Найбезпечнішими прийнято вважати акумулятори літій-залізо-фосфатні. На відміну від літій-полімерних та літій-іонних, LiFePO4 взимку не вибухають, але при неправильній експлуатації можуть загорітися і спричинити пожежу. Тому вони потребують експлуатації в межах схваленої температури. Батарея LiFePO4, її робоча температура та особливості поведінки взимку. Доведено, що перегрів, як і переохолодження, призводять до займання. Навіть пасивне зберігання, як і експлуатація при низькій температурі, сприяє зниженню ресурсу, зменшенню ємності та кількості циклів розряду-заряду. Висновок: при низькій температурі акумулятори прослужать менше, ніж заявлено виробником. У LiFePO4 температура експлуатації при зниженні провокує в комірках ріст дендритів, що є утвореннями, які розходяться променями в усі боки. Процес прийнято називати літіюванням. На холоді дендритів стає більше, і вони проколюють діелектрик, що служить захистом від змішування шару фосфору, літію та заліза. При порушенні ізоляції відбувається коротке замикання, а за ним — критичний перегрів. Згідно з хімією, фосфор і літій швидко запалюються, полум’я поширюється далі.
Віддача енергії LiFePO4 взимку та зміна доступної ємності
Акумулятори не підлягають експлуатації після переохолодження або перегріву. На етикетці приладу наведено інструкцію з експлуатації LiFePO4: робоча температура, умови мікроклімату. Температурні обмеження BMS при зарядці та розряді:
- рекомендована температура зберігання — 15–25 градусів, а допустима — -10–50 — інші параметри негативно позначаться на пристрої навіть у його неробочому стані;
- LiFePO4 температура розряду — -20–60 градусів, інші характеристики призведуть до зниження ємності на 30–50%;
- температура заряду — 0–50 градусів, при інших показниках підвищиться ризик займання, зменшиться ресурс або станеться незворотне пошкодження комірок.
Чому зарядка LiFePO4 взимку при морозі небезпечна для ресурсу, доведено на практиці. При низьких показниках на аноді утворюється літій. Іони речовини не встигають вишикуватися в певну структуру і різко знижують ємність комірок. В’язкість електроліту при дуже низькій температурі збільшується, підвищує внутрішній опір, уповільнює рух іонів, зарядка не дає очікуваного результату. Температура зарядки LiFePO4 не повинна бути нижчою за 0 градусів. Замерзлий пристрій варто попередньо прогріти до оптимальних показників і тоді підключати джерело живлення.
Інженерні рішення для експлуатації LiFePO4 взимку
Сучасний датчик BMS у LiFePO4 взимку автоматично блокує зарядку та попереджає пошкодження. Він аналізує різні показники в роботі комірок. Виробники закладають у датчик алгоритми, які блокують роботу при показниках, близьких к мінімальним, що підвищує безпеку та тривалість експлуатації. Користувачам важливо знати, що передбачити при встановленні LiFePO4 в неопалюваних умовах, а також як вибрати гібридний інвертор: вхід PV, потужність, струми заряду та пріоритети. Фахівці рекомендують правильно утеплити акумулятор для підняття температури до потрібного рівня або навіть підігріти.
Практичні рекомендації для використання LiFePO4 в кліматі України
У всіх регіонах і при будь-якому кліматі за умови грамотного вибору та монтажу сонячні панелі працюють і в зимовий час. Це пояснює популярність спеціальних акумуляторів, що застосовуються при морозній температурі. У LiFePO4 температура експлуатації підвищиться, якщо утеплення відповідатиме нормам безпеки:
- конструкція повинна легко розбиратися — це стане в пригоді при пожежі та в літній період, щоб уникнути перегріву;
- не використовувати легкозаймисті матеріали — вони і без займання провокують пожежу.
При підключенні інвертора важливо під’єднати і датчик температури для віддаленого моніторингу. Як це грамотно зробити, готові підказати фахівці компанії Своя Енергія.
