Хранение литий ионных аккумуляторов: Долговременное хранение литий-ионных аккумуляторов

Содержание

Долговременное хранение литий-ионных аккумуляторов

Электроинструмент на литий-ионных аккумуляторах уже относительно давно и плотно вошел в нашу жизнь. Постепенно и электротранспорт становится обычным средством передвижения. По городам удобно перемещаться на электросамокате и моноколесе, за городом на электровелосипеде и электроскутере.

А поскольку значительный процент цены всех этих чудесных и полезных транспортных средств составляют литий-ионные аккумуляторы, нужно заботиться о том, что бы они прослужили как можно дольше.

Литий-ионные аккумуляторы начинают деградировать сразу же после того, как сделаны. Долговременное хранение без ухудшения характеристик литий-ионных аккумуляторов невозможно. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-ионные быстрее деградируют при полном заряде. Хранить их нужно при 40-50% заряда. Хранение литий-ионных элементов со 100% зарядом продолжительное время ускоряет процесс их деградации. Также немаловажным моментом является то, что наполовину разряженные батареи не взрываются.

Хранить аккумуляторные батареи (АКБ) желательно при температурах +5…+8 градусов. Относительная влажность не особо важна, рекомендуется около 50%. Если возможна конденсация влаги, аккумуляторы рекомендуется хранить в герметичном пластиковом пакете.

Саморазряд аккумуляторов — процесс довольно медленный. При доллгом хранении аккумуляторов полного саморазряда следует избегать. Часто после полного саморазряда аккумуляторная батарея теряет свои свойства и ее приходится выбросить.
Каждые 6 месяцев или около того вы должны проверять свои аккумуляторы и заряжать их до 40-50%. При заряде до этого уровня проще всего использовать таймер. Если у вас есть батарея 10 Ач, и ее нужно зарядить примерно на 20% при помощи зарядного устройства на 2 ампера, это означает, что вы должны заряжать ее в течение часа (зарядное устройство 2 Ач / 2 ампера = 1 час).

Примерные потери емкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении АКБ приведены ниже:

0 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 2% / год
25 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 4% / год
40 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 15% / год
60 °С — потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда — 25% / год

0 °С — потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом — 6% / год
25 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 25% / год
40 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 35% / год
60 °С — потеря емкости при хранении АКБ  с полным зарядом — 40% / год

Выше описаны «усредненные» рекомендации. Производители литий-ионных аккумуляторов дают более точную информацию о хранении. Так LG Electronics о хранении аккумуляторов 18650 2500 mAh пишет следующее:

Если вам нужно разрядить батарею на электровелосипеде, это лучше это делать под нагрузкой. Поставить велосипед на подставку и крутить колесо в холостую рискованно, поскольку это приведет к перегреву электромотора (они не рассчитаны на работу без нагрузки). Лучше просто покататься.

Наиболее безопасно заряжать объемные батареи для электротранспорта в дровяной печи, камине или в модифицированной коробке для боеприпасов (стоит 16 долларов). Но можно и в гараже, если у вас нет загородного дома. Дым от литиевого огня невероятно токсичен, и он может повредить все в вашем доме. Я заряжаю батарею для электровелосипеда в стальном ящике с отверстиями (отверстия нужно просверлить, что бы в случае воспламенения ящик не разорвало).

С каждым годом литий-ионные аккумуляторы становятся все безопаснее, но лучше не подставляться под игры с теорией вероятностей.

Хотя некоторые люди хранят свои литий-ионные батареи в холодильнике, этого делать не рекомендуется, потому что влажность внутри холодильника довольно высока, что может вызвать проблемы с коррозией на соединениях и BMS. Лучшее место для их хранения – прохладное, сухое и недоступное для грызущих животных. Крыса может запросто прогрызть оболочку и закончится это точно также, как при повреждении батареи от удара. Для собаки аккумуляторная батарея — тоже не лучшая игрушка.

Никогда не храните литий-ионные аккумуляторы в вашем автомобиле, где в летние солнечные дни температура может сильно повышаться.

Больше ничего на тему «долговременное хранение литий-ионных аккумуляторов» обычному потребителю знать не нужно. Дополнительно можно почитать статьи:
Как продлить срок службы литий-ионных батарей?
Купить аккумуляторную батарею для электровелосипеда
Емкость батареи и максимальный пробег электровелосипеда

Желающим потреблять информацию в аудио и видео форматах следует посмотреть ролик:

Как безопасно хранить литиевые батареи

24 февраля 2020 г. Джуди Тибо

Батарейные шкафы — лучший способ безопасно хранить литиевые батареи и другие типы источников питания.

Недавно я обнаружил, что многие люди хранят батарейки в холодильнике, предположительно потому, что какой-то учитель естественных наук с благими намерениями научил их, что низкие температуры замедляют скорость разряда энергии. Хотя наука, лежащая в основе этой идеи, заслуживает внимания, большинство производителей аккумуляторов рекомендуют не хранить аккумуляторы в холодильнике по многочисленным причинам, связанным с безопасностью.Итак, если не стоит хранить батарейки рядом с майонезом, где их хранить? Ниже компания CellBlock FCS подготовила несколько общих советов по безопасности хранения литиевых батарей.

Не допускайте соприкосновения клемм аккумулятора

Самый важный шаг при хранении литиевых батарей — убедиться, что клеммы батареи не соприкасаются с какими-либо металлами или другими клеммами батареи. Ваши батареи (и устройства, содержащие их) должны храниться в устойчивом шкафу, шкафчике или на полке, которые не будут подвергаться ударам или толчкам со стороны машин или персонала.Это предотвратит смещение ваших батареек и, таким образом, сохранит клеммы нетронутыми. Рассмотрите возможность использования крышек клемм аккумулятора, где это возможно, для дополнительной защиты. Или просто храните их в оригинальной упаковке, если вам это удобно. Наконец, чтобы они не соприкасались, держите батарейки отдельно друг от друга, как сердитый отец разлучил бы буйных детей на заднем сиденье фургона во время поездки. Иногда нехватка места может вынудить вас сложить их (батареи, а не гипотетические дочерние элементы), но если можно избежать штабелирования, отлично.В противном случае разместите их так, чтобы им не мешало движение, и не кладите на них другие предметы.

Разделять батареи по возрасту и типу

Извините, ребята. В интересах безопасности, возможно, придется сделать какую-нибудь организацию . Мы обещаем, что все будет хорошо. Разделение батарей по типам имеет смысл, потому что коробка или полка, пронизанная случайно разбросанными ячейками всех размеров и форм, звучит как неуправляемая порода хаоса, которую лично у меня нет эмоциональной способности обработать.Не говоря уже о том, что разделение батарей по типу упрощает процесс предотвращения соприкосновения концов. Разделение батарей по возрасту также является важной мерой безопасности, хотя и менее очевидной. Вообще говоря, самая слабая батарея является ограничивающим фактором производительности вашего устройства. Ваш пульт может не генерировать сигнал, или ваш аварийный фонарик может мигать с меньшей яркостью, если хотя бы одна батарея разряжена. Что еще хуже, смешивание новых и старых батарей может быть опасно.Химическая реакция, которая происходит внутри батареи, дает постоянное напряжение. Скорость этой реакции зависит от внутреннего сопротивления батареи. По мере использования батареи сопротивление возрастает. Это сопротивление по существу заставляет батарею нагреваться, поскольку новая батарея пропускает энергию через старую батарею, что может вызвать перегрев старой батареи или даже утечку. Кроме того, новая батарея теряет энергию гораздо быстрее, что далеко не эффективно. Если вы будете следить за тем, как долго у вас есть батарейки, у вас больше шансов безопасно использовать их в полной мере.Напишите ярлыки на упаковке батарей или просто оставьте квитанции вместе с батареями, чтобы помнить дату покупки.

Храните батареи в мягком сухом климате

Слово «климат» здесь звучит так, будто батареи имеют предпочтительную естественную среду обитания или экосистему, но вы понимаете, что мы имеем в виду. Окружающая среда, в которой находятся ваши батареи, должна быть мягкой. Батареи следует хранить вдали от солнечного света, тепла и влажности. Следите за тем, чтобы место хранения было проветриваемым и сухим, а также поддерживайте относительно стабильную температуру.Идеальная температура хранения батареи составляет около 59 ℉, но для большинства комнатных температур будет достаточно. Если по какой-то причине ваша комната не находится за пределами диапазона от –40 ° F до 122 ° F, и в этом случае мы должны предположить, что вы живете либо в иглу, либо в вулкане, и мы не можем реально рекомендовать хранение батареи где-либо в вашем доме.

Для максимальной безопасности используйте аккумуляторный шкаф

Если вашему бизнесу требуется значительный кэш аккумуляторов для питания оборудования и устройств, или если хранение больших аккумуляторов инструментов необходимо для повседневных операций, вы можете подумать о выделенном шкафу для хранения аккумуляторов, чтобы оптимизировать безопасность работников.Это может показаться безумным совпадением, но именно так получилось, что CellBlock их производит. Батарейные шкафы CellBlock облицованы нашей патентованной противопожарной прокладкой: CellBlockEX. Эти сухие средства пожаротушения обеспечивают как изоляцию, так и тушение пожара, чтобы защитить ваши активы и персонал от опасных возгораний литий-ионных аккумуляторов. Они даже могут быть оснащены портами доступа для зарядки ваших устройств, снижая при этом риск тепловых событий. Чтобы получить индивидуальное решение для хранения аккумуляторов, подходящее для вашего бизнеса, свяжитесь с CellBlock FCS сегодня.

Как хранить литиевые батареи — База знаний BatteryGuy.com

Литиевые батареи

требуют особого внимания, так как неправильное хранение может привести к перегреву устройств и потенциальному возгоранию в процессе, известном как тепловой разгон. Многие типы также имеют как отрицательные, так и положительные клеммы на одной стороне, что упрощает случайное замыкание устройства на металлических полках, если они не закрыты.

Эта статья относится как к литиевым батареям (также называемым литиево-металлическими неперезаряжаемыми), так и к литиево-ионным батареям (перезаряжаемым).

Температура

  • Идеальная температура для хранения — 50 ° F (10 ° C).

Чем выше температура, тем быстрее произойдет саморазряд аккумулятора, но это не проблема, пока поддерживается правильное состояние заряда (см. Ниже). Температура ниже нуля не повредит литиевые батареи, так как они не содержат воды, но их следует покупать до температуры выше нуля перед зарядкой или использованием, чтобы избежать повреждений.

Влажность

  • Идеальная влажность при хранении составляет 50%

Основная проблема, связанная с влажностью, заключается в том, что между клеммами может образовываться конденсат, а в очень влажных условиях может возникнуть короткое замыкание, которое может привести к перегреву аккумулятора и даже возгоранию.В качестве дополнительной меры безопасности клеммы всегда должны иметь отдельные крышки.

Заряд

Все батареи постепенно саморазряжаются, даже когда они хранятся. Литий-ионный аккумулятор саморазрядится на 5% в первые 24 часа после зарядки, а затем на 1-2% в месяц. Если батарея оснащена схемой безопасности (а большинство из них), это будет способствовать дальнейшему саморазряду 3% в месяц.

Литиевые батареи

должны храниться при уровне заряда примерно 40-50%, чтобы они были готовы к немедленному использованию — это примерно 3.8 Вольт на элемент — в то время как тесты показали, что, если этот тип батареи остается полностью заряженным, восстанавливаемая емкость со временем уменьшается. Напряжение каждой ячейки не должно опускаться ниже 2 вольт, так как в этот момент анод начинает растворяться, вызывая образование медных шунтов, что приведет к необратимой потере емкости. Точно так же батареи на основе лития могут быть повреждены из-за чрезмерной зарядки, которая вызывает разложение катода.

При проверке напряжения убедитесь, что аккумулятор недавно не заряжался и не разряжался, имел комнатную температуру и находился в среде без вибрации.Лучший способ сделать это — оставить батарею при комнатной температуре не менее полутора часов.

Диапазоны напряжения литий-ионных аккумуляторов (изображение с сайта Microchip Technology Inc)

Если литий-ионный аккумулятор сильно разряжен, попытаться восстановить его можно, выполнив следующие действия:

  • непрерывный заряд (0,1C) до тех пор, пока напряжение элемента не достигнет 2,8 вольт. Если этого не происходит через час, аккумулятор, вероятно, невозможно восстановить.
  • быстрая зарядка (1С), пока напряжение элемента не достигнет 4.2 вольта. Если этого не происходит по прошествии двух часов, возможно, аккумулятор годен, но его емкость ограничена.
  • Постоянный заряд до тех пор, пока ток заряда не упадет ниже 0,07C

.

Срок годности

Следующее руководство основано на батареях, которые хранятся при нужной температуре, нужной влажности и в правильном состоянии заряда. В этих условиях стандартные литиевые батареи могут храниться до десяти лет. Военные и медицинские батареи на основе лития могут иметь срок хранения до двадцати с лишним лет.

Советы по продлению срока службы литий-ионных аккумуляторов

ANN ARBOR — Литий-ионные аккумуляторы в наши дни используются повсюду, от мобильных телефонов и ноутбуков до беспроводных электроинструментов и электромобилей.

И хотя они являются наиболее широко применяемой технологией для мобильного накопления энергии, пользователи не понимают, как лучше всего продлить срок службы литий-ионных батарей.

Чтобы прояснить ситуацию, исследователи из Мичиганского университета просмотрели множество научных статей и руководств производителей, а также информацию на веб-сайтах поддержки клиентов, чтобы составить список из девяти передовых методов продления срока службы литий-ионных аккумуляторов.

Девять ключей к увеличению срока службы литий-ионных батарей. Изображение предоставлено: Центр устойчивых систем при UM School for Environment and Sustainability.

«За счет сведения к минимуму воздействия условий, ускоряющих деградацию, батареи могут работать дольше. И это положительно сказывается на окружающей среде, поскольку производство аккумуляторов является источником выбросов парниковых газов и многих других загрязняющих веществ », — сказал старший автор исследования Грег Кеолиан, директор Центра устойчивых систем Университета штата Вашингтон при Школе окружающей среды и устойчивого развития.

«Кроме того, существуют значительные финансовые стимулы для пользователей избегать неблагоприятных условий, поскольку стоимость литий-ионных батарей может составлять от 5% до более 50% стоимости продукта».

Выводы команды UM были опубликованы 15 февраля в Journal of Energy Storage.

Многие из рекомендуемых действий связаны с тремя основными переменными, влияющими на состояние аккумулятора: температурой, состоянием заряда и током.

Вот некоторые общие рекомендации исследователей U-M по увеличению срока службы литий-ионных батарей, а также несколько конкретных рекомендаций от производителей:

  • Избегайте экстремальных температур, как высоких, так и низких, при использовании или хранении литий-ионных батарей.Повышенные температуры могут ускорить разрушение почти каждого компонента батареи и могут привести к значительным рискам безопасности, включая возгорание или взрыв. Если ноутбук или мобильный телефон заметно нагреваются во время зарядки, отключите его. Сведите к минимуму воздействие низких температур, особенно при зарядке.

Что касается электромобилей, то почти все производители включают предупреждения о высоких температурах в свои руководства по эксплуатации. Некоторые из них советуют парковаться в тени и оставлять автомобиль включенным в жаркую погоду, тем самым позволяя системе охлаждения аккумулятора работать по мере необходимости.Подключение автомобиля к сети также рекомендуется в холодную погоду, чтобы система обогрева батареи могла работать от электросети.

  • Сведите к минимуму время, в течение которого аккумулятор работает при 100% или 0% заряде. Аккумуляторы с очень высоким и низким «уровнем заряда» нагружают. Рассмотрите возможность использования частичной зарядки, которая восстанавливает батарею до 80% SoC вместо 100%. Если это невозможно, отключите устройство, как только оно достигнет 100%.

Samsung и LG предлагают заряжать свои телефоны, когда они достигают уровня заряда 20%.Nokia и Sony упоминают о потенциальном повреждении своих телефонов, если оставить устройство заряженным после достижения 100%.

Советы по продлению срока службы литий-ионных аккумуляторов портативных компьютеров. Изображение предоставлено: Центр устойчивых систем при UM School for Environment and Sustainability.

В большинстве ноутбуков внутренняя система управления батареей прекращает зарядку, как только устройство достигнет 100% уровня заряда, и не возобновляет зарядку, пока ноутбук не достигнет 95% SoC.Тем не менее, многие производители ноутбуков предостерегают от того, чтобы оставлять компьютер включенным после завершения зарядки.

  • Использование «быстрых зарядных устройств» удобно, но литий-ионный аккумулятор разлагается быстрее, чем при стандартной зарядке. Слишком быстрая разрядка аккумулятора также приводит к его ухудшению из-за многих из тех же механизмов. Для мобильных телефонов и ноутбуков снижение яркости экрана, отключение служб определения местоположения и выход из приложений с высоким энергопотреблением могут помочь снизить скорость разряда.
  • Некоторые производители аккумуляторных электроинструментов советуют пользователям не хранить аккумуляторы в зарядном устройстве, в то время как другие предостерегают от полного разряда аккумулятора. Некоторые рекомендуют при зарядке аккумулятора минимальную температуру окружающей среды 32 F и максимальную 104 градуса.
  • Избегайте использования и хранения литий-ионных батарей в среде с высокой влажностью и избегайте механических повреждений, таких как проколы.

Элемент батареи состоит из положительного электрода (катода), отрицательного электрода (анода) и электролита, который вступает в реакцию с каждым электродом.Литий-ионные батареи со временем неизбежно выходят из строя. Это затрагивает почти все компоненты, включая анод, катод, электролит, сепаратор и токосъемники.

Существует две основных формы деградации батареи: уменьшение емкости и уменьшение мощности. Исчезновение емкости — это уменьшение количества энергии, которое может накапливать аккумулятор, а затухание мощности — это уменьшение количества энергии, которую он обеспечивает.

Увеличение срока службы батарей снижает затраты и снижает нагрузку на окружающую среду, связанную с производством новых батарей, включая потребление материалов, воздействие горнодобывающей промышленности и выбросы парниковых газов, а также утилизацию использованных батарей.

«Поскольку промышленность мобильной электроники и электромобилей продолжает расти, даже небольшие улучшения в продлении срока службы будут иметь значительные экологические преимущества», — пишут авторы статьи в Journal of Energy Storage.

Помимо изученной академической литературы, исследователи изучили общедоступную информацию от производителей в поисках инструкций, рекомендаций, предупреждений или советов относительно использования и обслуживания литий-ионных батарей.

Эти компании включают 10 производителей мобильных телефонов (Apple, Google, HTC, Huawei, LG, Motorola, Nokia, Samsung, Sony и ZTE), 10 производителей ноутбуков (Acer, Apple, ASUS, Dell, HP, Lenovo, LG, Microsoft, Samsung). и Toshiba), четырех производителей электроинструментов (Bosch, DeWalt, Makita и Milwaukee Tool) и 10 производителей электромобилей (BMW, Chevrolet, Ford, Fiat, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz, Nissan и Tesla).

Авторами статьи в Journal of Energy Storage, помимо Кеолиана, являются Максвелл Вуди, Марьям Арбабзаде и Джеффри Льюис из Центра устойчивых систем UM и Анна Стефанопулу из Института энергетики U-M.

Работа была поддержана Coalition Responsible Battery Coalition — коалицией компаний, ученых и организаций, приверженных ответственному управлению батареями сегодня и завтра.

«По мере того, как страна и мир переходят к экономике, работающей на батареях, крайне важно продлить срок службы всех типов батарей, особенно в наших легковых и грузовых автомобилях», — сказал Стив Кристенсен, исполнительный директор Responsible Battery Coalition.

«Эта работа такого уважаемого исследовательского института, как Мичиганский университет, является важным первым шагом на пути к смене поколений в том, как потребители используют батареи и относятся к ним».

Дополнительная информация:

поврежденных литий-ионных батарей: хранение и транспортировка

От крошечных никель-кадмиевых кнопочных батарей до аккумуляторных блоков питания для инструментов и электроники — вы, вероятно, используете и храните много батарей для повседневной работы на своем предприятии.Но по мере того, как новые типы батарей выходят на рынок и используются в промышленности, может потребоваться разработка и пересмотр методов безопасного хранения, использования и обращения.

Литий-ионные (Li-ion) батареи

являются одним из примеров этих новых аккумуляторных технологий. Они легкие, обладают высокой плотностью энергии и могут заряжаться много раз. Помимо электроники и фонарей, литий-ионные батареи используются в портативных инструментах и ​​даже в транспортных средствах.

Литий-ионные аккумуляторы

содержат анод, катод и электролит.Эти компоненты расположены внутри корпуса, что позволяет батарее нормально функционировать. Но при неправильном хранении или неправильном обращении аккумулятор может стать опасным.

Из этой статьи вы узнаете, как обращаться, хранить, отправлять и утилизировать поврежденные литий-ионные батареи. Он также предоставит справочную информацию об опасностях, связанных с литий-ионными аккумуляторами, и несколько советов о том, как предотвратить повреждение аккумулятора.

Уход за поврежденными, неисправными, сломанными или отозванными литий-ионными аккумуляторами

Как хранить поврежденные литий-ионные батареи

Поврежденные литий-ионные аккумуляторы могут вытекать электролит, поэтому важно носить соответствующие средства индивидуальной защиты (очки, перчатки, фартук и т. Д.).) во время обращения. Для безопасного хранения в ожидании надлежащей утилизации поместите аккумулятор в контейнер с песком или другим химически инертным амортизирующим материалом. Не выбрасывайте поврежденные батареи в обычные мусорные контейнеры или контейнеры для вторичной переработки.

Утилизация поврежденных литий-ионных батарей

Являются ли литий-ионные батареи опасными отходами?

Когда литий-ионные аккумуляторы находятся на вашем предприятии, EPA классифицирует их как универсальные отходы (вы также можете управлять ими как опасными отходами, регулируемыми RCRA).Когда с ними обращаются как с универсальными отходами, их нужно отправлять на переработку, а не на свалку.

DOT также может влиять на то, как вы управляете своими литий-ионными батареями. После того, как ваши литий-ионные аккумуляторы будут установлены в док-станцию ​​и будут приняты меры по транспортировке, вам необходимо соблюдать правила DOT по опасным материалам.

Литий-ионные аккумуляторы, поврежденные при транспортировке

Мы часто слышим от клиентов вопрос: «Как утилизировать сломанную литий-ионную батарею?» Поврежденные, дефектные, сломанные и отозванные литий-ионные батареи должны быть надлежащим образом упакованы и отправлены, чтобы они не создавали проблем с безопасностью во время транспортировки.Предприятия, предлагающие эти батареи для транспортировки, должны соблюдать положения 49 CFR 173.185 при подготовке этих элементов к отправке.

Эти положения можно выполнить, приняв такие меры, как использование контейнера с крышкой, имеющего рейтинг ООН, наклеивание знака опасности класса 9 и окружение упакованной батареи вермикулитом. Груз должен быть помечен соответствующей транспортной этикеткой ООН и другой необходимой маркировкой.

Опасности для литий-ионной батареи

Мы часто слышим два вопроса: «Что произойдет, если вы сломаете литий-ионный аккумулятор?» и «Чем опасны литий-ионные батареи?»

Сломанные или треснувшие корпуса могут пропускать влагу и кислород в аккумулятор и окислять литиевые компоненты, вызывая тепловую реакцию.Это может привести к пожару или взрыву. Перегрев, перезарядка и удар от падения или раздавливания также могут вызвать тепловые реакции.

Литий-ионные аккумуляторы

, которые перегреваются, имеют запах, обесцвечиваются, деформируются, вздуваются или разбухают, следует немедленно вывести из эксплуатации и изолировать.

Сгорает литий-ионная батарея

Перезаряженные, перегретые и поврежденные литий-ионные аккумуляторы могут загореться, поскольку литиевые компоненты аккумулятора подвержены окислению.Электролит в батарее, который обычно состоит из солей лития и органических растворителей, также легко воспламеняется. Возгорание литий-ионных аккумуляторов трудно потушить, и при этом могут выделяться раздражающие пары и токсичные пары.

Зоны, где хранятся и используются литий-ионные аккумуляторы, должны быть оборудованы огнетушителями класса D, а сотрудники, которые будут бороться с начинающимся возгоранием литий-ионных аккумуляторов, должны быть обучены использованию огнетушителей. Также можно использовать сухие химические и пенные огнетушители.Как и в случае любого пожара, если он перешел в начальную стадию, с ним следует бороться обученной пожарной бригадой или бригадой пожарного реагирования.

Часто задаваемые вопросы по обращению и хранению литий-ионных батарей

Какие советы по безопасному обращению с литий-ионными аккумуляторами?

Неправильное обращение может вызвать повреждение аккумуляторов, что может привести к перегреву, возгоранию или взрыву. Вот наши советы по правильному обращению с литий-ионными батареями:

Do:

  • Извлеките батареи из устройств, которые не будут использоваться в течение длительного времени
  • Держите батареи подальше от источников электромагнитного излучения
  • Сохраняйте батареи в целости и сохранности
  • Изолируйте батареи с признаками повреждения

Запрещается:

  • Падение или раздавливание аккумуляторной батареи
  • Используйте вздутые, помятые, раздутые, протекающие или поврежденные батареи
  • Проколите батарейный отсек
  • Переделать аккумулятор любым способом

Как следует хранить литий-ионные батареи?

Правильное хранение предотвращает повреждение батарей и продлевает срок их службы (обычно 1-3 года).Соблюдайте следующие правила хранения аккумуляторов:

Do:

  • Хранить в хорошо вентилируемых помещениях
  • Хранить при температуре от 40 ° F до 80 ° F
  • Хранить вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла
  • Избегать замерзания
  • Держите клеммы закрытыми, когда аккумулятор не используется
  • Предотвратить соприкосновение терминалов друг с другом
  • Беречь от высоких температур

Запрещается:

  • Совместимость с другими типами аккумуляторов
  • Магазин свободно
  • Дать батареям намокнуть
  • Хранить в автомобилях
  • Хранить в местах с резкими перепадами температур
  • Хранить в горячих точках

Как удалить разлившуюся литий-ионную батарею?

Если электролит из поврежденной литий-ионной батареи вытечет из аккумуляторной батареи, он может представлять опасность для всех, кто находится поблизости, и для тех, кто будет реагировать на разлив.При ликвидации разливов литий-ионных аккумуляторов соблюдайте следующие меры предосторожности и процедуры:

  • Изолировать и проветрить помещение
  • Носите соответствующие СИЗ (очки, перчатки, фартук и т. Д.).
  • Держите подходящий огнетушитель в пределах досягаемости
  • Поместите аккумулятор в емкость с песком или другим химически инертным амортизирующим материалом, например вермикулитом
  • Используйте инертные нецеллюлозные абсорбенты для очистки пролитого электролита
  • Поместите использованные абсорбенты и СИЗ в запечатанный пакет и обратитесь к специалисту по охране окружающей среды или отгрузке для правильной утилизации батареи и абсорбентов
  • Не выбрасывайте батареи или использованные абсорбенты в обычные мусорные контейнеры или контейнеры для вторичной переработки.

Литий-ионные батареи

имеют много преимуществ перед традиционными щелочными батареями и батареями других типов.При правильном хранении, обращении и использовании они также имеют более длительный срок службы, чем другие батареи, и обладают большей мощностью. Установление и соблюдение безопасных процедур хранения, обращения и использования этих батарей поможет предотвратить пожары и взрывы. Обучение сотрудников распознаванию опасностей, связанных с литий-ионными и другими типами аккумуляторов, а также правильному обращению с ними, хранению и обращению с ними, поможет избежать повреждения аккумуляторов, пожаров и взрывов.

литий-ионных батарей (LI-ION) | Ассоциация накопителей энергии

После того, как в 1970-х годах химик Exxon Стэнли Уиттингем разработал концепцию литий-ионных аккумуляторов, Sony и Asahi Kasei создали первый коммерческий продукт в 1991 году.Первые батареи использовались для бытовой электроники, и теперь, опираясь на успех этих литий-ионных батарей, многие компании разрабатывают элементы большего формата для использования в приложениях для хранения энергии. Многие также ожидают значительной синергии с появлением электромобилей (EV), работающих от литий-ионных аккумуляторов. Гибкость литий-ионной технологии в электромобилях, от небольших мощных аккумуляторов для буферизации мощности в гибридах до аккумуляторов средней мощности, обеспечивающих как запас хода только для электричества, так и буферизацию мощности в подключаемых гибридах, до аккумуляторов высокой энергии в электрических — только транспортные средства, имеет аналогичное значение в стационарных накопителях энергии.

Литий-ионные аккумуляторы

были развернуты в широком диапазоне приложения для хранения энергии, начиная от аккумуляторных батарей нескольких киловатт-часов в жилых системах с солнечными батареями на крыше к многомегаваттным контейнерным батареям для обеспечения сети дополнительные услуги.

Как работают литий-ионные батареи

Термин «литий-ионный» не относится к одной электрохимической паре. но с широким спектром различных химикатов, все из которых характеризуется переносом ионов лития между электродами во время реакций заряда и разряда.Литий-ионные элементы не содержат металлический литий; скорее, ионы вставлены в структуру другие материалы, такие как литированные оксиды металлов или фосфаты в положительный электрод (катод) и углерод (обычно графит) или литий титанат в минусе (анод).

Термин «литиевый полимер» (или, точнее, литий-ионный полимер) относится к литий-ионной конструкции, в которой электроды соединены друг с другом посредством пористая полимерная матрица. Жидкий электролит вливается в пористую матрица и становится иммобилизованной, позволяя пакетам электродов быть собраны в «мешочки» из фольги, которые обеспечивают геометрическую гибкость и улучшенная плотность энергии по сравнению с цилиндрическими ячейками.Однако такие преимущества менее значительны, поскольку ячейки масштабируются до более крупных мощности.

Обратите внимание, что в металлический литиевый отрицательный элемент выполнен из проводящего полимера сделать твердотельную аккумуляторную систему. Такие технологии не падают под зонтиком Li-ion и еще не были успешно развернуты в приложения для хранения энергии.

Технологии с позитивами из литированного оксида металла и углерода негативы имеют высокое напряжение ячеек (обычно 3.От 6 В до 3,7 В) и соответственно высокая плотность энергии. Эти технологии получили широкое распространение отличающиеся характеристики жизни и безопасности. Ячейки с положительными материалами на основе фосфата лития и железа по своей природе более безопасны, чем их металлические оксидные / углеродные аналоги, но напряжение ниже (около 3,2 В), как и плотность энергии. Конструкции с позитивами из литированного оксида металла и негативы титаната лития имеют самое низкое напряжение (около 2,5 В) и низкая плотность энергии, но гораздо более высокая мощность и безопасность преимущества.

Литий-ионные элементы

могут изготавливаться цилиндрическими или призматическими. (прямоугольный) формат. Эти ячейки обычно встраиваются в многоячеечные модули в последовательных и / или параллельных массивах, и модули соединены вместе, чтобы сформировать батарею с требуемым напряжением, при этом каждая струна контролируется системой управления батареями. Электронные подсистемы — важная особенность литий-ионных аккумуляторов, которым не хватает возможностей водных технологий (например, свинцово-кислотных батареи) для рассеивания избыточной энергии.Характеристики безопасности Литий-ионные аккумуляторы в конечном итоге определяются характеристиками системы. дизайн, включая механические и тепловые характеристики, электроника и коммуникации, и алгоритмы управления — независимо от электрохимия.

Щелкните логотип любого из наших спонсоров, чтобы перейти на их страницу eMarketplace.

Хранение литиевых батарей

Когда вы рассматриваете и оцениваете истинные нагрузки, с которыми сталкиваются литиевые батареи, большинство аккумуляторных блоков рассчитаны на срок службы от трех до пяти лет при правильном использовании и хранении.Условия окружающей среды, а не только циклическое переключение заряда, являются ключевыми факторами долговечности. Худшая ситуация — держать полностью заряженный аккумулятор при повышенных температурах. Неиспользуемые батареи должны храниться в прохладном месте .

Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют хранить литиевые аккумуляторные батареи с зарядом 40% и находиться вне устройства, в котором они используются. Это допускает некоторый саморазряд, сохраняя при этом достаточный заряд для поддержания активной схемы защиты. Повышенная температура и / или позволяющая батарее находиться при максимальном зарядном напряжении в течение продолжительных периодов времени являются наиболее частыми причинами более короткого, чем предполагалось, срока службы батареи.

лучшие варианты хранения литиевых батарей

Данные испытаний подтверждают, что лучший вариант хранения литиевых батарей — это частично разряженный элемент. В одном тесте, проведенном Cadex Electronics (www.buchmann.ca) после 1 года хранения при 25 ° C, оставшаяся невозвратная емкость составляет звездную 96% при хранении при 40% начальном уровне заряда. Для сравнения, невосстанавливаемая емкость была уменьшена до 80% при хранении при 100% начальном уровне заряда. Этот эффект уменьшается при более низкой температуре и не возникает при 0 ° C, но при более высоких температурах эффект намного хуже.

Литий-ионный аккумулятор со сложной электроникой управления и контроля

Если вторичные элементы или аккумуляторные блоки должны храниться в течение длительного периода, состояние заряда следует регулярно проверять, и следует предусмотреть возможность подзарядки элементов до того, как напряжение элемента упадет ниже рекомендуемого минимума, после чего элементы будут иметь непоправимый износ. (Это особенно верно для аккумуляторных блоков, которые могут иметь связанную электронику, которая увеличивает саморазряд батареи.)

Литий-ионный аккумулятор

отдает предпочтение частичному разряду, а поскольку химический состав литий-ионного аккумулятора не имеет «памяти», вы не повредите аккумуляторный блок частичным разрядом. Если напряжение литий-ионного элемента упадет ниже определенного уровня, его нельзя будет восстановить. Это также одна из причин, по которой вы хотите использовать датчик уровня топлива на всех аккумуляторных батареях, чтобы вы могли активно измерять емкость и продлевать срок службы аккумуляторной батареи.

Литий-ионные батареи

стареют, даже если они лежат на полке неиспользованными, и это уменьшение емкости необратимо.Так что не «избегайте использования» аккумулятора, думая, что он продлит срок его службы на годы. Не будет. Кроме того, если вы покупаете новый аккумулятор, убедитесь, что он действительно новый. Если он год пролежал на полке в магазине, долго не протянет. Когда речь идет о хранении литиевых батарей, важно учитывать даты производства.

Готовы научиться чему-то, кроме правильного хранения литиевой батареи? Ознакомьтесь с нашим полным графиком разработки аккумуляторных батарей.

Литий-ионные батареи — новая опасность возгорания?

Литий-ионные батареи — новая опасность возгорания?

Выпуск: сентябрь 2017 г. | Имущество | Скачать PDF | английский | Deutsch Автор: Лео Ронкен, старший андеррайтер-консультант по вопросам имущества и несчастных случаев, Кельн

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

уже зарекомендовали себя в качестве незаменимого источника энергии во всех сферах жизни, и они станут еще более распространенными, поскольку рассматриваются как ключ к электронной мобильности — способ сделать частную жизнь транспорт без выбросов и экологически чистый в ближайшие годы.Они также заменяют портативные источники энергии, такие как никель-кадмиевые NiCd, никель-металлогидридные (NiMH) и свинцовые батареи в современных коммуникационных и мультимедийных технологиях, в бытовых приборах, в оборудовании для мастерских и садоводства, а также в медицинской технике. Причина быстрого распространения литий-ионных аккумуляторов заключается в их высокой энергоемкости, многочисленных циклах зарядки без значительного снижения емкости и их устойчивости к частичной зарядке и разрядке.

Однако в средствах массовой информации продолжают появляться сообщения о возгорании литий-ионных аккумуляторов, некоторые из которых имели впечатляющие последствия.Например, в 2012 году крупный пожар произошел на складе велосипедов в Германии, где также находилось большое количество электровелосипедов с литий-ионными батареями. Это оказалось огромной проблемой для пожарной бригады и в конечном итоге привело к полной потере склада. 1 В 2014 году пожар в хранилище литий-ионных аккумуляторов привел к взрыву, в результате которого пожарные серьезно пострадали. 2

После краткого обзора в этой статье описывается, как работают литий-ионные аккумуляторы, для чего они нужны, потенциальные опасности, связанные с технологией, и меры защиты от пожаров, особенно при хранении.

Приложения

В современном мире мы не можем представить жизнь без литий-ионных батарей и аккумуляторов. Помимо того, что они используются в качестве накопителей энергии в портативных бытовых приборах, электронике (мобильных телефонах, ноутбуках и портативных колонках), электрических инструментах и ​​садовом оборудовании, они играют все более важную роль в электронной мобильности, то есть в электрических велосипедах и транспортных средствах. Они также чаще используются в самолетах, кораблях и накопителях электроэнергии, поскольку они могут хранить значительно больше энергии, чем традиционные батареи и аккумуляторы, хотя это также может значительно увеличить размер ущерба в случае возникновения пожара.

Следующие электрохимические параметры показывают преимущества литий-ионных аккумуляторов перед обычными химическими накопителями энергии:

  • Высокая эффективность
  • Низкий саморазряд
  • Отсутствие эффекта памяти с большинством аккумуляторных батарей
  • Большой температурный диапазон
  • Высокое напряжение ячейки
  • Малый вес

Как они работают

Литий-ионные батареи и аккумуляторы, также известные как перезаряжаемые литий-ионные батареи, представляют собой химические накопители энергии, которые могут высвобождать накопленный заряд в виде электрической энергии посредством электрохимической реакции.

Внутри батареи ионы лития проходят через электролит между катодом и анодом. Когда батарея заряжена, положительно заряженные ионы лития проходят через электролит от положительного электрода (катода) к отрицательному аноду, в то время как заряженный ток переносит электроны через внешнюю цепь. Когда батарея разряжается, ионы проходят через сепаратор от анода, где они встраиваются в углеродную матрицу во время процесса зарядки, к катоду.

Катод и анод могут состоять из различных материалов; например, катод может быть изготовлен из оксида лития-кобальта, оксида лития-марганца или фосфата лития-железа, а анод может быть выполнен из углерода, металлического лития и титаната лития или аморфного кремния. Аморфный кремний может содержать значительно большее количество ионов лития, чем гексагональные углеродные структуры графитовых анодов.

Литий-полимерные (LiPo) батареи

отличаются исключительной гибкостью конструкции и устойчивы к деформации.Они работают так же, но содержат слои синтетической пленки.

Риски

Литий-ионные аккумуляторы

накапливают электрическую энергию и обычно содержат горючий электролит и другие горючие компоненты (включая полимерные сепараторы, различные адгезивные вещества в электродах и материал анода, например графит). Поэтому литий-ионные батареи и аккумуляторы будут реагировать на огонь по-разному по сравнению со свинцовыми батареями или батареями NiMH или NiCD с электролитами на водной основе.

Хотя стандарты разработки литий-ионных батарей и аккумуляторов в последние годы неуклонно улучшаются, несчастные случаи и пожары по-прежнему вызываются неконтролируемым выбросом химически накопленной энергии батареи по следующим причинам:

  • Структурные дефекты
  • Технические дефекты
  • Использование не по назначению, например:
    • Механическое повреждение при падении, повреждение защитного кожуха острыми предметами, изгибание и т. Д.(внутренние короткие замыкания)
    • Термическая деформация, вызванная внешним нагревом (внутреннее короткое замыкание)
    • Перегрузка (резкое повышение температуры из-за экзотермического процесса)

К особым рискам, связанным с технологией литий-ионных аккумуляторов, относятся самовоспламенение и серьезная реакция на огонь (напоминающая небольшой фейерверк) в сочетании с быстрым распространением огня. Доступны многочисленные видеоролики, наглядно демонстрирующие поведение этих батарей при возгорании. 3

Помимо ненадлежащего использования, еще один источник опасности заключается в самих элементах и ​​системах аккумуляторных батарей:

  • Возможны сильные токи (повышение температуры из-за электрической дуги, короткого замыкания и т. Д.).
  • В случае пожара ядовитое и / или легковоспламеняющееся содержимое может вытечь и образовать взрывоопасную смесь.
  • Материалы и комплектующие имеют высокую пожарную нагрузку.
  • Если предохранительный клапан выходит из строя, батареи и элементы батарей могут внезапно взорваться при нагревании или в случае теплового разгона. 4

Обычно вызванный ошибкой электроники или механическим повреждением, тепловой разгон является типичным сценарием возгорания литий-ионных батарей и аккумуляторов. Это начинается относительно незаметно: окисление электролита нагревает внутреннюю часть батареи примерно до 80 ° C, в результате чего в элементе появляются газ и пар. Если этот процесс не остановить, запускается цепная реакция. При температуре около 120 ° C разделитель между анодом и катодом плавится. Это вызывает короткое замыкание и термическое разложение катода.При этом высвобождается кислород, который в сочетании с тепловой энергией воспламеняет материалы в аноде, катоде и электролите (в основном, органические растворители, легкие металлы и графит). На этом этапе температура может достигать 1000 ° C.

Потенциальная опасность литиевых батарей определяется конструкцией продукта и, в частности, мощностью модулей / системы.

  • Низкая мощность (аккумуляторные батареи, компьютеры, мультимедиа, небольшие электронные устройства) — относительно небольшой риск
  • Средняя производительность (велосипеды, садовые инструменты, различные небольшие транспортные средства) — значительный потенциал риска
  • Высокая мощность (60 В или более; электронная мобильность, большие части оборудования с батарейным питанием) — высокий потенциал риска

В экспериментах, проведенных в У.S. by FM Global 5 и другие организации 6 Когда картонная упаковка литий-ионных аккумуляторов была подожжена, батареи загорелись примерно через пять минут после того, как загорелась упаковка.

Меры безопасности

Возгорание, вызванное неправильным использованием, например, глубоким разрядом, чрезмерной температурой окружающей среды или устареванием, должно фактически предотвращаться с помощью различных мер безопасности в самой батарее, в зарядном устройстве или в электрическом устройстве. В первую очередь это включает в себя электронное управление батареями, которое контролирует процессы зарядки и разрядки.Контролируется не только вся батарея, но и каждая отдельная ячейка, из которой состоит устройство. Ячейки также содержат термозащитное устройство, резистор PTC (положительный температурный коэффициент), который предназначен для уменьшения чрезмерного тока при зарядке или разряде аккумулятора, а также устройство прерывания цепи, которое позволяет газу выходить из батареи, если давление внезапно увеличивается, чтобы предотвратить взрыв. 7

Это конструктивные способы предотвращения опасностей литий-ионных аккумуляторов.За них отвечает производитель, а также, в конечном итоге, различные испытательные институты, которые проверяют безопасность аккумуляторов и продуктов, работающих от литий-ионных аккумуляторов, перед их выпуском на рынок. Тем не менее, есть случаи, когда потенциальная опасность материализуется только позже (например, Samsung Galaxy 7, 2016 г.). 8

В то время как правила перевозки классифицируют литий-ионные батареи и аккумуляторы как опасные грузы, что означает, что их транспортировка подлежит строгим правилам техники безопасности, 9 до сих пор не существует обязательных правил или положений, касающихся их хранения или использования.

Во всем мире были проведены многочисленные эксперименты для получения данных о потенциальных опасностях хранения таких батарей и аккумуляторов. Полученные данные были использованы для определения ряда потенциальных мер безопасности, которые могли бы снизить потенциальный риск. Например, Немецкая страховая ассоциация (GDV) в Берлине выпустила VdS 3103en «Литиевые батареи», в котором содержится информация о том, как предотвратить повреждение при наличии литий-ионных аккумуляторов в производственных и складских помещениях; аналогичные публикации доступны в других странах. 10 Таким образом, рекомендуются следующие меры предосторожности:

  • При хранении и использовании литий-ионных аккумуляторов соблюдайте спецификации производителя и технические паспорта продукта.
  • Предотвратить внешнее короткое замыкание (защитить полюса аккумуляторной батареи от короткого замыкания, например, крышками клемм).
  • Предотвращение внутренних коротких замыканий (предотвращение механических повреждений).
  • Не подвергайте батареи воздействию высоких температур или источников тепла напрямую или в течение продолжительных периодов времени (например,грамм. прямой солнечный свет).
  • Склады / здания для батарей и аккумуляторов должны находиться на расстоянии не менее пяти метров от других территорий или быть отделены огнестойкой конструкцией.
  • Батареи нельзя хранить вместе с другими продуктами, которые могут вызвать пожар.
  • Зона хранения должна контролироваться подходящей системой пожарной сигнализации, связанной с постоянно укомплектованным персоналом офисом, чтобы гарантировать, что тревога сработает как можно быстрее.
  • Большие складские площади должны быть оборудованы автоматическими системами водяного пожаротушения, такими как спринклеры или дренчерные системы.Если в складском помещении уже есть система пожаротушения, следует принять во внимание информацию в технических паспортах продукта, касающуюся подходящих средств пожаротушения.
  • Для хранения больших объемов (более 60 м² занимаемой площади и / или штабелирования высотой более 3 метров) также рекомендуется хранить литий-ионные батареи / аккумуляторы в подходящих негорючих контейнерах, отдельных пожаробезопасных помещениях или противопожарных отсеках. .

Если аккумуляторы должны храниться в производственной зоне, необходимо как минимум соблюдать следующие меры безопасности:

  • Сведите количество литий-ионных батарей и аккумуляторов на хранении к минимуму (суточная потребность).В идеале их следует временно хранить в приемлемых негорючих транспортных контейнерах.
  • Храните достаточное количество подходящих устройств пожаротушения (включая стенные гидранты) поблизости от места хранения.
  • В зонах, не защищенных системами автоматического пожаротушения, батареи должны храниться на расстоянии не менее 2,5 метров от других легковоспламеняющихся материалов, в другом помещении или здании.
  • Поврежденные или неисправные литий-ионные батареи должны быть немедленно удалены из складских и производственных помещений и храниться на безопасном расстоянии в негорючем контейнере или отдельном пожарном отсеке до их утилизации.
  • Сотрудники должны быть осведомлены о потенциальных опасностях, связанных с литий-ионными батареями и аккумуляторами, и обучены методам оказания первой помощи. В принципе, возгорание литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторов можно тушить водой.

Дополнительные соображения с точки зрения страхования

Развитие литий-ионных батарей и аккумуляторов невозможно замедлить в обозримом будущем, поскольку их рентабельность не имеет себе равных. Вот почему теперь они постоянно встречаются повсюду.

В дополнение к рискам для компаний, производящих эти батареи и аккумуляторы, с точки зрения страхования существуют дополнительные риски везде, где литий-ионные батареи или аккумуляторы используются и / или хранятся в больших объемах, особенно в розничной торговле мобильных устройств и в производстве и промышленные предприятия. Учитывая их особые риски, при любой оценке риска следует принимать во внимание наличие литий-ионных батарей и аккумуляторов. Это означает, что независимо от того, в процессе производства или хранения, присутствие, количество и условия хранения литий-ионных батарей должны быть идентифицированы и отмечены в оценке риска, как это было бы сделано для легковоспламеняющихся жидкостей и газов.В то же время страхователю следует рекомендовать дополнительные меры безопасности при выявлении недостатков.

Скачать версию в формате PDF для примечаний

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *