для этой электрохимической системы, достаточно просто применить некоторую зарядку, если аккумулятор полностью разряжен перед хранением, и хранить его в сухом и прохладном месте. Немного зарядить никелевый аккумулятор перед хранением нужно для того, чтобы “тренировка” такого аккумулятора после хранения заняла меньше времени.

При хранении возникают два вида потерь: саморазряд, который может быть восполнен зарядкой перед использованием, и невосстановимые потери, которые навсегда уменьшают емкость аккумулятора. В таблице 2 показана сохранившаяся реальная емкость различных электрохимических систем аккумуляторов после одного года хранения при различных температурах. Можно заметить, что Li-ion имеет более высокие потери при хранении в полностью заряженном состоянии в сравнении с хранением при уровне заряда 40 %. (Смотрите BU-808: Как увеличить срок службы литий-ионного аккумулятора).

---

Аккумуляторы EverExceed GEL

 

Marin GEL Range	Deep Cycle GEL Range	Solar GEL Range
10 - 12 лет / 800 циклов	10 - 12 лет / 800 циклов	10 - 12 лет / 800 циклов
для электромоторов лодок и катеров	для глубоких циклических разрядов	для солнечных электростанций

---

Таблица 2: Оценочная характеристика показателя реальной емкости после 1 года хранения. Повышенная температура ускоряет процесс потери емкости. В зависимости от типа аккумулятора, емкость литий-ионных элементов зависит от уровня заряда хранения.

Аккумуляторные батареи часто подвергаются воздействию неблагоприятных температур, например, так бывает, если оставить мобильный телефон на приборной панели автомобиля или просто под солнцем. Ноутбуки нагреваются во время работы, соответственно, нагревается и их аккумулятор. Если же еще такой аккумулятор полностью заряжен и в то же время подключен к электросети, то его деградация значительно ускоряется. Свинцовые и никелевые аккумуляторы также не любят высоких температур. (Смотрите BU-808: Как увеличить срок службы литий-ионного аккумулятора).

Никель-металл-гидридные аккумуляторные батареи могут храниться в течение 3-5 лет. Потери емкости, которые возникают во время хранения, можно вернуть с помощью “тренировочного” заряда. Аккумуляторы никель-кадмиевой электрохимической системы являются одними из самых лучших в плане хранения. ВВС США используют аккумуляторы именно этой системы; они могут храниться до 5 лет и практически полностью восстанавливать свою емкость после “тренировочной” зарядки. Считается, что такую зарядку следует проводить, если напряжение падает ниже 1 В на элемент. Первичные щелочные и литиевые батареи могут храниться вплоть до 10 лет с умеренным снижением емкости.

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор можно хранить до 2 лет. Поскольку все аккумуляторы подвержены саморазряду в течение хранения, то важно контролировать напряжение и/или удельную плотность аккумулятора, и в случае падения уровня заряда до 70%, применять подзарядку. О таком уровне заряда будет свидетельствовать напряжение холостого хода элемента (банки) в 2,07 В или напряжение всего 12-вольтового аккумулятора в 12,42 В. Удельная плотность при 70% уровне заряда будет составлять примерно 1,218. Некоторые свинцово-кислотные аккумуляторы могут иметь немного разные характеристики, поэтому лучше всего использовать документацию завода-изготовителя. Низкий уровень заряда индуцирует сульфатацию, слой окисления на отрицательной пластине, что ингибирует ток. Заряд малым током и/или циклический режим эксплуатации поможет восстановить часть потери емкости на ранних стадиях сульфатации. (Смотрите BU-804b: Что такое сульфатация и как ее предотвратить).

---

Аккумуляторы Victron Energy

 

AGM Deep Cycle	GEL Deep Cycle	Литиевые (LiFePO4)
10 лет / 400 циклов	10 лет / 500 циклов	20 лет / 2200 циклов
универсальное применение	для циклических разрядов	для частых глубоких разрядов

---

Сульфатация может препятствовать зарядке небольших герметичных свинцово-кислотных элементов, таких как Hawker Cyclone, после длительного хранения. Такие аккумуляторы можно активировать путем применения высокого зарядного напряжения. Вначале напряжение элемента под зарядкой может доходить до 5 В при очень малом токе. После, в течение около двух часов, зарядный ток преобразовывает большие кристаллы сульфата в активное вещество, в процессе сопротивление элемента падает и зарядное напряжение постепенно стабилизируется. В диапазоне между 2,10 и 2,40 В элемент уже способен принять нормальный заряд. Во избежание повреждений следует установить ограничение тока на очень низком уровне, а если блок питания не имеет данной функции, не стоит производить им десульфатацию. (Смотрите BU-405: Зарядка источником питания).

Щелочные батареи очень легко хранить. Самые подходящие для этого условия - комнатная температура и влажность воздуха около 50%. Щелочные элементы нельзя замораживать, впрочем как и любые другие электрические батареи, так как это приведет к изменению молекулярной структуры.

Рекомендации по хранению аккумуляторов

• Первичные батареи хранятся довольно хорошо. Щелочные и первичные литиевые батареи могут храниться в течение 10 лет с умеренной потерей емкости.

• При необходимости хранения, извлеките батарею из оборудования и поместите в сухое и прохладное место.

• Избегайте замерзания. Аккумулятор легче замерзнет, если он в разряженном состоянии.

• Зарядите свинцово-кислотный аккумулятор перед хранением и регулярно проверяйте его напряжение или удельную плотность; если напряжение опустилось ниже 2,07 В на элемент, а плотность – ниже 1,225, то следует подзарядить аккумулятор (значения указаны для большинства стартерных аккумуляторов).

• Аккумуляторы на основе никеля могут храниться в течение 3-5 лет даже при нулевом напряжении; перед использованием требуется провести “тренировочную” зарядку для восстановление емкости.

• Литий-ионные аккумуляторы должны храниться при уровне заряда около 40%. Это предотвращает падение напряжения ниже 2,50 В на элемент, что, в свою очередь, переводит элемент аккумулятора в спящий режим.

• Следует прекратить эксплуатацию литий-ионного элемента с постоянным понижением напряжения до 2,00 В, это свидетельствует о его необратимой деградации. (Смотрите BU-802b: Что происходит при повышенном саморазряде).

Последнее обновление 2016-05-13

---

Контроль и защита аккумуляторов

 

Батарейный монитор	Защита от глубокого разряда	Батарейный балансир
контроль более 25 параметров, история и синхронизация	защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки	для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения

---