Меню

Оптимальная температура для эксплуатации аккумулятора

Ёмкость и срок службы аккумуляторов в зависимости от температуры

Место монтажа АКБ должно быть оптимально по температуре для максимальной ёмкости и срока службы.

Рабочий диапазон температуры окружающей среды большинства инверторов и ИБП находится в границах от 0 до 40°С и такие условия обеспечить, как правило, не составляет труда. Совсем иная ситуация в отношении аккумуляторных батарей. Давайте обратимся к документации.

Рабочий диапазон температур большинства AGM аккумуляторов:

  • Разряд: от -20°С до +60°С
  • Заряд: от 0°С до +60°С
  • Хранение: от -20°С до +60°С

С первого знакомства с этими данными может показаться, что никаких проблем с эксплуатацией нет, но обратим внимание на график падения ёмкости при снижения температуры:

Ёмкость при различных температурах

Ёмкость при различных температурах

Из графика видно, что при 10-ти часовом разряде номинальная ёмкость достигается при температуре 20-25°С. Снижение температуры приводит к потере ёмкости: при 0°С мы имеем порядка 85% ёмкости (тормозится химическая реакция). Повышение температуры ведет к увеличению ёмкости + 40°С – 105%.

Однако следует иметь ввиду, что с ростом температуры падает срок жизни АКБ из-за ускорения процессов сульфатации свинцовых пластин.

Срок службы АКБ в зависимости от темпераутры

Срок службы АКБ в зависимости от температуры

При температуре окружающей среды в 30°С срок жизни падает на 30%. И далее, мы наблюдаем линейное падение срока службы с повышением температуры.

Таким образом, выбирая помещение для размещения аккумуляторного банка следует уделить особое внимание температурным режимам.

Источник

Оптимальная температура для эксплуатации аккумулятора

Как влияет температура на аккумулятор?

Нормальная температура аккумулятора - это вариант температуры наилучшего режима работы аккумулятора.

Литиевые аккумуляторы при низкой температуре теряют ёмкость, а при высокой быстрее изнашиваются. Как избежать неприятностей, связанных с экстремальными температурами для аккумулятора?

Наверняка каждый сталкивался с эффектом падения ёмкости аккумулятора в холодную погоду — при минусовых температурах полного заряда аккумулятора может не хватить даже на 1 звонок. Куда исчезает ёмкость? Разве электричество может замерзнуть? Ведь линии электропередач не замерзают? Не замерзают и гирлянды на городской ёлке даже при очень сильном морозе.

Ответ на этот вопрос простой: электрический ток в проводниках создается потоком электронов. Электроны направленно перемещаются по кристаллической решетке металлов под действием напряжения причем чем ниже температура, тем ниже сопротивление. При сверхнизких температурах наблюдается даже явление сверхпроводимости. Ток в аккумуляторах создается потоком ионов, размер которых сравним с размером молекул электродных материалов и электролита. При этом, если электрическое поле распространяется со скоростью света, то электроны дрейфуют со скоростью 1-3 мм в секунду, ионы еще медленнее «плывут» в электролите. При отрицательной температуре вязкость электролита увеличивается, что не только замедляет скорость движения ионов, но даже приводит к тому, что часть ионов так и не доплывает с одного электрода до другого, «замерзая» по дороге. Характерно, что при повышении температуры потерянный заряд восстанавливается.

При повышении температуры уменьшают­ся вязкость растворителя и толщина сольватных оболочек ионов, а также снижается межионное взаимодействие. Все это приводит к уве­личению подвижности ионов.

Нормальная температура

Высокая температура

Внимание:

Разрядные характеристики аккумулятора при различных температурах.Низкая температура

Также не получится эффективно зарядить аккумулятор при отрицательной температуре. Батарея не воспримет заряд и даже после продолжительного процесса заряда остается незаряженной. Использование внешних аккумуляторов на морозе тоже не решит проблему. Power bank сам быстро разрядится, не зарядив штатный аккумулятор вашего гаджета.

Внимание:

Часто задаваемые вопросы:

Как влияет температура на аккумулятор?

  • Температура работы аккумулятора в наилучшем режиме 20±5oC.
  • В иных интервалах ухудшаются характеристики аккумулятора.
  • Важно не допускать режимов небезопасных для работы аккумулятора.

Аккумулятор греется при заряде.

  • Аккумулятор может нагреваться от самого мобильного устройства, если в процессе заряда происходит интенсивное потребление энергии. Например, просмотр видео файлов. Необходимо прекратить использование устройства и понаблюдать за изменением температуры.
  • Аккумулятор может нагреваться при быстром заряде мощным зарядным устройством с зарядным током более 100% ёмкости аккумулятора. Необходимо использовать стандартное зарядное устройство с зарядными токами от 50% до 100% ёмкости аккумулятора.
  • Если при заряде стандартным зарядным устройством температура аккумулятора больше 60оС (обжигает руку), то это признак внутреннего дефекта. Нужно прекратить использование аккумулятора и заменить его на новый.
Читайте также:  Какая должна быть разрядка аккумулятора

Аккумулятор греется во время разговора.

  • Исправный аккумулятор практически не нагревается в режиме разговора. Могут нагреваться электронные компоненты телефона, так как во время использования устройства происходит сильное потребление электроэнергии, особенно в нагруженных режимах.
  • Для понижения сопротивления контактов аккумуляторов и телефона рекомендуется иногда очищать их спиртом.
  • Если корпус телефона разогревается более 60оС(обжигает руку), необходимо обратиться в сервисный центр и проверить потребление тока.

Источник

Допустимые диапазоны температур при заряде и разряде литий-ионных аккумуляторов

По многочисленным просьбам в дополнение к пункту 5 нашей статьи 5 практических советов по эксплуатации литий ионных аккумуляторов мы решили написать более детально о допустимых диапазонах заряда и разряда литий-ионных аккумуляторов.

Аккумуляторные батареи могут работать в достаточно широком диапазоне температур, но есть экстремумы, о которых стоит помнить все время, особенно в странах с часто меняющимся климатом и множеством часовых поясов, как, например, Россия.

Литий-ионные аккумуляторы достаточно хорошо заряжаются при низких плюсовых температурах, а также, могут быть поставлены на быстрый заряд (устройства быстрого заряда используются для заряда EV*) при диапазоне температур от 5 до 45°C. Процессы заряда и разряда хорошо протекают при высоких допустимых температурах (до 45°C), но при этом уменьшается срок жизни аккумулятора.

При температуре ниже 5°C ток зарядки необходимо понизить. Заряд недопустим при температуре ниже 0°C — при зарядке ниже 0 внешних изменений не наблюдается, но химические процессы необходимые для корректной работы аккумулятора будут нарушены, что может привести к перманентному повреждению аккумулятора.

Мы сделали визуальную шпаргалку для пользователей смартфонов с рекомендуемыми температурными диапазонами разряда и заряда при эксплуатации портативной техники, работающей на литий-ионных аккумуляторах.
image

Источник



При какой температуре работают литиевые аккумуляторы?

Допустимая температура эксплуатации Li-Ion аккумуляторов – от -20 до +50 °С (у некоторых моделей – от -40 °С). Но работа в пограничных режимах – как по температуре, так и по напряжению – негативно сказывается на способности аккумулятора запасать энергию. При эксплуатации в пограничных режимах ощутимо снижается рабочая емкость АКБ и ее ресурс. Чтобы продлить эксплуатационный ресурс литий-ионной батареи и избежать сокращения времени ее работы без подзарядки, необходимо придерживаться температурного режима, максимально комфортного для АКБ.

Лучшая температура работы Li-Ion аккумуляторов – около +20 °С. Хранить такие накопители рекомендуется в прохладных условиях – от 0 до 10 °С. Оптимальный уровень заряда для длительного хранения литий-ионных АКБ – 30–50%. Если отправить на хранение полностью заряженный аккумулятор, со временем его емкость значительно уменьшится. Если же накопитель будет храниться в глубоко разряженном состоянии, восстановить его вряд ли удастся.

Рекомендуемая температура работы литий ионного аккумулятора

Злейшие враги Li-Ion батарей – перегрев и переохлаждение. Нельзя оставлять такие устройства под воздействием прямых солнечных лучей и поблизости с источниками тепла. Вредны для литиевых накопителей и отрицательные температуры – они снижают отдаваемую энергию. Если сравнить запас отдаваемой энергии при +20 °С и других температурах, то:

  • при падении температуры до +4 °С объем отдаваемой энергии снижается на 5–7%;
  • при последующем снижении температуры ниже 0 °С – теряются 40–50% емкости, и преждевременно исчерпывается ресурс батареи.
Читайте также:  Расшифровать год производства аккумулятора

Заряжать литиевые АКБ рекомендуется при температурах от +5 до +20 °C. Важно соблюдение температурного режима и при хранении Li-Ion аккумуляторов. Примерные потери емкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении АКБ приведены в таблице:

Потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда

Потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом

Источник

Эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при отрицательных температурах

Условия эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей будь то в составе резервных источников питания, применяемых в системах автоматики и телемеханики на видах транспорта, телекоммуникационного оборудования и оборудования связи, охранных и пожарных систем безопасности и других устройств предусматривают различное их размещение и монтаж непосредственно на самих объектах эксплуатации. Если свинцово-кислотные аккумуляторные батареи расположены внутри помещений в специально оборудованных аккумуляторных комнатах с системами отопления, вентиляции и кондиционирования, то условия их работы, как правило, мало чем отличаются от тех, которые предписаны заводом-изготовителем. Условия эксплуатации батарей в наружных шкафах, где практически нет разницы с температурой внешней среды, заслуживают отдельного внимания. В этом случае не всегда выполняются требования к режиму заряда аккумуляторов, они часто эксплуатируются при низких и даже отрицательных температурах. Это, в свою очередь, ограничивает не только доступную разрядную емкость аккумуляторных батарей, но и зачастую ведет к постоянному недозаряду последних.

Все технические характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов, включая проектируемый срок службы, определены для эталонной температуры 20° (как правило, для европейских производителей) или 25°С (преимущественно для производителей Юго-Востока Азии) в зависимости от серии батарей и производителей. Поддерживать эту температуру в течение всего срока службы очень сложно, поэтому рекомендуемая температура эксплуатации без использования поправочного температурного коэффициента варьируется в пределах 10-30°С. Для многих типов аккумуляторов в этом диапазоне не требуется регулирование напряжения заряда с применением температурного коэффициента.

Зависимость емкости аккумулятора от температуры

Как уже отмечалось выше, условия работы батареи в наружных шкафах существенно отличаются от рекомендуемых производителем. В зимний период в зависимости от региона температура в них может опускаться ниже -50°С. Поэтому при этих условиях заряд аккумуляторных батарей, как правило, производят повышенным напряжением из расчета на 0,003 В/°С, отличной от рекомендованной заводом-изготовителем.

При эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов при пониженной температуре ограничивается их допустимая разрядная емкость.Для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей герметизированного исполнения («AGM» и «GEL») примерные данные зависимости емкости в процентном соотношении от температуры окружающей среды представлены в таблице.

Примерный график зависимости отдаваемой емкости (Сразр.) в процентном соотношении к номинальной емкости от температуры (°С) представлен на Рис. 1. Если исходить из того, что 100% емкость батареи соответствует температуре 25°С, то из графика видно, что с понижением температуры отличной от 25°С отдаваемая емкость аккумуляторных батарей падает, а с повышением, наоборот, возрастает.

Такое поведение свинцово-кислотного аккумулятора объясняется обратной зависимостью его внутреннего сопротивления от температуры. Величина сопротивления возрастает, прежде всего, за счет ухудшения проводимости электролита, а также по мере разряда аккумулятора. Это связано с тем, что при отрицательных температурах снижается скорость диффузии ионов электролита (и его концентрации в порах активной массы), проводимость самой активной массы и сепаратора. При этом уменьшается электропроводность в целом.С увеличением внутреннего сопротивления усиливается поляризация и создаются условия для образования мелкокристаллических плотных осадков сульфата свинца, вызывающих пассивирование отрицательного электрода.

Если вспомнить Закон Ома для полной цепи (I= ε/R+r), который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи, то видно, что чем выше внутреннее сопротивление (особенно электролита), а оно повышается с понижением температуры, тем меньше отдаваемый аккумуляторной батареей ток, а соответственно и емкость самой батареи.

Читайте также:  Видео инструкция по изготовлению

Динамика снижения напряжения аккумулятора при разряде зависит от изменения ЭДС элемента, динамики роста его внутреннего сопротивления, а также величины тока разряда. Иными словами, чем ниже температура аккумулятора и больше ток разряда, тем быстрее упадет напряжение на его выводах и, соответственно, меньше окажется снятая емкость. Возникает эффект так называемой «кажущейся» потери емкости, когда запас непрореагировавших активных веществ еще достаточен, а разряд приходится прекращать из-за недопустимого снижения напряжения на выводах батареи.

Точка замерзания электролита

С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его проникновение в поры глубоких слоев активной массы пластин. При этом поверхностные слои активной массы быстрее преобразуются в PbS04 и кристаллы PbS04 закрывают поры активной массы, а поэтому химическая энергия, запасенная в глубоких слоях активной массы пластин, полностью не используется и разрядная емкость батареи понижается. При понижении температуры электролита ниже +25 °С емкость аккумуляторной батареи при ее разряде силой тока, соответствующей 0,05Сном., уменьшается на 1% на каждый градус понижения температуры, а при большей силе разрядного тока — на большую величину.

Более того, работа аккумуляторной батареи при низких отрицательных температурах связана с опасностью замерзания электролита. Электролит свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой водный раствор серной кислоты и непосредственно участвует в токообразующих реакциях. Из-за того, что при разряде расходуются молекулы серной кислоты и образуются молекулы воды, плотность электролита постепенно снижается.

Оценивая работоспособность аккумулятора при отрицательных температурах, необходимо учитывать не только номинальную (начальную) плотность его электролита, но и плотность в конце разряда при снятии расчетной емкости.

Начальная плотность электролита полностью заряженного аккумулятора зависит от его конструкции и технологии производства. Например, аккумуляторы со свободным электролитом в зависимости от модели могут иметь номинальную начальную плотность: 1,22; 1,24; 1,26 кг/л. Температуры замерзания электролита этих полностью заряженных батарей составляют: -32; -42 и -54°С, то есть аккумулятор с электролитом плотностью 1,24 кг/л нельзя разряжать при температуре ниже -40°С

-45°С из-за угрозы его замерзания. Поэтому эксплуатация батареи при температуре ниже точки замерзания электролита полностью заряженного аккумулятора недопустима.

Область замерзания электролита примерно одинакова для всех типов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Усредненный график зависимости температуры замерзания электролита от плотности электролита представлен на рис. 2.

Кроме этого, в зависимости от температуры следует ограничивать глубину ее разряда. Чем ниже температура эксплуатации, тем меньше допустимая глубина разряда. Поэтому при отрицательной температуре приходится использовать аккумуляторы с повышенной номинальной емкостью.

Таким образом, если предполагается эксплуатировать свинцово-кислотные аккумуляторы при пониженной температуре, то при расчете и выборе батареи необходимо предусмотреть запас по емкости.

Ограничение отбора емкости батареи при отрицательной температуре — это принудительная остановка разряда или снятие с аккумуляторов определенного количества электричества. Более экономичное и технологичное решение — использование подогреваемых батарейных шкафов, особенно в регионах с холодным климатом. В идеальных условиях температура в них не должна опускаться ниже 5°С. Это предотвратило бы опасность замерзания электролита и ограничило коэффициент запаса номинальной емкости относительно разрядной. Но даже поддержание температуры в шкафу в пределах оптимальной существенно облегчит выбор батареи и сделает ее работу более предсказуемой.

Отправить заявку

Оставьте свои контактные данные, и наши специалисты свяжутся с вами, для консультации или оформления заказа

Источник