LiFePO4 зимой: как влияет температура на заряд и отдачу, что предусмотреть

Самыми безопасными принято считать аккумуляторы литий-железо-фосфатные. В отличие от литий-полимерных и литий-ионных, LiFePO4 зимой не взрываются, но, при неправильной эксплуатации могут возгореться и создать пожар. Поэтому требуют эксплуатации в пределах одобренной температуры. Батарея LiFePO4, ее рабочая температура и особенности поведения зимой. Доказано, что перегрев, как и переохлаждение, приводят к возгоранию. Даже пассивное хранение, как и эксплуатация при низкой температуре, способствует снижению ресурса, уменьшению емкости и количества циклов разряда-заряда. Вывод: при низкой температуре аккумуляторы прослужат меньше, нежели заявлено производителем. В LiFePO4 температура эксплуатации при снижении провоцирует в ячейках рост дендритов, являющихся образованиями, которые во все стороны расходятся лучами. Процесс принято называть литированием. На холоде дендритов становится больше, и они прокалывают диэлектрик, служащий защитой для смешивания слоя фосфора, лития и железа. При нарушенном изолировании происходит короткое замыкание, а за ним - критический перегрев. Согласно химии, фосфор и литий быстро воспламеняются, пламя распространяется дальше.

Отдача энергии LiFePO4 зимой и изменение доступной емкости

Аккумуляторы не подлежат эксплуатации после переохлаждения или перегрева. На этикетке прибора приведена инструкция по эксплуатации LiFepo4: рабочая температура, условия микроклимата. Температурные ограничения BMS при зарядке и разряде:

• рекомендуемая температура хранения - 15-25 градусов, а допустимая -10-50 – другие параметры негативно скажутся на устройстве даже в его нерабочем состоянии;
• LiFePO4 температура разряда – -20-60 градусов, другие характеристики приведут к снижению емкости на 30-50%;
• температура заряда – 0-50 градусов, при других показателях повысится риск возгорания, уменьшится ресурс или произойдет необратимое повреждение ячеек.

Почему зарядка LiFePO4 зимой при морозе опасна для ресурса, доказано на практике. При низких показателях на аноде образовывается литий. Ионы вещества не успевают выстроиться в определенную структуру и резко снижают емкость ячеек. Вязкость электролита при очень низкой температуре увеличивается, повышает внутреннее сопротивление, замедляет движение ионов, зарядка не дает ожидаемого результата. Температура зарядки LiFePO4 не должна быть ниже 0 градусов. Замерзшее устройство стоит предварительно прогреть до оптимальных показателей и тогда подключать источник питания.

Инженерные решения для эксплуатации LiFePO4 зимой

Современный датчик BMS в LiFePO4 зимой автоматически блокирует зарядку и предупреждает повреждение. Он анализирует различные показатели в работе ячеек. Производители закладывают в датчик алгоритмы, которые блокируют работу при показателях, близких к минимальным, что повышает безопасность и продолжительность эксплуатации. Пользователям важно знать, что предусмотреть при установке LiFePO4 в неотапливаемых условиях, а также как выбрать гибридный инвертор: вход PV, мощность, токи заряда и приоритеты. Специалисты рекомендуют правильно утеплить аккумулятор для поднятия до нужного уровня температуры или даже подогреть.

Практические рекомендации для использования LiFePO4 в климате Украины

Во всех регионах и при любом климате при грамотном выборе и монтаже солнечные панели работают и в зимнее время. Это объясняет популярность специальных аккумуляторов, применяющихся при морозной температуре. В LiFePO4 температура эксплуатации повысится, если утепление будет соответствовать нормам безопасности:

• конструкция должна легко разбираться – это пригодится при пожаре и в летний период, чтобы избежать перегрева;
• не использовать легковоспламеняющиеся материалы – они и без возгорания провоцируют пожар.

При подключении инвертора важно подключить и датчик температуры для удаленного мониторинга. Как это грамотно сделать, готовы подсказать специалисты компании Своя Энергия.