Литиевый аккумулятор на морозе
Литиевые АКБ, особенно Li-Ion, очень чувствительны к холоду. Они быстро разряжаются, могут выйти из строя при длительном нахождении на улице. Потеря емкости может быть серьезной, а заряжать батарею сразу после прихода домой нельзя. В холодное время наиболее подходящими вариантами выступают литий-железо-фосфатные АКБ, устойчивые к низким температурам. Но в теплое время эффективность работы таких батарей падает, а персональный электротранспорт чаще всего эксплуатируется именно в теплое время года. Поэтому стандартные литий-ионные АКБ остаются наиболее приемлемым вариантом.
Проблемы
На холоде литий-ионные АКБ показывают себя плохо, они теряют емкость, рабочий ресурс резко сокращается. Происходит это из-за снижения скорости движения ионов и протекания химических реакций, что приводит к падению уровня заряда примерно на 20%. Такое явление временное, в тепле показатели АКБ возвращаются в норму. Но это верно только для батарей, эксплуатируемых при температуре не ниже -40 градусов.
В противном случае в АКБ происходят необратимые изменения, батарея выходит из строя. Рекомендуемый порог -20 градусов для литий-ионных АКБ, -30 градусов для литий-железо-фосфатных. Пользоваться аккумуляторами можно, но рекомендуется соблюдать правила зарядки и хранения, не забывать, что рабочий ресурс на холоде уменьшается.
Условия хранения
Хранить литий-ионные АКБ при минусовой температуре нельзя. При кратком пребывании на морозе показатели аккумулятора восстанавливаются, но при хранении от трех месяцев и больше происходят необратимые изменения, батарея становится непригодной к эксплуатации. Рекомендуемый уровень температуры хранения составляет +1/+25°С, допустимый – в пределах 0/+40°С.
Для хранения выбирается сухое помещение, уровень заряда надо поддерживать до 40%. Периодически устройство надо включать, проверять уровень заряда и напряжения, подаваемого на элемент питания. Если хранить АКБ с напряжением до 2 В на ЭП, то батарея будет непригодной к эксплуатации
Доступна ли зарядка литиевых батарей на морозе?
Заряжать Li-Ion при минусовой температуре нельзя.
После эксплуатации гаджета зимой надо выдержать АКБ при комнатной температуре в течение 2-3 часов, после чего начать зарядку при температуре в пределах +10/+25°С. Прогрев батареи должен быть естественным, что гарантирует отсутствие перезаряда. Это продлевает жизнь аккумулятора, положительно сказывается на остаточном ресурсе.
Полезные советы
Продлить эксплуатационные сроки Li-Ion АКБ можно, используя следующие рекомендации:
• зарядка осуществляется только при плюсовой температуре, сразу после мороза подключать батарею к сети нельзя;
• после прихода с улицы надо подождать пару часов, затем можно начать зарядку;
• для зарядки применяются только оригинальные ЗУ;
• хранить АБ надо при комнатной температуре, на морозе или при жаре это делать не рекомендуется;
• при хранении длительное время надо соблюдать уровень заряда на уровне 35-50%;
• не допускается длительное нахождение АКБ в состоянии глубокого разряда;
• надо избегать перезаряда.
Защита батареи от мороза
Для использования при минусовой температуры более приспособлены литий-железо-фосфатные АКБ или литий-титанатные Li4Ti5O12 и LiFePO4. Однако последний вариант для персонального электротранспорта практически не используется, так как цена батареи высокая, установка такой АКБ экономически не выгодная. АКБ батареи LiFePO4, то есть литий-железо-фосфатный стоит меньше, к морозу он хорошо приспособлен, то есть гаджет можно смело эксплуатировать зимой. Дополнительная защита не нужна, батарея не теряет емкость. К другим преимуществам относятся:
• долговечность;
• возможность работы при температуре -30 градусов;
• сопротивление низкое;
• батарея устойчива к высокому заряду, нагреву;
• при хранении разрядка не требуется;
• в эксплуатации АКБ безопасна.
Литий-ионные, литий-кобальтовые, литий-марганцевые, литий-никель-марганец-кобальт-оксидные к низким температурам чувствительные. Но стоимость АКБ этих типов ниже, то есть для гаджетов устанавливаются обычно Li-Ion и прочие.
В процессе эксплуатации нужна защита от минусовой температуры, АКБ оставлять долго на морозе нельзя, перед использованием рекомендуется защита термокейсом из термоизоляционных материалов. Такое решение предохраняет батарею от переохлаждения при выключении гаджета.
В холодное время года лучше показывают себя LiFePO4 АКБ, классические литий-ионные применять зимой при минусовой температуре не рекомендуется. Допускается установка и использование АКБ Li-Ion при температуре до -20 градусов, но только с термокейсом. Однако снижение дальности хода наблюдается даже при наличии защиты. Заряжать батарею при минусовой температуре нельзя, в помещении надо выдержать АКБ в течение 2-3 часов и только потом подключать к сети.
Особенности литий ионных аккумуляторов Все про Li-ion (литиевые аккумуляторы)
Li-Ion аккумуляторы успешно используются в различных портативных устройствах. Востребованы они и при оснащении электроприводом транспортных средств. Аккумуляторные батареи этой группы не терпят превышения напряжения при заряде.
Поэтому в целях безопасности они используются совместно с системой контроля и управления – BMS. Такие системы используются для ограничения тока заряда на границе 95% и степени разряда на значении 15–20%. Это важно для продления срока эксплуатации источников питания, поскольку при глубоком разряде литиевая АКБ теряет способность заряжаться.
Особенности литий ионных аккумуляторов зависят от содержащегося в них материала катода. По этому критерию семейство Li-Ion батарей подразделяется на 3 основных класса:
- LiCoO2 – имеют высокую удельную энергию, выдерживают средние нагрузки и отличаются небольшим сроком эксплуатации.
- LiMn2O4 – выдерживают высокие токи заряда и разряда, но служат относительно недолго и имеют большую удельную энергию.
- LiFePO4 – обладают увеличенным сроком службы, и низкую скорость саморазряда.
В таблице приведены характеристики и особенности литиевых аккумуляторов, с указанием усредненных значений параметров.
Тип Li-Ion батареи | Удельная плотность энергии, Втч/кг | Количество циклов разряда-заряда (до 80% разряда) | Время быстрой зарядки, ч | Номинальное напряжение в элементе, В | Напряжение отсечки при зарядке, В/эл. | Напряжение отсечки при разряде, В/эл., 1С |
LiCoO2 | 150–190 | 500–1000 | 2–4 | 3,6 | 4,2 | 2,7–3 |
LiMn2O4 | 100–135 | 500–1000 | <1 | 3,7 | 4,2 | 2,7–3 |
LiFePO4 | 90–120 | 1000–2000 | <1 | 3,2 | 3,6 | 2,5 |
, 1СОсобенности Li-Ion аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторные батареи имеют:
- низкую терпимость к перезарядке и глубокому разряду;
- малое значение саморазряда – при комнатной температуре меньше 10% в месяц, обычно в 1-й месяц 46%, затем меньше;
- незначительную потерю емкости за год – 5–10%;
- температуру зарядки – от 0 до +45 С;
- температуру разрядки (эксплуатации) от -20 до +60 °С;
- рабочее напряжение – от 2,8 до 4,2 В;
- требование к наличию защитного контура – у большинства Li-Ion аккумуляторов (кроме LiFePO4) нижняя граница 2,8 и верхняя 4,2 В.
Особенности зарядки литий ионных аккумуляторов
Основные особенности зарядки Li-ion аккумуляторов заключаются в следующем:
- Такие АКБ необходимо заряжать в комбинированном режиме CC/CV. Вначале – при стабильном токе (значением от 0,2С до 1С) до напряжения, зависящего от производителя батареи (обычно 4,2 В). Дальнейшая зарядка осуществляется при стабильном значении напряжения.
- Зарядка Li-Ion аккумуляторов током 1С длится 1,5 часа, а после достижения напряжения отсечки происходит плавное снижение зарядного тока примерно до 3% от начального значения.
- Нельзя заряжать литиевые АКБ при морозе.
Хранить Li-Ion батареи рекомендуется с уровнем заряда 40 75%, при температуре около 5 С. Хранение в прохладном месте (но не ниже 0 °С) значительно уменьшает саморазряд. Длительность хранения таких устройств колеблется от 2 до 5 лет. Стоит учесть, что литиевые АКБ подвержены старению – даже если они не эксплуатируются, а просто хранятся на полке, со временем их свойства ухудшаются.
Подробнее о том, как работают литий-ионные аккумуляторные батареи, читайте здесь.
Часто задаваемые вопросы о литий-ионных батареях
На этой странице:
- Как утилизировать литий-ионные аккумуляторы?
- Что мне делать, чтобы мои батареи можно было безопасно сдать на перерабатывающий завод?
- Как определить, в каких продуктах установлены литий-ионные аккумуляторы?
- Почему нельзя выбрасывать литий-ионные аккумуляторы в муниципальный или бытовой мусорный бак?
- Почему важна утилизация литий-ионных аккумуляторов?
- Какие материалы входят в состав литий-ионных аккумуляторов?
- Какие материалы восстанавливают специализированные переработчики аккумуляторов из литий-ионных аккумуляторов?
- Каковы требования к хранению, если не используются литий-ионные аккумуляторы?
- Батарея моего компьютера вздулась. Что мне с ней делать?
Что мне с ней делать?Как утилизировать литий-ионные аккумуляторы?
Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы и устройства, содержащие эти аккумуляторы, нельзя выбрасывать в бытовой мусор или мусорные баки. Они могут вызывать пожары во время транспортировки или на свалках и предприятиях по переработке. Вместо этого литий-ионные аккумуляторы следует сдавать в отдельные пункты утилизации или сбора опасных бытовых отходов.
Что мне делать, чтобы мои батарейки можно было безопасно сдать на перерабатывающий завод?
Во избежание возгорания, которое может произойти при контакте батарей друг с другом или с другими металлами, Агентство по охране окружающей среды рекомендует заклеивать клеммы батареи (или соединения) непроводящей лентой. Предпочтение отдается изоляционной ленте, но подойдут все клейкие ленты, не изготовленные из металлических материалов. Кроме того, размещение каждой батареи в отдельном пластиковом пакете также изолирует клеммы.
Как определить, в каких продуктах установлены литий-ионные аккумуляторы?
Химический состав батареи или устройства может быть указан на корпусе батареи, в инструкциях по эксплуатации или на маркировке продукта.
Также могут быть символы или значки, обозначающие химию, или символ со стрелкой со словами «Li-ion» под ним.
Почему литий-ионные аккумуляторы нельзя выбрасывать в муниципальные или бытовые мусорные баки?
Когда литий-ионные аккумуляторы или устройства, которые их содержат, по ошибке выбрасывают в муниципальный мусорный бак, они попадают в муниципальный центр утилизации (MRF), который обычно оборудован для переработки только бытовой бумаги, пластика, металла и стекла. В этом случае батареи могут быть повреждены или раздавлены во время обработки, что может стать причиной возгорания. Важно отметить, что символ со стрелкой (т. е. три стрелки, образующие треугольник) на литий-ионных батареях означает, что вы можете утилизировать эти батареи в специализированных центрах по переработке аккумуляторов; это НЕ означает, что вы можете выбрасывать литий-ионные аккумуляторы в муниципальный/бытовой мусорный бак.
Почему важна утилизация литий-ионных аккумуляторов?
Повторное использование и переработка литий-ионных аккумуляторов помогает сохранить природные ресурсы за счет снижения потребности в первичных материалах и сокращения энергопотребления и загрязнения окружающей среды, связанных с созданием новых продуктов.
Литий-ионные аккумуляторы содержат некоторые материалы, такие как кобальт и литий, которые считаются критически важными минералами и требуют энергии для добычи и производства. Когда аккумулятор выбрасывается, мы сразу теряем эти ресурсы — их невозможно восстановить. Переработка батарей позволяет избежать загрязнения воздуха и воды, а также выбросов парниковых газов. Это также предотвращает отправку батарей на объекты, которые не оборудованы для безопасного обращения с ними и где они могут стать пожароопасными. Вы можете уменьшить воздействие на окружающую среду электроники, работающей от литий-ионных аккумуляторов, в конце срока их полезного использования за счет повторного использования, пожертвования и переработки продуктов, в которых они содержались.
Какие материалы входят в состав литий-ионных аккумуляторов?
Состав материала или «химия» батареи адаптирован к ее предполагаемому использованию. Литий-ионные аккумуляторы используются во многих различных приложениях и в самых разных условиях окружающей среды.
Некоторые батареи предназначены для обеспечения небольшого количества энергии в течение длительного времени, например, для работы мобильного телефона, в то время как другие должны обеспечивать большее количество энергии в течение более короткого периода времени, например, в электроинструменте. Химический состав литий-ионных аккумуляторов также может быть адаптирован для максимизации циклов зарядки аккумулятора или обеспечения его работы в условиях сильной жары или холода. Кроме того, технологические инновации также приводят к тому, что со временем используются новые химические составы батарей. Батареи обычно содержат такие материалы, как литий, кобальт, никель, марганец и титан, а также графит и горючий электролит. Тем не менее, постоянно ведутся исследования по разработке литий-ионных аккумуляторов, которые менее опасны или соответствуют требованиям для новых приложений.
Какие материалы восстанавливают специализированные переработчики аккумуляторов из литий-ионных аккумуляторов?
Сегодня литий-ионные аккумуляторы изготавливаются из таких минералов, как литий, кобальт, никель и марганец.
В настоящее время часто добывают кобальт, марганец и никель. Литий также может быть извлечен, но часто его необходимо подвергать дальнейшей обработке для повторного использования.
Каковы требования к хранению, если не используются литий-ионные аккумуляторы?
Лучше всего хранить литий-ионные аккумуляторы при комнатной температуре. Нет необходимости помещать их в холодильник. Избегайте длительных периодов экстремально низких или высоких температур (например, приборная панель автомобиля под прямыми солнечными лучами). Длительное воздействие таких температур может привести к повреждению аккумулятора.
Батарея моего компьютера вздулась. Что мне с ней делать?
Иногда аккумулятор внутри устройства вздувается. Вздутие указывает на повреждение аккумулятора и потенциальную опасность возгорания. Оцените свою ситуацию и, если кажется, что непосредственной угрозы возгорания нет, обратитесь к производителю продукта, продавцу, у которого он был приобретен, или (в зависимости от того, являетесь ли вы предприятием или домохозяйством) в государственное агентство по обращению с отходами или в местную администрацию.
программа по опасным бытовым отходам для руководства по надлежащему обращению. Храните аккумулятор или устройство в безопасном месте до тех пор, пока не будет определен правильный вариант утилизации. Это может быть ведро, наполненное огнетушащим средством, таким как песок или кошачий туалет, или в другом месте вдали от легковоспламеняющихся материалов. Если вы считаете, что существует неизбежный риск возгорания, вам может потребоваться позвонить по номеру 9.11.
PackSafe — литиевые батареи | Федеральное авиационное управление
Блоки питания, чехлы для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов, перезаряжаемые и неперезаряжаемые литиевые аккумуляторы, аккумуляторы для сотовых телефонов, аккумуляторы для ноутбуков, аккумуляторы, внешние аккумуляторы, портативные зарядные устройства
В то время как литиевые аккумуляторы должны пройти испытания на безопасность, все литий-ионные батареи способны перегреваться и подвергаться процессу, называемому тепловым разгоном. Термический выход из строя может произойти без предупреждения в результате различных факторов, в том числе в случае повреждения, перегрева, воздействия воды, перезарядки или неправильной упаковки аккумулятора.
Тепловой разгон также может происходить сам по себе из-за производственного брака.
Летные экипажи обучены распознавать и реагировать на возгорание литиевых батарей в салоне. Пассажиры должны немедленно уведомить летный экипаж, если их литиевая батарея или устройство перегреваются, расширяются, дымятся или горят.
Запасные (неустановленные) ионно-литиевые и литий-металлические аккумуляторы, включая блоки питания и футляры для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов, должны перевозиться только в ручной клади . При проверке ручной клади у выхода на посадку или на борту самолета все запасные литиевые батареи и блоки питания должны быть извлечены из сумки и храниться у пассажира в салоне самолета. Клеммы аккумулятора должны быть защищены от короткого замыкания.
Сюда относятся запасные литий-металлические и перезаряжаемые ионно-литиевые аккумуляторы для персональных электронных устройств, таких как фотоаппараты, сотовые телефоны, портативные компьютеры, планшеты, часы, калькуляторы и т.
д. Сюда также входят внешние зарядные устройства (портативные зарядные устройства), содержащие ионно-литиевые аккумуляторы. Для литиевых батарей, установленных в устройстве (ноутбуке, сотовом телефоне, фотоаппарате и т. д.), см. статью «Портативные электронные устройства, содержащие батареи»
Предельные размеры : Литий-металлические (неперезаряжаемые) батареи ограничены 2 граммами лития на батарею. Литий-ионные (перезаряжаемые) батареи ограничены номинальной мощностью 100 ватт-часов (Втч) на батарею. Эти ограничения позволяют использовать почти все типы литиевых батарей, которые обычные люди используют в своих электронных устройствах. С разрешения авиакомпании пассажиры также могут перевозить до двух запасных литий-ионных аккумуляторов большего размера (101–160 Втч) или литий-металлических аккумуляторов (2–8 грамм). Этот размер охватывает более крупные аккумуляторы для портативных компьютеров с увеличенным сроком службы, а также некоторые более крупные аккумуляторы, используемые в профессиональном аудио- и видеооборудовании.
Ограничения по количеству : Нет для большинства аккумуляторов, но аккумуляторы должны использоваться пассажиром. Аккумуляторы, перевозимые для дальнейшей продажи или распространения (образцы поставщиков и т. д.), запрещены. Для более крупных литий-ионных аккумуляторов, описанных выше (101–160 ватт-часов на аккумулятор), существует ограничение в два запасных аккумулятора на человека.
Батареи должны быть защищены от повреждений.
Клеммы аккумулятора (обычно концы) должны быть защищены от короткого замыкания (т. е. клеммы не должны соприкасаться с другим металлом). Методы включают в себя: оставить батареи в их розничной упаковке, заклеить клеммы батареи лентой, использовать футляр для батареи, использовать чехол для батареи в сумке для камеры или аккуратно поместить их в пластиковый пакет или защитный чехол.
См. правило: 49 CFR 175.10(a)(18)
Поврежденные или отозванные батареи и устройства с батарейным питанием, которые могут создавать искры или вызывать опасное выделение тепла, не должны перевозиться на борту воздушного судна ( например, ручная кладь или зарегистрированный багаж), если только поврежденная или отозванная батарея не была извлечена или иным образом не защищена.
