Litiumakun itsepurkautumiseen vaikuttavat tekijät

Saatat nähdä litiumakun tehon menettävän, vaikka et käyttäisi sitä. Tätä kutsutaan itsepurkaukseksi. Se tapahtuu kaikissa litiumioniakuissa. Esimerkiksi:

• Litiumioniakut menettävät yleensä 0,5–3 % tehostaan ​​kuukaudessa, kun niitä ei käytetä.

• Hyvä litiumioniakku menettää usein noin 1-2 % kuukaudessa huoneenlämmössä.

Itsepurkautuminen voi heikentää akun toimintaa eikä kestää yhtä kauan. Jos haluat litiumlaitteidesi kestävän pidempään, itsepurkautumisen syiden oppiminen auttaa sinua huolehtimaan akustasi paremmin.

Key Takeaways

Aseta litiumakut viileään ja kuivaan paikkaan. Tämä auttaa hidastamaan itsepurkautumista. Pidä akun lataus 40 % ja 50 % välillä. Tämä on hyvä pitkäaikaiseen varastointiin. Älä anna akun vaurioitua. Vahinko voi saada itsepurkauksen tapahtumaan nopeammin. Valitse korkealaatuiset akut epäpuhtauksien ja vikojen vähentämiseksi. Puhdista akun navat usein. Tämä auttaa pysäyttämään energiahäviön.

Litiumakun suunnittelutekijät

Elektrodimateriaalit ja epäpuhtaudet

Litiumioniakut käyttävät erilaisia ​​kemiallisia aineita. Elektrodimateriaalit muuttavat sitä, kuinka nopeasti itsepurkautuminen tapahtuu. Jotkut materiaalit menettävät latausta nopeammin kuin toiset. Esimerkiksi:

• Nikkelipitoiset kerroksiset oksidit, kuten NMC ja NCA, menettävät varausta nopeammin, koska ne aiheuttavat enemmän elektrolyyttien hapettumista.

• Litiumrautafosfaatti (LFP) menettää varausta hitaammin, koska sen rakenne on vakaa.

Elektrodien epäpuhtaudet ovat tärkeitä. Metallijäämät, kuten rauta, kupari tai sinkki, voivat aiheuttaa pieniä oikosulkuja akun sisällä. Nämä epäpuhtaudet reagoivat litiumionien kanssa ja aiheuttavat sivureaktioita. Tämä johtaa latauksen menettämiseen ja korkeampaan itsepurkaukseen. Tässä on taulukko, joka näyttää kuinka epäpuhtaudet vaikuttavat itsepurkaukseen:

Elektrolyytissä olevat epäpuhtaudet voivat hapettua positiivisessa elektrodissa. Tämä kuluttaa aktiivisia materiaaleja ja pitää itsepurkauksen käynnissä. Jos haluat akun kestävän pidempään, tarvitset hyviä materiaaleja ja vähemmän epäpuhtauksia.

Elektrolyytin koostumus

Elektrolyytti auttaa litiumioneja liikkumaan elektrodien välillä. Sen koostumus vaikuttaa siihen, kuinka vakaat elektrodit ovat ja kuinka nopeasti litiumionit liikkuvat. Puhtaiden elektrolyyttien käyttö tekee akusta vakaamman ja vähentää sivureaktioita.

Jotkut akut käyttävät lisäaineita elektrolyytissä. Nämä lisäaineet muodostavat suojaavia kalvoja elektrodien pinnoille. Ne estävät ei-toivotut reaktiot ja estävät akun menettämästä latausta. Hyvät elektrolyyttikaavat voivat stabiloida elektrodin ja elektrolyytin välisen alueen. Tämä pysäyttää sukkulamekanismit ja alentaa loisreaktioita, jotka aiheuttavat itsepurkauksen.

Sinun tulee valita akut, joissa on elektrolyyttejä, jotka pysyvät vakaina sekä positiivisten että negatiivisten elektrodimateriaalien kanssa. Tämä on tärkeää LFP:n kaltaisille akuille, jotka käsittelevät hyvin kemikaaleja. Oikean elektrolyytin valinta vähentää itsepurkautumista ja parantaa akun suorituskykyä.

Valmistuslaatu ja puutteet

Se, kuinka hyvin akku on valmistettu, vaikuttaa itsepurkautumiseen. Viat, kuten pienet halkeamat tai epäpuhtaudet, saavat akun latautumaan nopeammin. Erottimessa olevat metallihiukkaset tai reiät voivat aiheuttaa vuotoja sen sisällä. Nämä vuodot lisäävät itsepurkausta.

Erottimen pysäytyselektrodien viat eivät ole kunnolla erotettuja. Tämä pahentaa itsepurkausta. Sinun täytyy hallita kosteutta tuotannon aikana, käyttää hyviä materiaaleja ja testata itsepurkautumisnopeutta. Kansainväliset standardit, kuten IEC 61960 ja UL 1642, edellyttävät testausta eri lämpötiloissa ja lataustasoilla. Nämä testit auttavat lajittelemaan ja sovittamaan kennoja akkuihin.

Laadunvalvontatoimenpiteet, kuten kosteudenhallinta, hyvä elektrolyyttikoostumus ja itsepurkautumistestaus, auttavat vähentämään vikoja ja parantamaan akun käyttöikää.

Jos kiinnität huomiota akkujen valmistustapaan, voit välttää vikoja, jotka aiheuttavat suuremman itsepurkauksen. Tämä pitää akun toiminnassa pidempään ja turvallisemmin.

Litiumakun ympäristövaikutukset

Lämpötilan ja SEI:n heikkeneminen

On tärkeää tarkkailla lämpötilaa, kun käytät tai säilytät litiumioniakkuja. Jos se kuumenee liian kuumaksi, akku menettää tehonsa nopeammin. Akun säilyttäminen kuumassa paikassa saa sen latautumaan nopeasti. Viileämmät paikat auttavat akkua säilyttämään tehonsa pidempään. Lämpötila akun ympärillä muuttuu kuinka nopeasti se menettää energiaa. Jos pidät akun kylmänä, se ei menetä latausta yhtä nopeasti.

Solid Electrolyte Interphase (SEI) -kerros auttaa suojaamaan akkua. Kun se kuumenee, SEI-kerros ohenee ja voi rikkoutua. Tämä saa akun menemään vielä nopeammin. Jos SEI-kerros hajoaa, enemmän litiumioneja reagoi elektrolyytin kanssa. Nämä reaktiot saavat akun latautumaan ja voivat vahingoittaa akkua.

Voit nähdä kuinka lämpötila muuttaa SEI-kerrosta tästä taulukosta:

Korkeammat lämpötilat saavat kemialliset reaktiot tapahtumaan nopeammin akun sisällä. Itsepurkautumisnopeus nousee paljon lämpeneessä. Jos pidät akkuja kuumassa paikassa, ne menettävät tehonsa paljon nopeammin.

Tässä on joitain tärkeitä asioita lämpötilasta:

• Kuumemmat lämpötilat saavat huonot reaktiot tapahtumaan nopeammin, jolloin akku menettää latausta nopeammin.

• Kuumissa paikoissa säilytetyt akut menettävät tehonsa paljon nopeammin kuin viileissä.

• Kylmäsäilytys hidastaa itsepurkautumista huomattavasti.

Säilytä litiumakkua paikassa, jonka lämpötila on 10–20 °C (50–68 °F). Tämä pidentää akun kestoa ja pitää sen terveenä.

Vinkki: Tarkista aina, missä säilytät akkua. Akun pitäminen viileänä hidastaa itsepurkautumista ja pidentää akun kestoa.

Kosteus ja altistuminen kosteudelle

Kosteus ja kosteus muuttavat myös sitä, kuinka nopeasti litiumparistot menettävät tehonsa. Jos asetat akun kosteaan paikkaan, vesi voi päästä sisälle ja sotkea elektrolyytin. Tämä saa akun latautumaan, vaikka et käyttäisi sitä. Liian paljon vettä aiheuttaa huonoja reaktioita, jotka saavat akun menemään nopeammin.

Vesi voi hajottaa elektrolyyttiliuottimen. Tämä tekee asioista epätasapainossa ja voi aiheuttaa sähköoikosulkuja tai vuotoja. Nämä ongelmat eivät ole turvallisia ja saavat akun menemään nopeammin.

Tässä on joitain tärkeitä asioita kosteudesta:

• Pääsyy litiumakkujen itsepurkautumiseen on vesi, joka sotkee ​​elektrolyytin ja voi olla vaarallista.

• Jos akussa on liikaa vettä, se menettää latausta nopeammin huonojen reaktioiden vuoksi.

• Vesi voi hajottaa elektrolyytin aiheuttaen oikosulkuja ja vuotoja, jotka eivät ole turvallisia.

Voit suojata akkusi vedeltä tekemällä seuraavat asiat:

Huomautus: Säilytä litiumakkua aina kuivassa paikassa. Käytä suljettuja paristoja ja pidä alue tuuletettuna. Tämä estää vesiongelmat ja pitää itsepurkauksen alhaisena.

Jos säädät lämpötilaa ja kosteutta, akut kestävät pidempään. Pidät litiumparistosi turvallisena ja toimivana.

Käyttö- ja säilytysolosuhteet

Lataustila varastoinnin aikana

Akun varausta tulee tarkkailla varastoinnin aikana. Jos pidät litiumakun täyteen ladattuna, se menettää virtaa nopeammin. Akun valmistajat sanovat säilytä litiumioniakkuja 40–50 prosentin latauksella. Tämä hidastaa itsepurkautumista ja pitää akun terveenä. Akun säilyttäminen täydellä latauksella tekee negatiivisesta elektrodista runsaasti litiumia. Tämä nopeuttaa itsepurkausta. Oikea lataustaso alentaa rasitusta ja säästää suojapiirien energiaa.

• Varastointi 40 % latauksella pitää akun hyvässä kunnossa.

• Latauksen pitäminen 50 %:ssa hidastaa myös itsepurkautumista.

• Korkea lataus nopeuttaa itsepurkautumista ja lisää stressiä.

Vinkki: Tarkista aina akun lataus ennen kuin säilytät sen pitkään. The oikea lataustaso auttaa akkua kestämään pidempään.

Varastointiaika ja vanheneminen

Akun säilytysaika vaikuttaa siihen, kuinka paljon virtaa se menettää. Litiumioniakut heikkenevät ajan myötä, vaikka et käyttäisi niitä. Ne menettävät kapasiteettia säilytyksen aikana, etkä voi korjata sitä. Jos pidät akkua pitkään, se menettää enemmän tehoa ja toimii huonommin. Itsepurkautumisnopeus pysyy tasaisena, mutta se voi nousta, jos akku vanhenee tai kuumenee.

• Litiumakkujen kapasiteetin menettäminen 1–3 % kuukaudessa on normaalia.

• Jos menetät 5 % tai enemmän joka kuukausi, akussa voi olla ongelmia tai stressiä.

• Pitkäaikainen varastointi heikentää itsepurkautumista ja heikentää suorituskykyä.

Huomautus: Säilytä akkua viileässä ja kuivassa paikassa. Tarkista sen ikä ja kunto ennen käyttöä.

Fyysinen vahinko

Fyysiset vauriot muuttavat akun toimintaa. Jos pudotat, työnnät tai taivutat litiumakun, se voi menettää tehonsa nopeammin. Vauriot aiheuttavat shortsit sisällä ja lisäävät itsepurkausta. Tärinä, isku tai taipuminen voivat rikkoa akun kotelon ja vahingoittaa sisäosia. Tämä tekee akusta vaarallisen ja lisää itsepurkautumista.

Akku tulee suojata vahingoilta. Pidä se poissa metalliesineistä ja esineistä, jotka voivat syttyä tuleen. Säilytä sitä turvallisessa paikassa, jossa on oikea lämpötila ja kosteus.

Turvavinkki: Käsittele litiumakkuja varovasti. Älä pudota tai taivuta niitä. Tämä pitää itsepurkauksen alhaisena ja pitää sinut turvassa.

Ulkoiset vaikutteet

Sähkövuoto

Sähkövuoto voi tyhjentää litiumakun, vaikka et käyttäisi sitä. Et näe sitä, mutta se tapahtuu akun sisällä. Pienet erottimen viat tai metallipöly muodostavat piilotettuja polkuja sähkölle. Nämä polut päästävät latauksen pakoon ja pahentavat itsepurkausta. Akku menettää aktiivista litiumia ja elektrolyyttiä, joten se heikkenee ajan myötä.

Eri paristoilla on erilaisia ​​vuoto-ongelmia. Sylinterimäiset litiumakut vuotavat liian suuren paineen tai huonon pakkauksen vuoksi. Pussilitiumparistot vuotavat kemiallisesta korroosiosta, sähkökemiallisesta korroosiosta tai fyysisistä vaurioista. Jokainen ongelma nopeuttaa latausta ja nopeuttaa itsepurkautumista.

Tässä on joitain sähkövuodon syitä:

• Erottimen viat, kuten pienet reiät tai epäpuhtaudet, antavat latausvuodon.

• Metallipöly muodostaa pieniä oikosulkuja elektrodien väliin.

• Korkea paine tai vahingoittunut pakkaus aiheuttaa enemmän vuotoja sylinterimäisissä akuissa.

• Korroosio ja vauriot saavat pussin paristot vuotamaan.

Vinkki: Säilytä litiumakut turvallisessa ja kuivassa paikassa. Älä pudota tai murskaa niitä estääksesi sähkövuodon.

Epäpuhtaudet ja epäpuhtaudet

Myös akun napoissa olevat epäpuhtaudet pahentavat itsepurkautumista. Pöly, kosteus tai pinnalle jäänyt elektrolyytti voivat muodostaa polkuja sähkölle. Nämä polut päästävät sähkön virtaamaan akun ulkopuolelle ja aiheuttavat pintavuotovirtaa. Menetät energiaa, vaikka et käyttäisi akkua.

Akkumateriaalien epäpuhtaudet reagoivat elektrolyytin kanssa. Nämä reaktiot tekevät tuotteita, joita ei voi muuttaa takaisin. Menetät litiumioneja, joten akussa on vähemmän virtaa. Ulkopuoliset epäpuhtaudet pahentavat itsepurkautumista antamalla enemmän mahdollisuuksia latauksen vuotamiseen.

Voit suojata akkuasi pitämällä sen puhtaana ja kuivana. Pyyhi liittimet kuivalla liinalla ja tarkista, onko pölyä tai jäämiä. Puhtaat akut menettävät vähemmän latausta ja kestävät pidempään.

Huomautus: Puhdista akun navat usein. Tämä helppo vaihe auttaa vähentämään itsepurkautumista ja pitämään litiumakun vahvana.

Litiumparistojen itsepurkauksen minimoiminen

Parhaat säilytyskäytännöt

Voit Auta akkuasi kestämään pidempään säilyttämällä sitä oikealla tavalla. Säilytä litiumakut noin 15 °C:ssa (59 °F). Tämä hidastaa sisällä tapahtuvia kemiallisia muutoksia. Säilytä niitä noin 40 % latauksella. Tämä pitää akun turvallisena ja vakaana pitkään. Varmista, että paikka on kuiva ja että siinä on paloturvallisuustyökaluja.

• Säilytä paristoja 15 °C:ssa parhaan tuloksen saavuttamiseksi.

• Pidä lataus noin 40 %:ssa säilytyksen aikana.

• Käytä kuivaa paikkaa paloturvallisuustoimenpiteiden mukaisesti.

Lämpötila on erittäin tärkeä itsepurkautumiselle. Taulukko näyttää, kuinka eri lämpötilat muuttavat nopeutta:

Jos asetat paristot kuumaan kohtaan, huonot reaktiot tapahtuvat nopeammin. Joka kerta kun lämpötila nousee 10 °C, nämä reaktiot voivat kaksinkertaistua. Voit hidastaa itsepurkautumista pitämällä akut viileinä.

Huoltovinkkejä

Tarkista litiumparistosi usein, jotta se toimii hyvin. Älä jätä litiumioniakkuja käyttämättä pitkäksi aikaa. Tarkista lataus kuuden kuukauden kuluttua, jos et ole käyttänyt sitä. Jos säilytät pitkään, pidä lataus 50–60 %:n välillä. Jos käytät LFP-akkuja, lataa ne 100 %:iin 7–10 päivän välein, jotta ne pysyvät tasapainossa.

Käytä hyvää laturia, joka sammuu itsestään estääksesi ylilatauksen. Tämä pitää akun sisäosat turvassa. Lataa ja käytä akkua usein, jotta se pysyy vahvana. Näiden vaiheiden avulla akku menettää vähemmän virtaa ja kestää pidempään.

Vihje: Puhdista akun päät ja etsi pölyä tai likaa. Tämä helppo vaihe auttaa akkua toimimaan paremmin ja kestämään pidempään.

Johtopäätös

Voit saada litiumparistot menettämään tehoa hitaammin valitsemalla ne, jotka on valmistettu hyvistä materiaaleista ja älykkäästä suunnittelusta. Säilytä akut aina viileässä, kuivassa paikassa, jossa on hyvä ilmanvaihto. Käytä akunhallintajärjestelmää akun tarkkailemiseen ja suojaamiseen. Kun säilytät akkuja pitkään, pidä ne noin puolessa ladattuna. Näiden toimien avulla akku kestää pidempään ja toimii paremmin.

Pidä huolta litiumakuistasi. Niiden säilyttäminen oikealla tavalla ja niiden tarkistaminen usein auttaa sinua saamaan enemmän hyötyä jokaisesta latauksesta.

FAQ

Miksi litiumakkuni menettää latauksen, vaikka sitä ei käytetä?

Litiumakkusi menettää latauksen sisällä olevien pienten kemiallisten reaktioiden vuoksi. Näitä reaktioita tapahtuu, vaikka et käytä akkua. Lämpö, ​​epäpuhtaudet ja ikä voivat nopeuttaa tätä menetystä.

Kuinka voin hidastaa litiumakun itsepurkautumista?

Voit säilyttää akkuasi viileässä ja kuivassa paikassa. Pidä lataus noin 40–50 prosentissa. Puhdista akun navat. Vältä akun pudottamista tai vahingoittamista. Käytä korkealaatuisia akkuja saadaksesi parempia tuloksia.

Vaikuttaako lämpötila siihen, kuinka nopeasti akkuni menettää lataukseni?

Kyllä lämpötilalla on paljon merkitystä. Korkea lämpötila saa akun latautumaan nopeammin. Kylmäsäilytys hidastaa itsepurkautumista. Yritä pitää akku 50–68 °F:n lämpötilassa parhaan tuloksen saavuttamiseksi.

Voinko ladata akun, joka on purkautunut itsestään pitkään?

Voit ladata useimmat litiumakut varastoinnin jälkeen. Jos akku on menettänyt liikaa latausta tai on hyvin vanha, se ei välttämättä toimi hyvin. Tarkista aina akku ennen kuin käytät sitä uudelleen.

Mitkä merkit osoittavat, että akkuni purkautuu itsestään liian nopeasti?

Etsi näitä merkkejä:

• Akku tuntuu lämpimältä, kun sitä ei käytetä.

• Se menettää latausta nopeammin kuin normaalisti.

• Näet turvotusta tai vuotoja.

Jos huomaat näitä, lopeta akun käyttö ja tarkista, onko se vaurioitunut.