Късото съединение на батерията е сериозна повреда: химическата енергия, съхранявана в батерията, ще се загуби под формата на топлинна енергия, устройството не може да се използва.В същото време късото съединение също представлява силно генериране на топлина, което не само намалява производителността на материала на батерията, но дори може да доведе до пожар или експлозия поради термично изтичане.За да елиминираме потенциални условия в устройството, които биха могли да представляват късо съединение и да гарантираме, че късото съединение не представлява опасно работно състояние, можем да използваме COMSOL Multiphysics, за да проучим планирането на литиево-йонни батерии.
Как възниква късо съединение на батерията?
Батерията е в състояние да преобразува съхранената химическа енергия в електрическа.По време на нормална работа двата електрода на батерията ще предизвикат електрохимични реакции, редукционна реакция на отрицателния електрод и окислителна реакция на анода.По време на процеса на разреждане положителният електрод е 0,10-600, а отрицателният електрод е положителен;по време на процеса на зареждане двата характера на електрода се превключват, тоест положителният електрод е положителен, а отрицателният електрод е отрицателен.
Единият електрод освобождава електрони във веригата, докато другият електрод взема електрони от веригата.Именно тази благоприятна химическа реакция задвижва тока във веригата и по този начин всяко устройство, като например двигател или електрическа крушка, може да получи енергия от батерията, когато е свързано към нея.
Така нареченото късо съединение е, когато електроните не преминават през веригата, свързана към електрическото устройство, а се движат директно между двата електрода.Тъй като тези електрони не трябва да извършват механична работа, съпротивлението е много малко.В резултат на това химическата реакция се ускорява и батерията започва да се саморазрежда, губейки химическата си енергия, без да извършва полезна работа.При късо съединение прекомерният ток причинява нагряване на съпротивлението на батерията (джаулова топлина), което може да повреди устройството.
Механична повреда в батерията е една от причините за късо съединение.Ако метален чужд предмет пробие батерията или ако батерията се повреди от месене, това ще представлява вътрешен проводящ път и ще представлява късо съединение.„Тестът с игли“ е стандартният тест за безопасност за литиево-йонни батерии.По време на теста стоманена игла ще пробие батерията и ще я скъси.
Предотвратете късо съединение на батерията
Батерията или батерийният пакет трябва да бъдат защитени срещу късо съединение, включително мерки за предотвратяване на контакт на батерията и същия пакет от проводими материали един с друг.Батериите са опаковани в кутии за транспортиране и трябва да бъдат отделени една от друга в кутията, като положителните и отрицателните полюси са ориентирани в една и съща посока, когато батериите се поставят една до друга.
Предотвратяването на късо съединение на батериите включва, но не се ограничава до следните методи.
а.Където е възможно, използвайте напълно затворена вътрешна опаковка, направена от непроводим материал (напр. найлонови торбички) за всяка клетка или всяко устройство, захранвано от батерии.
b.Използвайте подходящи средства за изолиране или опаковане на батерията, така че да не може да влезе в контакт с други батерии, оборудване или проводими материали (напр. метали) в опаковката.
° С.Използвайте непроводими защитни капачки, изолационна лента или други подходящи средства за защита на откритите електроди или щепсели.
Ако външната опаковка не може да устои на сблъсък, тогава външната опаковка сама по себе си не трябва да се използва като мярка за предотвратяване на счупване или късо съединение на електродите на батерията.Батерията също трябва да използва подложка, за да предотврати движение, в противен случай капачката на електрода е разхлабена поради движение или електродът променя посоката си, за да причини късо съединение.
Методите за защита на електродите включват, но не се ограничават до следните мерки:
а.Здраво закрепване на електродите към покритие с достатъчна здравина.
b.Батерията е опакована в твърда пластмасова опаковка.
° С.Използвайте вдлъбнат дизайн или осигурете друга защита за електродите на батерията, така че електродите да не се счупят дори ако пакетът бъде изпуснат.
Време на публикуване: 07 февруари 2023 г