Wpływ temperatury otoczenia na bezpieczeństwo...

Akumulatory litowo-jonowe są powszechnie wykorzystywane w szerokim spektrum zastosowań – od elektroniki użytkowej, przez pojazdy elektryczne, po systemy magazynowania energii. Ich popularność wynika z wysokiej gęstości energii, niskiej masy oraz długiego cyklu życia. Jednakże, ze względu na specyficzne właściwości chemiczne i konstrukcyjne, są one również podatne na czynniki zewnętrzne, w tym w szczególności temperaturę otoczenia. Nieprawidłowe warunki termiczne mogą prowadzić do pogorszenia parametrów pracy, przyspieszonego zużycia, a w skrajnych przypadkach – do awarii i zagrożeń pożarowych.

Znaczenie temperatury otoczenia dla stabilności chemicznej ogniw

Akumulator litowo-jonowy to system elektrochemiczny, w którym zachodzą reakcje między anodą a katodą przy udziale elektrolitu organicznego. Prawidłowy przebieg tych procesów wymaga zachowania stabilnych warunków temperaturowych.
1. Zakres bezpiecznej temperatury przechowywania i pracy
Rekomendowany zakres temperatury otoczenia dla przechowywania akumulatorów litowo-jonowych to od 15°C do 25°C. W warunkach pracy, zależnie od producenta i konstrukcji ogniwa, dopuszczalne są wartości od 0°C do 45°C. Przekroczenie tych progów wiąże się ze wzrostem oporu wewnętrznego, zmniejszeniem pojemności oraz wzrostem ryzyka wystąpienia reakcji niekontrolowanych.
2. Przegrzanie – skutki i ryzyko ucieczki termicznej
Wysoka temperatura przyspiesza procesy starzenia się ogniw oraz może prowadzić do rozkładu elektrolitu, generując łatwopalne gazy. W skrajnych przypadkach prowadzi to do ucieczki termicznej (thermal runaway) – zjawiska łańcuchowego, w którym temperatura ogniwa gwałtownie wzrasta, prowadząc do pożaru lub eksplozji.
3. Niska temperatura – spadek wydajności i uszkodzenia
Zbyt niska temperatura może powodować pogorszenie parametrów ładowania i rozładowania. W warunkach mrozu dochodzi do zwiększenia lepkości elektrolitu, co ogranicza transport jonów i może prowadzić do trwałych uszkodzeń struktury elektrody, zwłaszcza podczas próby ładowania.
Ryzyko związane z niekontrolowanym środowiskiem termicznym
4. Magazynowanie akumulatorów w nieprzystosowanych pomieszczeniach
Brak systemów kontroli temperatury w pomieszczeniach magazynowych, a także ich ekspozycja na promienie słoneczne, urządzenia grzewcze czy wahania temperatury zewnętrznej zwiększają ryzyko awarii.
5 Zastosowania przemysłowe i mobilne
W pojazdach elektrycznych, robotyce czy systemach UPS, akumulatory są narażone na pracę w zmiennych i często skrajnych temperaturach. Niewłaściwa eksploatacja w takich warunkach może skutkować znaczącym skróceniem żywotności baterii.

Rekomendacje dotyczące przechowywania i eksploatacji

Aby ograniczyć wpływ temperatury otoczenia na bezpieczeństwo i żywotność akumulatorów litowo-jonowych, zaleca się:
✅ Utrzymywanie temperatury magazynowania w zakresie 15–25°C – wykorzystanie pomieszczeń klimatyzowanych, z kontrolą wilgotności, zabezpieczonych przed nasłonecznieniem.
✅ Stosowanie systemów wczesnego wykrywania przegrzania – czujniki temperatury zintegrowane z systemami monitoringu stanu baterii (BMS – Battery Management System).
✅ Izolacja termiczna i wentylacja – szczególnie ważne w przypadku dużych instalacji bateryjnych (np. w centrach danych czy stacjach ładowania pojazdów).
✅ Unikanie ładowania w skrajnych temperaturach – ładowanie poniżej 0°C lub powyżej 45°C znacząco zwiększa ryzyko uszkodzenia ogniwa.
✅ Regularne przeglądy techniczne i monitoring warunków środowiskowych – cykliczna kontrola parametrów pracy i warunków przechowywania pozwala na wczesne wykrycie zagrożeń.

Temperatura otoczenia odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu bezpieczeństwa i sprawności akumulatorów litowo-jonowych. Zarówno przegrzanie, jak i działanie w zbyt niskich temperaturach mogą prowadzić do poważnych awarii i zagrożeń pożarowych. Wdrożenie odpowiednich procedur przechowywania, monitoringu oraz eksploatacji stanowi nieodzowny element polityki bezpieczeństwa wszędzie tam, gdzie stosowane są ogniwa litowo-jonowe. Z perspektywy odpowiedzialnego użytkownika i operatora systemów energetycznych, właściwe zarządzanie warunkami termicznymi powinno być traktowane priorytetowo.