Lithium-Ionenbatterien sollten nicht voll aufgeladen gelagert werden. Der Hauptgrund dafür ist, dass das Innere der Batterie im voll geladenen Zustand einer ständigen Hochspannungsbelastung ausgesetzt ist. Diese Belastung führt zu irreversiblen Schäden an den Elektrodenmaterialien und dem Elektrolyten, was letztendlich die Lebensdauer der Batterie drastisch verkürzt und möglicherweise latente Sicherheitsrisiken mit sich bringt.
Bei voller Ladung deinterkalieren zahlreiche Lithiumatome von der positiven Elektrode und wandern zur negativen Elektrode. Dadurch verbleibt das Material der positiven Elektrode in einem stark oxidierten Zustand, was zu einem starken Rückgang der Stabilität seiner Kristallgitterstruktur führt. Das Aufrechterhalten dieses Zustands über längere Zeiträume führt direkt zur Rissbildung und Pulverisierung der Partikel der positiven Elektrode, was zu einem dauerhaften Rückgang der Batteriekapazität führt. Gleichzeitig nähert sich der Lithium-Interkalationspegel an der negativen Elektrode bei voller Ladung der Sättigung. Wenn die Temperatur der Lagerumgebung erhöht ist, neigen Lithiumionen dazu, sich auf der Oberfläche der negativen Elektrode niederzuschlagen und nadelartige Lithiumdendriten zu bilden. Diese Dendriten wachsen weiter und können schließlich den internen Separator durchstoßen und einen internen Kurzschluss auslösen. Dies führt wiederum zu einer Schwellung und Überhitzung der Batterie und stellt in schweren Fällen eine erhebliche Brandgefahr dar. Darüber hinaus beschleunigt die mit einem voll geladenen Zustand verbundene hohe Spannung die oxidative Zersetzung des Elektrolyten; Die durch diese Zersetzung entstehenden Gase und Verunreinigungen erhöhen den Innenwiderstand der Batterie und verschärfen dadurch die Kapazitätsverschlechterung und Schwellungsprobleme weiter.
Die optimale Strategie zur Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, ihren chemischen Zustand zu stabilisieren und die internen Reaktionsgeschwindigkeiten zu verlangsamen. Im Einzelnen sollten die folgenden zentralen Richtlinien beachtet werden:
Kontrollieren Sie in erster Linie den Ladezustand während der Lagerung streng. Gängige Lithium--Ionenbatterietypen-wie ternäres Lithium und Lithiumeisenphosphat (LiFePO4)-werden am besten in einem moderaten Ladebereich von 40 % bis 60 % gelagert. In diesem Bereich ist der chemische Zustand der Elektroden am stabilsten; Dies verhindert spannungsbedingte Schäden-durch Hochspannung und vermeidet gleichzeitig die Passivierung der negativen Elektrode, die die nachfolgende Lade- und Entladeleistung beeinträchtigen kann-was typischerweise auftritt, wenn der Ladezustand unter 20 % fällt.
Wenn ein Akku längere Zeit nicht genutzt werden soll, empfiehlt es sich, ihn zunächst auf ca. 50 % aufzuladen, bevor er vom Stromnetz getrennt und gelagert wird; Unter keinen Umständen sollte ein Akku über längere Zeiträume in einem niedrigen-Ladezustand (unter 20 %) gelagert werden.
Die Lagertemperatur ist ein weiterer kritischer Faktor. Die ideale Umgebung ist ein kühler, trockener Raum mit einer Temperatur zwischen 0 und 25 Grad. Hohe Temperaturen (über 35 Grad) beschleunigen interne chemische Reaktionen innerhalb der Batterie drastisch und führen zu einem schnellen Kapazitätsabbau. Umgekehrt können niedrige Temperaturen (unter 0 Grad) diese Reaktionen zwar vorübergehend verlangsamen, sie führen jedoch zu einem vorübergehenden Anstieg des Innenwiderstands der Batterie und können möglicherweise den Elektrolyten beschädigen, sodass solche Bedingungen für eine Langzeitlagerung ungeeignet sind.
Angesichts der Tatsache, dass Lithiumbatterien auch im Ruhezustand zu einem geringen Grad an Selbstentladung-erfahren, wird empfohlen, bei Geräten, die zur Langzeitlagerung vorgesehen sind-wie Elektrofahrzeugen oder Backup-Batteriesystemen-, alle 1 bis 3 Monate den verbleibenden Ladezustand aktiv zu überprüfen. Wenn der Ladezustand unter 40 % sinkt, sollte das Gerät vor der Wiederaufnahme der Lagerung umgehend auf 40 % bis 60 % aufgeladen werden.
Zu den weiteren Vorsichtsmaßnahmen für die Lagerung gehören: Aufrechterhaltung einer trockenen Umgebung, um Schäden durch Feuchtigkeit oder korrosive Gase zu verhindern; Schutz der Batterie vor physischen Schäden wie Quetschungen oder Stößen; und unterlassen Sie strikt die unbefugte Demontage der Batterie oder die Änderung ihrer Schutzschaltung, da dies die Sicherheitsmechanismen der Batterie gefährden und erhebliche Sicherheitsrisiken mit sich bringen könnte.
