Akumuliatoriaus trumpasis jungimas yra rimtas gedimas: akumuliatoriuje sukaupta cheminė energija prarandama šiluminės energijos pavidalu, prietaisas negali būti naudojamas. Tuo pačiu metu trumpasis jungimas taip pat sukelia stiprų šilumos išsiskyrimą, kuris ne tik sumažina akumuliatoriaus medžiagos našumą, bet netgi gali sukelti gaisrą ar sprogimą dėl terminio nutekėjimo. Siekdami pašalinti galimas įrenginio sąlygas, kurios gali sukelti trumpąjį jungimą, ir užtikrinti, kad trumpasis jungimas nebūtų pavojinga veikimo sąlyga, galime naudoti COMSOL Multiphysics ličio jonų baterijų planavimui ištirti.
Kaip įvyksta akumuliatoriaus trumpasis jungimas?
Baterija gali paversti sukauptą cheminę energiją į elektros energiją. Įprasto veikimo metu du akumuliatoriaus elektrodai sukels elektrochemines reakcijas – neigiamo elektrodo redukcijos reakciją ir anodo oksidacijos reakciją. Iškrovos proceso metu teigiamas elektrodas yra 0,10-600, o neigiamas - teigiamas; įkrovimo proceso metu yra perjungiami du elektrodo simboliai, tai yra, teigiamas elektrodas yra teigiamas, o neigiamas elektrodas yra neigiamas.
Vienas elektrodas išleidžia elektronus į grandinę, o kitas elektrodas paima elektronus iš grandinės. Būtent ši palanki cheminė reakcija varo srovę grandinėje, todėl bet kuris įrenginys, pavyzdžiui, variklis ar lemputė, gali gauti energijos iš akumuliatoriaus, kai prie jo prijungtas.
Vadinamasis trumpasis jungimas yra tada, kai elektronai neteka per grandinę, prijungtą prie elektros prietaiso, o juda tiesiai tarp dviejų elektrodų. Kadangi šiems elektronams nereikia atlikti jokio mechaninio darbo, varža yra labai maža. Dėl to cheminė reakcija pagreitėja ir baterija pradeda savaime išsikrauti, prarasdama cheminę energiją neatlikdama jokio naudingo darbo. Trumpojo jungimo metu dėl per didelės srovės akumuliatoriaus varža įkaista (džaulio karštis), o tai gali sugadinti įrenginį.
Mechaniniai akumuliatoriaus pažeidimai yra viena iš trumpojo jungimo priežasčių. Jei metalinis pašalinis objektas pradurtų akumuliatorių arba jei jis bus pažeistas minkant, tai bus vidinis laidus kelias ir trumpasis jungimas. „Smeigtuko dūrio testas“ yra standartinis ličio jonų akumuliatorių saugos testas. Bandymo metu plieninė adata pradurs bateriją ir sutrumpės.
Apsaugokite nuo trumpojo akumuliatoriaus jungimo
Akumuliatorius arba baterijų paketas turi būti apsaugoti nuo trumpojo jungimo, įskaitant priemones, kad akumuliatorius ir ta pati laidžių medžiagų pakuotė nesiliestų vienas su kitu. Baterijos yra supakuotos į dėžutes transportavimui ir turi būti atskirtos viena nuo kitos dėžėje, o teigiami ir neigiami poliai turi būti nukreipti ta pačia kryptimi, kai baterijos dedamos viena šalia kitos.
Akumuliatorių trumpojo jungimo prevencija apima šiuos metodus, bet jais neapsiribojant.
a. Jei įmanoma, kiekvienam elementui arba kiekvienam akumuliatoriumi maitinamam įrenginiui naudokite visiškai uždarą vidinę pakuotę, pagamintą iš nelaidžios medžiagos (pvz., plastikinių maišelių).
b. Akumuliatorių izoliuokite arba supakuokite tinkamu būdu, kad jis nesiliestų su kitomis pakuotėje esančiomis baterijomis, įranga ar laidžiomis medžiagomis (pvz., metalais).
c. Naudokite nelaidžius apsauginius dangtelius, izoliacinę juostelę ar kitas tinkamas apsaugos priemones atviriems elektrodams ar kištams.
Jei išorinė pakuotė negali atsispirti susidūrimui, vien išorinė pakuotė neturėtų būti naudojama kaip priemonė, apsauganti nuo akumuliatoriaus elektrodų lūžimo ar trumpojo jungimo. Akumuliatorius taip pat turėtų būti su paminkštinimu, kad būtų išvengta judėjimo, kitaip dėl judėjimo elektrodo dangtelis atsilaisvins arba elektrodas keičia kryptį, kad sukeltų trumpąjį jungimą.
Elektrodų apsaugos metodai apima šias priemones, bet jais neapsiribojant:
a. Saugiai pritvirtinkite elektrodus prie pakankamai tvirto dangčio.
b. Akumuliatorius supakuotas į tvirtą plastikinę pakuotę.
c. Akumuliatoriaus elektrodams naudokite įgilintą dizainą arba turėkite kitokią apsaugą, kad elektrodai nesulūžtų net numetus pakuotę.
Paskelbimo laikas: 2023-07-07