Skrat batérie je vážna porucha: chemická energia uložená v batérii sa stratí vo forme tepelnej energie, zariadenie sa nedá použiť. Skrat zároveň vytvára silné teplo, ktoré nielen znižuje výkon materiálu batérie, ale môže dokonca viesť k požiaru alebo výbuchu v dôsledku tepelného úniku. Aby sme eliminovali potenciálne podmienky v zariadení, ktoré by mohli predstavovať skrat, a aby sme zabezpečili, že skrat nepredstavuje nebezpečný prevádzkový stav, môžeme použiť COMSOL Multiphysics na štúdium plánovania lítium-iónových batérií.
Ako vzniká skrat batérie?
Batéria je schopná premieňať uloženú chemickú energiu na elektrickú energiu. Počas normálnej prevádzky budú dve elektródy batérie produkovať elektrochemické reakcie, redukciu negatívnej elektródy a oxidačnú reakciu anódy. Počas procesu vybíjania je kladná elektróda 0,10-600 a záporná elektróda je kladná; počas procesu nabíjania sa dva znaky elektród prepnú, to znamená, že kladná elektróda je kladná a záporná elektróda záporná.
Jedna elektróda uvoľňuje elektróny do obvodu, zatiaľ čo druhá elektróda odoberá elektróny z obvodu. Práve táto priaznivá chemická reakcia poháňa prúd v obvode a tak akékoľvek zariadenie, ako je motor alebo žiarovka, je schopné po pripojení k nej získavať energiu z batérie.
Takzvaný skrat je, keď elektróny nepretekajú obvodom pripojeným k elektrickému zariadeniu, ale pohybujú sa priamo medzi oboma elektródami. Keďže tieto elektróny nepotrebujú vykonávať žiadnu mechanickú prácu, odpor je veľmi malý. V dôsledku toho sa chemická reakcia zrýchli a batéria sa začne samovybíjať, pričom stráca svoju chemickú energiu bez toho, aby vykonala nejakú užitočnú prácu. Pri skratovaní nadmerný prúd spôsobí zahriatie odporu batérie (Joulovo teplo), čo môže poškodiť zariadenie.
Mechanické poškodenie batérie je jednou z príčin skratu. Ak kovový cudzí predmet prepichne batériu alebo ak sa batéria poškodí miesením, vytvorí vnútornú vodivú cestu a spôsobí skrat. „Test bodnutím špendlíkom“ je štandardný test bezpečnosti lítium-iónových batérií. Počas testu oceľová ihla prepichne batériu a skratuje ju.
Zabráňte skratovaniu batérie
Batéria alebo súprava batérií by mali byť chránené pred skratom vrátane opatrení na zabránenie vzájomného kontaktu batérie a rovnakého balíka vodivých materiálov. Batérie sú na prepravu zabalené v krabiciach a mali by byť v krabici od seba oddelené tak, aby kladný a záporný pól bol orientovaný rovnakým smerom, keď sú batérie umiestnené vedľa seba.
Zabránenie skratu batérií zahŕňa, ale nie je obmedzené na, nasledujúce metódy.
a. Ak je to možné, použite úplne uzavretý vnútorný obal vyrobený z nevodivého materiálu (napr. plastové vrecká) pre každý článok alebo každé zariadenie napájané z batérie.
b. Použite vhodné prostriedky na izoláciu alebo balenie batérie tak, aby sa nemohla dostať do kontaktu s inými batériami, zariadeniami alebo vodivými materiálmi (napr. kovmi) v balení.
c. Použite nevodivé ochranné krytky, izolačnú pásku alebo iné vhodné ochranné prostriedky pre odkryté elektródy alebo zástrčky.
Ak vonkajší obal nemôže odolať kolízii, potom by sa ako opatrenie na zabránenie rozbitia alebo skratu elektród batérie nemal používať samotný vonkajší obal. Batéria by mala používať aj výplň, aby sa zabránilo pohybu, v opačnom prípade je uzáver elektródy uvoľnený v dôsledku pohybu alebo elektróda zmení smer a spôsobí skrat.
Metódy ochrany elektród zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na, nasledujúce opatrenia:
a. Bezpečne pripevnite elektródy k dostatočne pevnému krytu.
b. Batéria je zabalená v pevnom plastovom obale.
c. Použite zapustený dizajn alebo majte inú ochranu elektród batérie, aby sa elektródy nezlomili ani pri páde obalu.
Čas odoslania: feb-07-2023