Cách bảo quản pin

Tìm hiểu về nhiệt độ lưu trữ và điều kiện sạc.

Nhiệt độ bảo quản khuyến nghị cho hầu hết các loại pin là 15°C (59°F); nhiệt độ cực đại cho phép là –40°C đến 50°C (–40°C đến 122°F) đối với hầu hết các hóa chất.

axit chì

Bạn có thể bảo quản ắc quy axit chì kín trong tối đa 2 năm. Vì tất cả các loại pin đều tự phóng điện dần dần theo thời gian nên điều quan trọng là phải kiểm tra điện áp và/hoặc trọng lượng riêng, sau đó tiến hành sạc khi pin giảm xuống mức 70 phần trăm trạng thái sạc, phản ánh 2,07V/pin hở mạch hoặc 12,42V cho gói 12V. (Trọng lượng riêng ở mức sạc 70 phần trăm là khoảng 1,218.) Ắc quy axit chì có thể có số đọc khác nhau và tốt nhất bạn nên kiểm tra hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất. Một số nhà sản xuất pin có thể tiếp tục để axit chì giảm xuống 60 phần trăm trước khi sạc lại. Nhìn thấy BU-903: Cách đo trạng thái sạc .)

Điện tích thấp gây ra quá trình sunfat hóa, một lớp oxy hóa trên tấm âm ngăn cản dòng điện. Sạc đầy và/hoặc chu kỳ có thể khôi phục một số tổn thất công suất trong giai đoạn đầu của quá trình sunfat hóa. (Nhìn thấy BU-804b: Sunfat hóa và cách ngăn chặn nó .)

Quá trình sunfat hóa có thể ngăn cản việc sạc các tế bào axit chì nhỏ được niêm phong, chẳng hạn như Cyclone by Hawker, sau thời gian bảo quản kéo dài. Những loại pin này thường có thể được kích hoạt lại bằng cách đặt điện áp cao. Lúc đầu, điện áp của tế bào khi sạc có thể lên tới 5V và tiêu thụ rất ít dòng điện. Trong vòng 2 giờ hoặc lâu hơn, dòng sạc sẽ chuyển đổi các tinh thể sunfat lớn thành vật liệu hoạt động, điện trở của tế bào giảm xuống và điện áp sạc dần trở lại bình thường. Ở giữa 2,10V và 2,40V, tế bào có thể chấp nhận một khoản phí bình thường. Để tránh hư hỏng, hãy đặt giới hạn hiện tại ở mức rất thấp. Không cố gắng thực hiện dịch vụ này nếu nguồn điện không có giới hạn dòng điện. (Nhìn thấy BU-405: Sạc bằng Nguồn điện .)

dựa trên niken

Bộ nhớ được đề xuất là khoảng 40 phần trăm trạng thái sạc (SoC). Điều này giảm thiểu việc mất dung lượng liên quan đến tuổi tác trong khi vẫn giữ cho pin hoạt động và cho phép tự xả. Pin dựa trên niken có thể được lưu trữ ở trạng thái xả hoàn toàn mà không có tác dụng phụ rõ ràng.

Việc đo SoC bằng điện áp rất khó đối với pin dựa trên niken. Đường cong xả phẳng, kích động sau khi sạc và xả và nhiệt độ ảnh hưởng đến điện áp. Tin tốt là mức sạc để lưu trữ không quan trọng đối với hóa chất này, vì vậy chỉ cần sạc một ít nếu pin đã hết và bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát. Với một số phí, sơn lót nên nhanh hơn nếu được lưu trữ ở trạng thái xả hoàn toàn.

Nickel-metal-hydride có thể được lưu trữ trong 3–5 năm. Việc giảm dung lượng xảy ra trong quá trình lưu trữ có thể đảo ngược một phần bằng mồi. Niken-cadmium lưu trữ tốt. Lực lượng Không quân Hoa Kỳ đã có thể triển khai pin NiCd đã được lưu trữ trong 5 năm với khả năng phục hồi tốt sau khi mồi. Người ta tin rằng mồi trở nên cần thiết nếu điện áp giảm xuống dưới 1V/cell. Pin kiềm và pin lithium sơ cấp có thể được lưu trữ tới 10 năm mà dung lượng chỉ bị hao hụt vừa phải.

dựa trên lithium

Hầu như không có hiện tượng tự phóng điện dưới khoảng 4,0V ở 20C (68F); lưu trữ ở mức 3,7V mang lại tuổi thọ đáng kinh ngạc cho hầu hết các hệ thống Li-ion. Việc tìm ra mức SoC chính xác 40–50 phần trăm để lưu trữ Li-ion không quá quan trọng. Ở mức sạc 40 phần trăm, hầu hết Li-ion có OCV là 3,82V/cell ở nhiệt độ phòng. Để đọc chính xác sau khi sạc hoặc xả, hãy cho pin nghỉ trong 90 phút trước khi đọc. Nếu điều này là không thực tế, hãy vượt quá điện áp xả 50mV hoặc cao hơn 50mV khi sạc. Điều này có nghĩa là xả tới 3,77V/cell hoặc sạc tới 3,87V/cell ở tốc độ C từ 1C trở xuống. Hiệu ứng dây cao su sẽ ổn định điện áp ở khoảng 3,82V. Hình 1 cho thấy điện áp xả điển hình của pin Li-ion.

Hình 1: Điện áp xả như một chức năng của trạng thái sạc . SoC của pin được phản ánh trong OCV. Lithium mangan oxit đọc 3,82V ở 40% SoC (25°C) và khoảng 3,70V ở 30% (yêu cầu vận chuyển). Nhiệt độ và các hoạt động sạc và xả trước đó ảnh hưởng đến việc đọc. Để pin nghỉ 90 phút trước khi đọc.

Li-ion không thể giảm xuống dưới 2V/cell trong bất kỳ khoảng thời gian nào. Các shunt đồng hình thành bên trong các tế bào có thể dẫn đến hiện tượng tự phóng điện tăng cao hoặc chập điện một phần. (Nhìn thấy BU-802b: Tự phóng điện tăng cường .) Nếu được sạc lại, các tế bào có thể trở nên không ổn định, gây ra nhiệt quá mức hoặc hiển thị các bất thường khác. Pin Li-ion đã bị căng thẳng có thể hoạt động bình thường nhưng nhạy cảm hơn với sự lạm dụng cơ học. Người sử dụng phải chịu trách nhiệm về việc xử lý không đúng cách chứ không phải nhà sản xuất pin.

kiềm

Alkaline và các loại pin tiểu khác rất dễ bảo quản. Để có kết quả tốt nhất, hãy giữ các tế bào ở nhiệt độ phòng mát mẻ và ở độ ẩm tương đối khoảng 50 phần trăm. Không đóng băng tế bào kiềm hoặc bất kỳ loại pin nào vì điều này có thể thay đổi cấu trúc phân tử. Một số pin sơ cấp dựa trên lithium cần được chăm sóc đặc biệt như được mô tả trong BU-106a: Lựa chọn Pin Chính .

Mất dung lượng trong quá trình lưu trữ

Lưu trữ gây ra hai dạng tổn thất: Tự phóng điện có thể được nạp lại bằng cách sạc trước khi sử dụng và tổn thất không thể phục hồi làm giảm dung lượng vĩnh viễn. Bảng 2 minh họa dung lượng còn lại của pin dựa trên lithium và niken sau một năm bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau. Li-ion có tổn thất cao hơn nếu được lưu trữ ở mức sạc đầy thay vì ở SoC là 40 phần trăm. (Nhìn thấy BU-808: Cách kéo dài thời lượng pin dựa trên Lithium để nghiên cứu tổn thất dung lượng trong Li-ion.)

Bảng 2 : Ước tính khả năng thu hồi khi lưu trữ một pin cho một năm. Nhiệt độ tăng cao làm tăng tốc độ mất công suất vĩnh viễn. Tùy thuộc vào loại pin, lithium-ion cũng nhạy cảm với mức sạc.

Pin thường tiếp xúc với nhiệt độ không thuận lợi và để điện thoại di động hoặc máy ảnh trên bảng điều khiển của ô tô hoặc dưới trời nắng nóng là những ví dụ như vậy. Máy tính xách tay nóng lên khi sử dụng và điều này làm tăng nhiệt độ của pin. Ngồi sạc đầy trong khi cắm vào nguồn điện sẽ rút ngắn tuổi thọ của pin. Nhiệt độ tăng cao cũng gây căng thẳng cho pin dựa trên chì và niken. (Xem BU-808: Cách kéo dài thời lượng pin dựa trên Lithium .)

Nickel-metal-hydride có thể được lưu trữ trong 3–5 năm. Việc giảm dung lượng xảy ra trong quá trình lưu trữ có thể đảo ngược một phần bằng mồi. Niken-cadmium lưu trữ tốt. Lực lượng Không quân Hoa Kỳ đã có thể triển khai pin NiCd đã được lưu trữ trong 5 năm với khả năng phục hồi tốt sau khi mồi. Người ta tin rằng mồi trở nên cần thiết nếu điện áp giảm xuống dưới 1V/cell. Pin kiềm và pin lithium sơ cấp có thể được lưu trữ tới 10 năm mà dung lượng chỉ bị hao hụt ở mức vừa phải .

Bạn có thể bảo quản ắc quy axit chì kín trong tối đa 2 năm. Vì tất cả các loại pin đều tự phóng điện dần dần theo thời gian nên điều quan trọng là phải kiểm tra điện áp và/hoặc trọng lượng riêng, sau đó tiến hành sạc khi pin giảm xuống mức 70 phần trăm trạng thái sạc, phản ánh 2,07V/pin hở mạch hoặc 12,42V cho gói 12V. (Trọng lượng riêng ở mức sạc 70 phần trăm là khoảng 1,218.) Ắc quy axit chì có thể có số đọc khác nhau và tốt nhất bạn nên kiểm tra hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất. Một số nhà sản xuất pin có thể tiếp tục để axit chì giảm xuống 60 phần trăm trước khi sạc lại. Điện tích thấp gây ra quá trình sunfat hóa, một lớp oxy hóa trên tấm âm ngăn cản dòng điện. Sạc đầy và/hoặc chu kỳ có thể khôi phục một số tổn thất công suất trong giai đoạn đầu của quá trình sunfat hóa. (Nhìn thấy BU-804b: Sunfat hóa và cách ngăn chặn nó .)

Quá trình sunfat hóa có thể ngăn cản việc sạc các tế bào axit chì nhỏ được niêm phong, chẳng hạn như Cyclone by Hawker, sau thời gian bảo quản kéo dài. Những loại pin này thường có thể được kích hoạt lại bằng cách đặt điện áp cao. Lúc đầu, điện áp của tế bào khi sạc có thể lên tới 5V và tiêu thụ rất ít dòng điện. Trong vòng 2 giờ hoặc lâu hơn, dòng sạc sẽ chuyển đổi các tinh thể sunfat lớn thành vật liệu hoạt động, điện trở của tế bào giảm xuống và điện áp sạc dần trở lại bình thường. Ở giữa 2,10V và 2,40V, tế bào có thể chấp nhận một khoản phí bình thường. Để tránh hư hỏng, hãy đặt giới hạn hiện tại ở mức rất thấp. Không cố gắng thực hiện dịch vụ này nếu nguồn điện không có giới hạn dòng điện . (Nhìn thấy BU-405: Sạc bằng Nguồn điện .)

Pin kiềm rất dễ bảo quản. Để có kết quả tốt nhất, hãy giữ các tế bào ở nhiệt độ phòng mát mẻ và ở độ ẩm tương đối khoảng 50 phần trăm. Không đóng băng tế bào kiềm hoặc bất kỳ loại pin nào vì điều này có thể thay đổi cấu trúc phân tử .

tàu bay

Pin Li-ion không chỉ sống lâu hơn khi được sạc một phần; chúng cũng ít biến động hơn trong quá trình vận chuyển nếu có bất thường xảy ra. Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA) và FAA yêu cầu tất cả các gói Li-ion có thể tháo rời được vận chuyển với mức phí 30%. (Thông tin thêm về BU-704a: Vận chuyển Pin Lithium bằng Đường hàng không .) SoC có thể được ước tính bằng cách đo điện áp mạch hở của pin được nghỉ. (Xem thêm BU-903: Cách đo trạng thái sạc .)

SoC liên quan đến điện áp có thể không chính xác vì đường cong điện áp của Li-ion trong khoảng từ 20% đến 100% điện tích là phẳng, như Hình 1 minh họa. Nhiệt độ cũng đóng một vai trò, các vật liệu hoạt động được sử dụng trong tế bào cũng vậy. Các nhà chức trách hàng không dường như ít quan tâm đến 30% SoC chính xác nhưng tầm quan trọng của việc vận chuyển Li-ion dưới 50% SoC. Những nghi ngờ lớn hơn là việc dán nhãn sai bằng cách chuyển Li-ion thành một hóa chất dựa trên niken lành tính.

Để đưa Li-ion lên 30% SoC, hãy xả pin trong thiết bị có đồng hồ đo nhiên liệu và ngừng xả ở mức sạc 30%. Các Hệ thống quản lý pin nhúng (BMS) thực hiện khá tốt công việc cung cấp thông tin SoC nhưng các phép đo hiếm khi chính xác. Việc xả hết pin đến mức “Low Batt” có thể chấp nhận được miễn là pin được sạc tại điểm đến. Giữ Li-ion ở trạng thái phóng điện trong vài tháng có thể khiến gói chuyển sang chế độ ngủ. (Nhìn thấy BU-808a: Cách đánh thức Li-ion đang ngủ .)

Bộ sạc hiện đại có chương trình “AirShip” chuẩn bị gói Li-ion để vận chuyển bằng đường hàng không bằng cách xả hoặc sạc pin tới 30% SoC theo lệnh. Các phương pháp điển hình là xả toàn bộ với lần sạc lại tiếp theo đến 30% bằng cách sử dụng bộ đếm coulomb hoặc bộ lọc Kalman tiên tiến. Pin Li-ion tích hợp trong thiết bị có yêu cầu SoC ít nghiêm ngặt hơn so với pin rời.

Hướng Dẫn Đơn Giản Để Bảo Quản Pin

• Pin tiểu dự trữ tốt. Pin kiềm và pin lithium sơ cấp có thể được lưu trữ trong 10 năm với khả năng suy hao vừa phải.
• Khi cất giữ, hãy tháo pin ra khỏi thiết bị và đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát.
• Tránh đóng băng. Pin đóng băng dễ dàng hơn nếu được giữ ở trạng thái xả.
• Sạc axit chì trước khi lưu trữ và thường xuyên theo dõi điện áp hoặc trọng lượng riêng; áp dụng một khoản phí nếu dưới 2,07V/cell hoặc nếu SG dưới 1,225 (hầu hết các pin khởi động).
• Pin dựa trên niken có thể được lưu trữ trong 3–5 năm, ngay cả ở điện áp bằng không; thủ trước khi sử dụng.
• Lithium-ion phải được lưu trữ ở trạng thái tích điện, lý tưởng là ở mức 40 phần trăm. Điều này ngăn pin giảm xuống dưới 2,50V/cell, kích hoạt chế độ ngủ.
• Loại bỏ Li-ion nếu giữ dưới 2,00/V/cell trong hơn một tuần. Cũng loại bỏ nếu điện áp không phục hồi bình thường sau khi lưu trữ.