Требования к складированию и хранению АКБ

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) сегодня используются практически во всех сферах: в электротранспорте, системах накопления энергии, складской технике, телекоммуникациях, источниках бесперебойного питания и промышленном оборудовании. Вместе с ростом рынка увеличиваются и требования к безопасному хранению аккумуляторных батарей на складах.

Правильное хранение литий-ионных АКБ позволяет сохранить их ёмкость, продлить срок службы и минимизировать риск возгорания. Нарушение температурного режима, высокой влажности, неправильного уровня заряда или механическое повреждение способны привести к ускоренной деградации элементов, а в отдельных случаях – к термическому разгону и пожару.

В статье рассмотрим основные требования к хранению литиевых аккумуляторов, действующие нормативы, условия складирования и современные решения для обеспечения пожарной безопасности.

 

Почему важно соблюдать правила хранения литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионная батарея – это сложная электрохимическая система, внутри которой процессы продолжаются даже во время хранения. При несоблюдении условий хранения возникают риски как для самой батареи, так и для склада.

Самая серьёзная опасность – термический разгон. Это неконтролируемый процесс быстрого нагрева элемента, при котором температура может достигать 600–1000 °C всего за несколько секунд.

Основные причины:

• перегрев аккумулятора;

• внутреннее короткое замыкание;

• механические повреждения;

• перезаряд или глубокий разряд.

Во время термического разгона выделяются горючие и токсичные газы (HF, CO и другие соединения), поэтому пожар литий-ионных аккумуляторов значительно опаснее обычного возгорания.

При плотном складировании тепло от одной повреждённой батареи может вызвать возгорание соседних аккумуляторов. Такое распространение называют каскадным эффектом, поэтому при хранении АКБ важно соблюдать безопасные расстояния между партиями.

Даже если возгорания не происходит, неправильные условия хранения сокращают срок службы батареи:

• температура выше +30 °C ускоряет старение элементов в несколько раз;

• хранение при 100 % заряда ускоряет деградацию катода;

• глубокий разряд приводит к необратимой потере ёмкости;

• повышенная влажность вызывает коррозию контактов и повреждение системы управления батареей (BMS).

 

Требования к хранению литий-ионных аккумуляторов

Хранение Li-ion аккумуляторов в России регламентируется российскими и международными стандартами.

Основные документы:

Эти документы устанавливают требования к конструкции складов, температурному режиму, системам пожарной безопасности, упаковке и условиям хранения аккумуляторных батарей.

Условия хранения литий-ионных аккумуляторов

Для сохранения ресурса АКБ рекомендуется соблюдать следующие параметры.

Оптимальная температура хранения литиевых аккумуляторов составляет от +15 до +25 °C.

Допустимый диапазон – от +5 до +35 °C, однако длительное хранение при повышенной температуре значительно ускоряет деградацию элементов.

При отрицательных температурах большинство Li-ion аккумуляторов допускается хранить, но заряжать их запрещено из-за риска образования дендритов лития и внутреннего короткого замыкания.

Рекомендуемая относительная влажность воздуха – не более 65–70 %.

Конденсат на корпусах батарей и контактных соединениях недопустим.

Для длительного хранения рекомендуется поддерживать уровень заряда 40–60 % (SOC).

Не рекомендуется хранить аккумуляторы полностью заряженными или глубоко разряженными.

При снижении напряжения ниже допустимого значения батареи необходимо своевременно подзарядить.

    

Требования к складу для хранения АКБ

Помещение для хранения аккумуляторных батарей должно соответствовать требованиям пожарной безопасности и учитывать особенности литий-ионной химии.

Основные требования:

• противопожарные стены и двери (REI 60–90);

• негорючие антистатические полы;

• механическая приточно-вытяжная вентиляция;

• автоматическая пожарная сигнализация;

• системы пожаротушения;

• контроль температуры и влажности;

• хранение повреждённых аккумуляторов отдельно от исправных.

Для крупных объектов с большой энергоёмкостью рекомендуется использовать отдельные пожарные отсеки или специализированные контейнеры.

Системы пожарной безопасности

Пожарная безопасность – ключевой аспект хранения литий-ионных АКБ, требующий комплексного подхода.

Склад оснащается комбинированной системой обнаружения пожара, включающей:

• Дымовые оптические извещатели – для раннего обнаружения тления и начального задымления.

• Тепловые (термомаксимальные и дифференциальные) извещатели – для фиксации аномального роста температуры.

• Газовые датчики – для обнаружения характерных продуктов разложения электролита (фтороводород, монооксид углерода, летучие органические соединения). Именно газовые датчики способны обеспечить самое раннее обнаружение – ещё до появления видимого дыма.

• Линейные тепловые извещатели (термокабель) – прокладываются непосредственно вдоль стеллажей для точной локализации очага перегрева.

Для хранения небольших партий литий-ионных батарей (в условиях лабораторий, сервисных центров, небольших складов) рекомендуется использование сертифицированных противопожарных шкафов. Основные характеристики:

• Огнестойкость корпуса – не менее 90 минут (тип 90).

• Встроенная приточно-вытяжная вентиляция с подключением к общей системе или с автономной фильтрацией.

• Датчики температуры внутри шкафа с выводом сигнала на пульт охраны.

• Самозакрывающиеся двери с термоактивируемым механизмом.

• Поддоны для сбора возможных утечек.

Такие шкафы выпускаются рядом европейских производителей (asecos, Düperthal и другие) и всё чаще появляются на российском рынке.

Для хранения больших объёмов литий-ионных АКБ на открытых площадках или в составе складских комплексов применяются специализированные контейнеры с огнезащитой. Они обеспечивают:

• Локализацию пожара внутри контейнера на время не менее 120 минут.

• Отвод токсичных газов через систему фильтрации.

• Автоматическое пожаротушение внутри контейнера.

• Возможность дистанционного мониторинга температуры и состояния батарей.

LFP-аккумуляторы Advanced Energy безопаснее при хранении

Advanced Energy разрабатывает промышленные системы накопления энергии на базе литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов – одной из самых безопасных разновидностей литий-ионной химии. LFP-ячейки отличаются высокой термической стабильностью, сниженным риском термического разгона и длительным сроком службы.

Безопасность продукции обеспечивается на трёх уровнях:

Уровень ячейки:

- Применение призматических LFP-ячеек с высокими показателями термической стабильности от проверенных производителей.

- Входной контроль качества каждой партии ячеек, включая проверку внутреннего сопротивления, ёмкости и тесты на безопасность.

- Ячейки оснащены встроенными предохранительными клапанами для контролируемого сброса давления при нештатных ситуациях.

Уровень модуля:

- Собственная система управления батареей (BMS), осуществляющая непрерывный мониторинг напряжения, тока и температуры каждой ячейки.

- Многоступенчатая защита: от перезаряда, переразряда, перегрева, короткого замыкания, превышения тока.

- Термоизоляционные барьеры между ячейками и модулями, предотвращающие распространение тепла в случае локальной неисправности.

- Балансировка ячеек в реальном времени для исключения неравномерного заряда.

Уровень системы:

- Противопожарные корпуса, соответствующие требованиям по огнестойкости.

- Интеграция с внешними системами пожарной сигнализации и пожаротушения объекта.

- Система удалённого мониторинга и диагностики, позволяющая оперативно выявлять отклонения параметров и предотвращать развитие аварийных ситуаций задолго до наступления критического порога.

- Применение композитов, содержащих огнетушащий агент, препятствующий появлению открытого пламени.

Благодаря сочетанию безопасной LFP-химии и многоуровневой инженерной защиты аккумуляторные системы Advanced Energy соответствуют современным требованиям к хранению, транспортировке и промышленной эксплуатации.