Кароткае замыканне батарэі з'яўляецца сур'ёзнай няспраўнасцю: хімічная энергія, назапашаная ў батарэі, будзе страчана ў выглядзе цеплавой энергіі, прыладай нельга будзе карыстацца. У той жа час кароткае замыканне таксама з'яўляецца прычынай моцнага выдзялення цяпла, якое не толькі зніжае характарыстыкі матэрыялу батарэі, але можа нават прывесці да пажару або выбуху з-за цеплавога ўцёку. Каб ліквідаваць магчымыя ўмовы ў прыладзе, якія могуць стаць прычынай кароткага замыкання, і пераканацца, што кароткае замыканне не з'яўляецца небяспечным умовай працы, мы можам выкарыстоўваць COMSOL Multiphysics для вывучэння планавання літый-іённых акумулятараў.
Як адбываецца кароткае замыканне батарэі?
Батарэя здольная пераўтвараць назапашаную хімічную энергію ў электрычную. Падчас нармальнай працы два электроды батарэі будуць вырабляць электрахімічныя рэакцыі, рэакцыю аднаўлення адмоўнага электрода і рэакцыю акіслення анода. У працэсе разраду станоўчы электрод складае 0,10-600, а адмоўны электрод - станоўчы; у працэсе зарадкі два электрода характары перамыкаюцца, гэта значыць станоўчы электрод з'яўляецца станоўчым, а адмоўны - адмоўным.
Адзін электрод выпускае электроны ў ланцуг, а другі электрод забірае электроны з ланцуга. Менавіта гэтая спрыяльная хімічная рэакцыя забяспечвае ток у ланцугу, і, такім чынам, любая прылада, напрыклад, рухавік або лямпачка, можа атрымліваць энергію ад батарэі, калі да яе падключана.
Так званае кароткае замыканне - гэта калі электроны не цякуць па ланцугу, падлучанаму да электрычнага прыбора, а рухаюцца непасрэдна паміж двума электродамі. Паколькі гэтым электронам не трэба выконваць механічную працу, супраціў вельмі малы. У выніку хімічная рэакцыя паскараецца, і акумулятар пачынае самаразраджацца, губляючы сваю хімічную энергію, не выконваючы ніякай карыснай працы. Пры кароткім замыканні празмерны ток выклікае нагрэў супраціву батарэі (джоулева цеплыня), што можа пашкодзіць прыладу.
Механічныя пашкоджанні акумулятара - адна з прычын кароткага замыкання. Калі металічны іншародны прадмет пратыкае батарэйны блок або калі акумулятарны блок пашкоджаны ў выніку размінаніе, гэта ўтворыць унутраны правадзячы шлях і ўяўляе сабой кароткае замыканне. "Тэст шпількай" - гэта стандартны тэст на бяспеку літый-іённых батарэй. Падчас тэсту сталёвая іголка праткне батарэю і замкне яе на замыканне.
Не дапускайце кароткага замыкання батарэі
Акумулятар або акумулятарны блок павінны быць абаронены ад кароткага замыкання, уключаючы меры па прадухіленні кантакту адзін з адным акумулятара і той жа ўпакоўкі з токаправодных матэрыялаў. Батарэі спакаваныя ў скрынкі для транспарціроўкі і павінны быць аддзеленыя адзін ад аднаго ўнутры скрынкі, з арыентаванымі станоўчым і адмоўным полюсамі ў адным кірунку, калі батарэі размешчаны побач.
Прадухіленне кароткага замыкання батарэй уключае, але не абмяжоўваецца імі, наступныя метады.
а. Калі гэта магчыма, выкарыстоўвайце цалкам закрытую ўнутраную ўпакоўку з неправоднага матэрыялу (напрыклад, поліэтыленавыя пакеты) для кожнага элемента або кожнай прылады з батарэйным харчаваннем.
б. Выкарыстоўвайце адпаведныя сродкі для ізаляцыі або ўпакоўкі батарэі, каб яна не магла ўвайсці ў кантакт з іншымі батарэямі, абсталяваннем або токаправоднымі матэрыяламі (напрыклад, металамі) у пакаванні.
в. Выкарыстоўвайце неправодныя ахоўныя каўпачкі, ізаляцыйную стужку або іншыя прыдатныя сродкі абароны для адкрытых электродаў або штэкераў.
Калі знешняя ўпакоўка не можа супрацьстаяць сутыкненню, то толькі знешняя ўпакоўка не павінна выкарыстоўвацца ў якасці меры прадухілення разрыву або кароткага замыкання электродаў батарэі. Акумулятар таксама павінен выкарыстоўваць пракладку для прадухілення руху, інакш каўпачок электрода аслабне з-за руху або электрод зменіць кірунак, выклікаючы кароткае замыканне.
Метады абароны электродаў ўключаюць, але не абмяжоўваюцца імі, наступныя меры:
а. Надзейнае мацаванне электродаў да вечка дастатковай трываласці.
б. Акумулятар спакаваны ў цвёрды пластыкавы пакет.
в. Выкарыстоўвайце канструкцыю з паглыбленнем або іншую абарону для электродаў батарэі, каб электроды не зламаліся нават пры падзенні ўпакоўкі.
Час публікацыі: 07 лютага 2023 г