При каком напряжении следует хранить Li-Po аккумуляторы?

LiPo-батареи или литий-полимерные батареи обладают уникальной характеристикой, заключающейся в том, что они более компактны и легки, чем другие альтернативные портативные батареи. Именно из-за этой черты он стал опорой во многих отраслях хобби, в том числе в вейпах, радиоуправляемых автомобилях и дронах. Однако литий-полимерные батареи немного более хрупкие и привередливые, что требует более тщательного обслуживания.

Одним из таких эффективных методов является хранение литий-полимерных батарей при правильном уровне напряжения. Большинство из нас знает, что нельзя хранить батареи полностью или полностью разряженными, но как мы можем узнать, достаточно ли у них емкости для длительного хранения?

Предупреждение: В этой статье просто приведены практические правила хранения и зарядки аккумуляторов. Не полагайтесь на эту информацию относительно точности или точности. Вместо этого следуйте рекомендациям производителя по зарядке и хранению.

Батареи могут загореться и взорваться. К ним нужно относиться с особой осторожностью. Никогда не заряжайте их без присмотра. Перед покупкой аккумуляторов, зарядных устройств или футляров для хранения обратитесь к сторонним независимым тестам. Всегда утилизируйте батареи надлежащим образом и определяйте, сколько циклов вы можете безопасно использовать. Не пытайтесь заряжать или использовать батареи, которые повреждены или вздуты.

Какое безопасное напряжение для длительного хранения LiPo-батарей?

Предполагая, что вы Если используются типичные LiPo-батареи, которые удерживают полный заряд 4,2 В на элемент, то вы должны ориентироваться на напряжение хранения от 3,6 В до 3,8 В, что соответствует примерно от 85% до 90% полной емкости аккумулятора. Это необходимо, если вы собираетесь хранить свои LiPo батареи более 3 дней без их использования.

Для ясности, хранение ваших батарей при напряжении выше или ниже предписанного также вредно. Перезарядка аккумулятора и его разрядка также являются плохой практикой, которая приведет к преждевременному износу аккумулятора LiPo. Никогда не оставляйте его заряженным после того, как он достиг полной емкости 4,2 В, и не позволяйте ему опуститься ниже 3,0 В.

Что происходит, если LiPo-аккумуляторы недозаряжены или перезаряжены при хранении?

Как мы уже упоминали, хранение LiPo батареи вне предписанного диапазона напряжений вредно, независимо от того, выше или ниже фактическое напряжение. Лучше всего это иллюстрируется следующей таблицей, взятой с BatteryUniversity.com..

Как видно из таблицы, хранение LiPo-аккумулятора, напряжение которого выше или ниже предписанного напряжения хранения, приводит к износу аккумулятора. В частности, это приводит к уменьшению емкости аккумулятора с течением времени.

Та же таблица также показывает нам, что гораздо лучше хранить LiPo-аккумуляторы при как можно более низких температурах. Простое хранение при 0 ° C вместо комнатной температуры значительно снижает скорость разрушения LiPo батареи, даже если она хранится не при идеальном напряжении.

Почему LiPo батареи повреждаются при хранении над или под заданным напряжением?

Все эти разговоры о хранении LiPo Аккумуляторы при правильном напряжении напрашиваются вопросы: зачем это нужно? Что происходит внутри LiPo аккумулятора во время его хранения? Что вызывает снижение полной емкости аккумулятора? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется вернуться к основам и понять, что находится внутри LiPo батареи и химический состав батареи.

Все батареи состоят из трех основных компонентов: катода ( положительный вывод), анод (отрицательный вывод) и электролит. Энергия накапливается в батарее за счет химических реакций, происходящих между электролитом и катодом, и анодом. При зарядке аккумулятора ионы выталкиваются в раствор электролита от катода к аноду. Этот процесс просто меняется на противоположный, когда аккумулятор вводится в эксплуатацию.

В то время как старые батареи, такие как никель-кадмиевые (Ni-Cd) и литий-ионные (Li-ion), используют жидкий химический раствор. В качестве электролита в LiPo-батарее используется литий-полимерный электролит. Это гелеобразное вещество может быть сформировано в виде очень тонкого и длинного полупористого слоя, который помогает сохранять литий-полимерные батареи компактными и легкими.

Как и любые другие батареи, литий-полимерные батареи имеют ограниченный срок службы. Это происходит из-за процесса, называемого электролитическим разложением – естественной деградации электролита батареи с течением времени. Растворение или образование отложений на катодных или анодных выводах батареи также приводит к необратимому снижению емкости батареи.

Когда дело доходит до хранения батареи, два виновника приводят к постоянное повреждение: хранение их недозаряженными или перезаряженными. В этих двух случаях возникают разные механизмы:

• Хранение LiPo-батареи около 100% емкости приводит к образованию ограничительного слоя отложений на аноде батареи.
• Глубокая разрядка аккумулятора – или состояние, при котором оно опускается ниже 3,0 В – может произойти как во время использования, так и при длительном хранении. Когда это происходит, существует огромный риск того, что материал анода начнет растворяться в растворе электролита.

Если материал анода начнет растворяться или будет образовываться осадок, процесс в значительной степени необратим. . Это означает, что потерянную емкость, вероятно, не удастся восстановить, даже если вы немедленно переключитесь на более рациональные методы управления батареями.

Роль, которую играет температура

Хотя мы Сосредоточившись на правильном напряжении для хранения LiPo аккумуляторов, было бы плохой услугой, не говоря уже о важности температуры. Как мы видели в таблице выше, хранение LiPo-аккумулятора при низкой температуре оказывает очень положительное влияние на замедление скорости его разрушения.

Это очевидное «сохранение» происходит потому, что процесс электролитическое разложение протекает гораздо медленнее при низких температурах. Если вы можете хранить свои LiPo-батареи при температуре 0 ° C, это было бы идеально. Если нет, то второй лучший вариант – хранить LiPo-батареи в как можно более холодном месте, желательно при температуре ниже 25 ° C.

Другие советы по использованию и хранению LiPo-аккумуляторов

То, что мы здесь писали о том, как работают LiPo батареи и о химическом составе, лежащем в их основе, не является исчерпывающим объяснением технологии аккумуляторов. Однако этого должно быть достаточно, чтобы мы могли принимать более обоснованные решения о том, как мы используем, заряжаем и храним наши LiPo батареи. Помимо хранения их при низких температурах и в диапазоне от 3,6 до 3,8 В, вот еще несколько рекомендаций, которые помогут вам максимально безопасно использовать свои LiPo-батареи.

1. Выбросьте вздутый LiPo аккумулятор

Самый очевидный признак аккумулятора, который подвергся значительному электролитическому ухудшению, – это вздутие или вздутие. Это явление характерно не только для LiPo аккумуляторов. Если у вас старый телефон с литий-ионным аккумулятором, вы могли бы наблюдать то же явление через несколько лет.

Вздутие аккумулятора происходит из-за того, что электролитическое ухудшение приводит к образованию налета. газов, включая углекислый газ, окись углерода и кислород. Опять же, это процесс, который можно остановить, но нельзя полностью избежать, и он необратим. В некоторых случаях аккумулятор может взорваться с выделением токсичного и высококоррозионного раствора электролита. Это может быть проблематично внутри вашего радиоуправляемого автомобиля или дрона, так как это может серьезно повредить любые металлические или электрические компоненты.

Самый большой риск продолжения использования набухшей LiPo батареи связан с легковоспламеняемостью кислорода . Таким образом, существует множество задокументированных случаев, когда аккумуляторы пробивались и сразу загорались и взрывались..

Мы рекомендуем немедленно утилизировать батарею, как только набухание станет очевидным. Его больше не следует использовать и ни при каких обстоятельствах не взимать.

2. Не оставляйте литий-полимерный аккумулятор без присмотра

Есть две веские причины, по которым вы должны обязательно отключать литий-полимерный аккумулятор, как только он полностью зарядится. Первая причина восходит к нашей рекомендации никогда не перезаряжать LiPo аккумулятор, так как это приводит к образованию отложений на анодном выводе аккумулятора. По этой причине вы можете ожидать, что батарея LiPo, которая постоянно перезаряжается, будет иметь быстрое падение емкости.

Вторая причина связана с безопасностью. Чрезмерная зарядка любого аккумулятора приводит к перегреву. Учитывая то, что мы знаем о батареях LiPo, в батарее могут быть карманы кислорода, которые могут легко вызвать возгорание. Клеммы LiPo-аккумулятора также очень тонко разделены слоем полимерного электролита, что ускоряет выделение тепла.

Если вам нужно на длительное время уйти от LiPo-аккумулятора, который заряжается, то лучше на мгновение отключить его.

3. Храните, заряжайте и транспортируйте LiPo-аккумулятор в LiPo-безопасном пакете

Многие вещи делают LiPo батареи намного более опасными по сравнению с другими типами батарей – тонкое разделение между клеммами, гибкий корпус и отсутствие механической прочности среди прочего. По этой причине часто рекомендуется соблюдать более строгие стандарты безопасности при обращении с LiPo-батареями.

Самое минимальное требование – хранить LiPo-батареи в безопасном для LiPo мешке, пока они хранятся, заряжаются и т. Д. или транспортируется. LiPo-безопасные пакеты обычно изготавливаются из стекловолокна, обработанного некоторым огнестойким материалом. Некоторые из них также имеют снаружи алюминиевое покрытие, чтобы избежать перегрева из-за внешних источников. Пакеты, безопасные для LiPo, бесценны, и в Интернете, вероятно, есть сотни свидетельств того, как мешки LiPo, вероятно, спасли их дома от сгорания.

Прежде чем покупать липо-футляр, обратите внимание на независимое тестирование третьей стороной. Они не надежны, и их качество сильно различается. Вы все равно должны следовать всем рекомендациям производителя даже с чехлом, а также использовать надежные аккумуляторы и зарядные устройства. Никогда не оставляйте заряженный аккумулятор без присмотра, не перезаряжайте его и не храните в течение нескольких дней полностью заряженными.

Хотя LiPo-безопасные пакеты не обеспечивают достаточной механической защиты, они могут меньше всего помогает сдержать огонь и избежать побочного ущерба. Если вы путешествуете по воздуху с литий-полимерным аккумулятором, то согласно правилам вашей авиакомпании в отношении ручной клади может потребоваться безопасный для литий-полимерного аккумулятора мешок. Вы можете приобрести пакеты LiPo, предназначенные для хранения отдельных батарей, но вы также можете приобрести сумки большего размера, в которых можно разместить до 20 батарей.. Последний достаточно безопасен для хранения, но мы рекомендуем разделять несколько батарей в отдельные пакеты во время зарядки.

Заключительные мысли

Несмотря на недостатки LiPo-батарей, сомнений в этом нет. что он обладает характеристиками, которые делают его полезным не только для радиоуправляемых машин и дронов, но и для других технологий, движущихся вперед. В частности, области электромобилей и возобновляемых источников энергии находятся в авангарде исследований аккумуляторных технологий. Как и следовало ожидать, литиевые батареи остаются наиболее значительным достижением в этой области, хотя и не в такой форме, как литий-полимерные батареи.

До тех пор, пока литиевые батареи не станут более надежными, лучшее, что мы можем сделать состоит в том, чтобы применять все передовые методы в интересах безопасности. К счастью, методы безопасного использования батарей совпадают с теми, которые предназначены для максимального увеличения срока их службы.