Proč se baterie přehřívají a jak tomu předejít?

Přehřátí baterie je důležitý problém, který může nastat během jejího používání, zejména při vysokém výstupním výkonu nebo dlouhodobém používání. Přehřátí může nejen způsobit snížení výkonu baterie, ale také představovat bezpečnostní rizika, jako je požár nebo výbuch. Proto je pochopení příčin, symptomů a metod prevence přehřátí baterie zásadní pro...prodloužení životnosti bateriea zlepšení bezpečnosti.

Co je přehřátí baterie?

Přehřátí baterie označuje stav, kdy provozní teplota baterie překročí svůj navržený bezpečný rozsah. Každá baterie má optimální rozsah provozní teploty a když teplota tento rozsah překročí, chemické reakce uvnitř baterie se mohou stát nestabilními, což vede ke snížení výkonu a dokonce i k potenciálnímu nebezpečí.

Důsledky přehřátí baterie

Důsledky přehřátí baterie mohou zahrnovat:

• Zhoršení výkonuPřehřátí urychluje stárnutí baterie, snižuje její efektivní kapacitu a zkracuje dobu chodu baterie.
• Tepelný únik (TR)Vysoké teploty mohou v baterii způsobit tepelný únik, což vede k rychlému nárůstu teploty, zvětšení a dokonce i k požárům nebo výbuchům.
• Poškození baterieDlouhodobé přehřívání může poškodit vnitřní chemické složení baterie a způsobit únik nebodeformace baterie.

Příčiny přehřátí baterie

Příčiny přehřátí baterie se mohou lišit, včetně:

1. Rychlé nabíjení nebo přebíjeníRychlé nabíjení generuje v baterii vysoké proudy, což vede k nadměrnému zahřívání. Pokud nabíjecí proud překročí kapacitu baterie, teplota baterie prudce stoupá.
2. Špatná kvalita nebo poškozená baterieStarší nebo nekvalitní baterie mají zvýšený vnitřní odpor, což vede k akumulaci tepla a přehřívání.
3. Vysoká venkovní teplota: V horkém prostředí je schopnost baterie odvádět teplo snížena, což zvyšuje pravděpodobnost přehřátí.
4. Nesprávné použití nebo nadměrné vybíjeníBaterie se mohou při nadměrném vybití přehřát, zejména při trvalém vysokém zatížení.
5. Porucha systému správy baterií (BMS)Porucha systému správy baterie může zabránit správnému monitorování teploty a proudu, což vede k přehřátí.

Příznaky přehřátí baterie

Mezi běžné příznaky přehřátí baterie patří:

Deformace nebo otok:

Přehřátí zvyšuje vnitřní tlak, což může způsobit zvětšení nebo deformaci pouzdra baterie.

Zápach nebo kouř:

Přehřáté baterie mohou vydávat zápach nebo kouř, což signalizuje nadměrné vnitřní reakce.

Abnormálně vysoká teplota:

Teplota povrchu baterie bude výrazně vyšší než její normální provozní teplota.

Snížená účinnost nabíjení nebo vybíjení:

Přehřátí může snížit výkon baterie, což vede k pomalejší rychlosti nabíjení a snížené vybíjecí kapacitě.

Jak zabránit přehřátí baterie

1. Použijte vhodnou nabíječku: Používejte nabíječku vhodnou pro danou baterii, abyste zabránili rychlému nabíjení. Ujistěte se, že výstupní napětí a proud nabíječky odpovídají specifikacím baterie.
2. Vyhněte se přebíjeníVčas ukončete nabíjení a vyhněte se nabíjení baterie nad maximální napětí.
3. Udržujte vhodnou provozní teplotu: Ujistěte se, že baterie pracuje v ideálním teplotním rozsahu, a vyhněte se používání v prostředí s vysokými teplotami, zejména v extrémním horku.
4. Používejte systém správy baterií (BMS)Systém BMS pomáhá monitorovat procesy nabíjení a vybíjení, zajišťuje, aby baterie fungovala v rámci bezpečných parametrů a zabraňuje přehřátí.
5. Pravidelně kontrolujte stav bateriePravidelně kontrolujte vzhled a výkon baterie, abyste mohli identifikovat a včas vyměnit stárnoucí nebo poškozené baterie.
6. Zajistěte dobré větráníUjistěte se, že zařízení, ve kterém je baterie umístěna, má dostatečný prostor pro odvod tepla, aby se zabránilo přehřátí.

Jak zvládnout přehřátí baterie

Pokud se baterie přehřeje, je třeba provést následující kroky:

1. Odpojte napájení: Pokud se baterie během nabíjení nebo používání přehřeje, okamžitě ji přestaňte používat a odpojte zdroj napájení.
2. Ochlaďte bateriiUmístěte baterii na stinné a větrané místo a vyhněte se vystavení vysokým teplotám.
3. Zkontrolujte bateriiZkontrolujte, zda není baterie poškozená, nafouklá nebo netěsná. Pokud je baterie poškozená, bezpečně ji zlikvidujte.
4. Vyhněte se kontaktu: Pokud je baterie silně přehřátá nebo kouří, vyhněte se přímému kontaktu a uchovávejte baterii mimo hořlavé materiály.

Které baterie se s větší pravděpodobností přehřívají?

Různé typy baterií mají různou citlivost na přehřátí. Obecně platí,

18650 válcové baterie NCM a LCO:

Tyto baterie jsou náchylnější k přehřívání kvůli použití chemických složek nikl-kobalt-mangan (NCM) a lithium-kobalt-oxid (LCO), zejména při vysokém výkonu nebo v prostředí s vysokými teplotami.

LFP (lithium-železitý fosfát) baterie:

Baterie LFPmají lepší tepelnou stabilitu a pravděpodobnost přehřátí je nižší než u baterií NCM a LCO.

Velkoformátové prizmatické baterie (např. ty, které se používají v bateriových sadách elektromobilů) mohou být také náchylnější k přehřívání, zejména bez řádných chladicích systémů.

Proč se nepoužívané baterie zahřívají?

I když se baterie nepoužívá, mohou v ní probíhat vnitřní chemické reakce, které mohou vést k akumulaci tepla. Konkrétně pokud jsou baterie skladovány po dlouhou dobu, nejsou plně nabité nebo vybité, nebo jsou skladovány v horkém prostředí, může vnitřní odpor způsobit zvýšení teploty.

Může přehřátí baterie vést k tepelnému úniku (TR)?

Ano, pokud se přehřátí neprodleně nezastaví, může vést k tepelnému úniku (TR). Jedná se o extrémně nebezpečný proces, při kterém se zintenzivňují vnitřní chemické reakce, což způsobuje rychlý nárůst teploty, což může vést k požáru nebo výbuchu.

Ovlivňují baterie různých velikostí odvod tepla?

Objem ovlivňuje přenos teploty. Například když používáme troubu nebo mikrovlnnou troubu k ohřevu různých objemů potravin po stejnou dobu, bude středová teplota většího množství potravin nižší. Podobně se teplo generované vnitřní chemickou reakcí baterie přenáší zevnitř ven a baterie s různým objemem budou fungovat odlišně. V Jin Liuově...studie vztahu mezi velikostí válcové baterie a tepelným výkonem, bylo zjištěno, že buňky s větším poměrem průměru k výšce (D/H) vykazovaly nižší teploty a nižší teplotní gradienty.

Závěr

Přehřívání baterií je problém, který je třeba brát vážně, zejména u zařízení s vysokým výkonem a elektrických vozidel. Pochopení příčin a příznaků přehřívání baterií a přijetí vhodných preventivních opatření může účinně prodloužit jejich životnost a zlepšit bezpečnost. Správné nabíjení, skladování, správné prostředí pro používání a včasná kontrola a údržba jsou klíčem k zabránění přehřátí baterií.