Důležité informace o bateriích

Lithiové články a baterie typu LiFePO₄ (LFP) jsou zdrojem elektrické energie, který lze používat opakovaně. Mohou být použity i jako náhrada jiných typů akumulátorů, pokud je správně nastavené celkové napětí a maximální proud, protože oproti olověným akumulátorům (SLA, VRLA) i akumulátorům na bázi niklu a kadmia (NiCd, NiMH), mají odlišné některé provozní vlastnosti.

I. Potenciální rizika

► Riziko zkratu a požáru

I částečně nabité články obsahují velké množství elektrické energie, která může při zkratu přehřát a poškodit el. vedení, způsobit elektrickou jiskru nebo elektrický oblouk. Dále může při zkratu dojít k přehřátí samotného lithiového článku, což může způsobit vývin nebezpečných plynů a za určitých okolností i požár nebo výbuch. Bateriová úložiště nad celkovou kapacitu 2 kWh je třeba vždy umístit do samostatného požárního úseku a zajistit odvětrání proti hromadění plynů.

► Nebezpečí poranění stejnosměrným proudem

Při sériovém zapojení většího počtu článků a baterií se zvyšuje riziko úrazu stejnosměrným proudem. Nedotýkejte se neizolovaných elektrických vodičů nebo jiných součástí, které jsou pod napětím.

► Rizika spojená s chemickými látkami

Lithiové články a baterie neobsahují žádné žíraviny ani kyseliny. Obsahují však chemické látky, které mohou působit na lidský organismus a které mohou způsobit chemickou reakci. Při manipulaci s články a bateriemi je proto nutné postupovat podle následujících zásad:

• Ochrana očí – používejte vhodné ochranné brýle, abyste si chránili oči před chemickými látkami.
• Ochrana pokožky – používejte ochranné prostředky na tělo a ochranné rukavice. Zabraňte fyzickému kontaktu chemických látek uvolňujících se z poškozené baterie s vaší pokožkou.
• Zabraňte vdechnutí – při přebíjení, zkratu nebo mechanickém poškození se mohou tvořit toxické plyny, které se uvolňují z lithiového článku a které mohou způsobit dočasné či trvalé zdravotní potíže.

V případě havárie evakuujte všechny osoby z prostoru, kde by se plyn mohl šířit.

II. Důležité informace pro konečného spotřebitele

Baterie může sestavovat, instalovat a uvádět do provozu pouze osoba s příslušnou elektrotechnickou kvalifikací a příslušnými znalostmi o LFP bateriích a celé návazné technologie.

Bateriové systémy smí používat pouze osoba, která byla řádně proškolena a informována o používání lithiových článků a baterií. Informace poskytuje a školení provádí montážní firma nebo konečný prodejce. Pro montáž a provozování baterie je vždy třeba mít k dispozici příslušnou projektovou dokumentaci.

III. Pravidla pro přepravu, používání a skladování lithiových článků

Lithiové články jsou podle nařízení ADR přepravovány jako nebezpečné zboží. Přepravujte je proto pouze v souladu s příslušnými nařízeními a v odpovídajícím balení.

► Skladování a přeprava článků

Baterie mohou být skladovány pouze v originálních obalech. Při jejich ukládání do jiných obalů nebo do stohů může dojít k deformaci článků a hrozí nebezpečí požáru nebo úniku chemických látek.

Terminály článků a obal se nesmí svařovat, pájet, demontovat, opravovat ani mechanicky upravovat.

Bateriové články se nesmí uzavírat do obalů nebo krytů, které by blokovaly bezpečnostní ventily na horní straně článků. Obaly nebo kryty musí být odvětrané, aby nemohlo dojít k přetlaku plynů uvnitř.

► Ochrana článků před nepříznivými vnějšími podmínkami

Články je nutné chránit zejména před:

• vodními parami, mlhou a přímou nebo kondenzující vodou
• mrazem a teplotami nad 40 °C
• vibracemi, nárazy, proražením a účinky tlaku
• přímým slunečním zářením a pulzujícím teplem
• agresivními plyny a párou
• nesprávným umístěním
• biologickými škůdci

► Samovybíjení

Většina LFP baterií a článků má velmi pomalé samovybíjení. Proto je možné je dlouhodobě skladovat. Typický průběh samovybíjení je uveden ve specifikaci článku.

V rámci dlouhodobého skladování (v řádu měsíců) je třeba samovybíjení článků kontrolovat a v případě potřeby články dobíjet.

Není vhodné dlouhodobě skladovat články, které byly bezprostředně před nabity na 100 % kapacity. V takovém případě se doporučuje snížit počáteční nabití na cca 90 %.

IV. Úvodní nabíjení

Nové články LFP/LFYP se z výroby dodávají částečně nabité. Před prvním použitím je nutné nabít jednotlivé články na plnou kapacitu, a to jednotně pro celou sestavu. Toto počáteční nabíjení by mělo být provedeno proudem optimálně 0,3C (poměr proudu v A ke kapacitě C) na napětí podle specifikace článku v technickém listu (typicky na 3,65 V). Úvodní i další provozní nabíjení je třeba vždy provádět v mechanickém stažení článků dle specifikace výrobce (v tzv. „kompresním boxu"). Kapacita baterie se během několika prvních cyklů postupně stabilizuje.

V. Provozní nabíjení článků a baterií LFP

Vždy je potřeba pečlivě kontrolovat a nepřekračovat nejvyšší povolené nabíjecí napětí a proud podle specifikace článku nebo baterie a dodržet předepsanou provozní teplotu. Pokud nejsou tyto hodnoty dodrženy, článek či baterie se nenávratně poškodí a záruka zaniká.

Maximální a provozní hodnoty pro jednotlivé články a baterie jsou uvedeny v technické dokumentaci produktu.

Články se nesmí dlouhodobě udržovat při napětí vyšším než 3,40 V (tzv. plovoucí režim). Po dosažení maximálního nabíjecího napětí je nutné nabíjení přerušit a nepokračovat v něm, dokud nedojde k vybíjení baterie. Pokud nedojde k následnému vybíjení, napětí článků postupně samo klesne na hodnotu blízkou nominální.

Články/baterie nemají paměťový efekt, a proto je možné je kdykoli nabíjet a vybíjet. Opakované krátké cykly nabíjení/vybíjení nemají vliv na životnost baterie.

Pro zvýšení životnosti článků a stabilitu systému se doporučuje nevyužívat nejvyšší povolenou mez nabití článku a maximální provozní mez stanovit např. cca 3,45 V (oproti mezi např. 3,65 V je ztráta dostupné kapacity zanedbatelná).

Pokud jsou články/baterie používány (jsou připojené ke střídači apod.), doporučujeme je minimálně 1× za 30 dní nabít na 100 % kapacity. Tímto nedochází ke ztrátě reálné kapacity a výkonu v čase vlivem rozbalancování a k nesprávné kalibraci.

VI. Provozní vybíjení článků / baterií LiFePO₄

Vždy je potřeba pečlivě kontrolovat a dodržet nejnižší provozní napětí a maximální vybíjecí proud podle specifikace článku nebo baterie a dodržet předepsanou provozní teplotu. Při nedodržení předepsaných hodnot se článek/baterie nenávratně poškodí a záruka zaniká.

Minimální provozní napětí a maximální vybíjecí proud pro jednotlivé články a baterie jsou uvedeny v technické dokumentaci produktu.

Při dosažení minimálního provozního napětí je nutné vybíjení přerušit a nepokračovat v něm, dokud není článek nebo baterie znovu v rozsahu provozních hodnot.

Takto vybité články nebo baterie se nesmí skladovat, je třeba je co nejrychleji alespoň částečně nabít.

Pro zvýšení životnosti článků a stabilitu systému se doporučuje nevyužívat nejnižší povolenou mez vybití článku a minimální provozní mez stanovit např. cca 3 V (oproti mezi např. 2,5 V je ztráta dostupné kapacity zanedbatelná).

VII. Nabíjení a vybíjení článků / baterií LiFePO₄ při nestandardních teplotách

Doporučená provozní teplota článků LiFePO₄ je +5 až +40 °C.

Elektrické vlastnosti článků LiFePO₄ se mění při teplotách nad 40 °C a pod 5 °C. Obecně je třeba počítat se změnou provozního napětí, hodnot nabíjecího a vybíjecího proudu a snížení kapacity. LFP články se nesmí nabíjet, pokud je jejich teplota pod bodem mrazu.

VIII. Sestavení článků do baterie

Články lze zapojit paralelně (zvyšuje se kapacita), sériově (zvyšuje se napětí) nebo sério-paralelně (zvyšuje se napětí i kapacita). Pro spojování používejte pouze originální propojky článků a spojovací materiál (garantují správný průřez a mechanickou flexibilitu).

Baterii je možné sestavovat pouze z článků, které byly iniciačně nabity (sjednoceny na shodné napětí). Doporučuje se také prověření dalších parametrů (kapacita, vnitřní odpor, samovybíjení), které mají být shodné.

Bezprostředně před propojením pečlivě očistěte kontaktní plochy smirkovým papírem o zrnitosti cca 200. Oxidace svorek je přirozený jev, který nesouvisí s datem výroby, nemění vlastnosti článku a nemá vliv na jejich funkci a životnost.

Šrouby dotahujte utahovacím momentem dle specifikace pro jednotlivé články. V rámci provozu baterie je třeba provádět periodický servis, a to především:

• kontrola a dotažení všech šroubových spojů
• sbalancování bateriových článků (sjednocení na max. napětí)
• funkčnost BMS, zejména ochranu stavů U_min a U_max / článek

Zvýšenou pozornost je třeba baterii věnovat během prvních cca 50 provozních cyklů.

Nedoporučuje se sério-paralelní řazení článků v baterii, a to především z těchto důvodů:

• nebezpečí přechodových odporů na rozsáhlejších propojích
• nebezpečí nerovnoměrného zatížení článků v paralelní skupině
• ztížená identifikace vadného článku v baterii
• nebezpečné toky energie v paralelní skupině v případě poruchy nebo havárie jednoho článku

Pro dosažení potřebné kapacity baterie se doporučuje použít pouze sériové řazení jednotlivých článků odpovídající kapacity, které jsou pro standardní instalace k dispozici.

Pro rozsáhlejší bateriové sestavy se doporučuje řadit jednočlánkové sériové stringy na společnou sběrnici, přičemž každý string je osazený modulem BMS, který komunikuje s nadřazeným řídícím systémem pro celou sestavu.

V jednom bateriovém systému se nesmí kombinovat články různé provozní historie a stáří.

Provozování bateriových článků a systémů se doporučuje pod dohledem nebo za použití stálého monitorování prostřednictvím ochranného a kontrolního systému BMS. Chraňte bateriové články před přebíjením a nepřípustným vybitím.

IX. Použití BMS (Battery Management System)

V případě zapojení LFP článků do baterie (série článků) je třeba použít systém, který sleduje stavy (elektrické napětí, teplotu atd.) každého článku a zajistí odpojení baterie při dosažení mezních hodnot.

Pro kontrolu správné funkce a pro účely případné záruční reklamace je nutné články a baterii průběžně monitorovat, což je další funkcí BMS.

V případě, že dojde k závadě nebo nesprávné funkci některého článku, je nutné tento článek (baterii) vyřadit z provozu.

X. Záruky

Pokud není stanoveno jinak, na články a baterie platí standardní záruční podmínky.

Než začnete články/baterie používat, vždy se důkladně seznamte s veškerou dokumentací a manuálem a nechte se zaškolit od instalační společnosti o používání celého systému. Pokud nemáte dostatečnou odbornou kvalifikaci, nemáte znalosti celého systému nebo si nejste jistí, neprovádějte žádné úpravy, opravy nebo servis. Vždy takové zásahy nechejte na odborné instalační firmě.

Při uplatňování záruky je nutné prokázat, např. pomocí záznamů z BMS, případně jiným relevantním záznamem (např. záznamem z provozu měničů), že články/baterie byly dlouhodobě provozovány v souladu se všemi provozními podmínkami.

Doporučení – Při používání článků/baterií je vhodné mít ke každé instalaci následující podklady:

• Blokové schéma skutečného zapojení celé Vaší instalace
• Výpis/seznam všech komponentů
• Fotodokumentaci celé Vaší instalace
• Logujte data a uchovávejte si záznam dat z provozu (např. z BMS)
• Pravidelně svůj systém servisujte – kontrolujte (vyžadujte Servisní smlouvu)
• Uchovávejte si faktury, manuály, servisní záznamy

UPOZORNĚNÍ: Většina systémů BMS má vlastní spotřebu v klidovém stavu, která může vybíjet článek pod nejnižší povolené napětí. Pokud takový systém používáte, je nutné články pravidelně nabíjet.

VAROVÁNÍ: Nespoléhejte se na jediný způsob ochrany před přebitím nebo vybitím. Vždy použijte dvě nezávislé formy ochrany (nejčastěji ochrana pro jednotlivé články a ochrana pro celkové napětí).

Recyklace baterií a článků – informace vyžadované zákonem

• Způsob sběru nebo recyklace baterií:
  Místem sběru a recyklace je sídlo prodávajícího v době uzavření smlouvy.
• Možné negativní účinky materiálů použitých v bateriích a akumulátorech na životní prostředí a lidské zdraví:
  Baterie a akumulátory obsahují chemické látky, které mají negativní vliv na životní prostředí a lidské zdraví. Přebíjení, zkrat nebo mechanické poškození může způsobit vznik a uvolňování toxického fluorovodíku (HF) z bateriového článku. Pokud jsou články LFP používány v uzavřeném prostoru v přítomnosti osob, je nutné zajistit odpovídající ochranu těchto osob pro případ nehody a uvolnění HF.
• Grafický symbol pro recyklaci a sběr a o účelu štítků:
  
• Nevyhazujte baterie do tuhého komunálního odpadu nebo do ohně, nespalujte je ani je nevyhazujte na skládky. Baterie odevzdávejte v recyklačním středisku nebo na sběrném místě baterií.