Короткое замыкание аккумулятора является серьезной неисправностью: химическая энергия, запасенная в аккумуляторе, будет потеряна в виде тепловой энергии, и пользоваться устройством невозможно.В то же время короткое замыкание также приводит к сильному выделению тепла, которое не только снижает характеристики материала батареи, но может даже привести к возгоранию или взрыву из-за температурного выхода из-под контроля.Чтобы исключить потенциальные условия в устройстве, которые могут привести к короткому замыканию, и гарантировать, что короткое замыкание не представляет собой опасное рабочее состояние, мы можем использовать COMSOL Multiphysicals для изучения планирования литий-ионных батарей.
Как происходит короткое замыкание аккумулятора?
Аккумулятор способен преобразовывать накопленную химическую энергию в электрическую.Во время нормальной работы два электрода батареи будут вызывать электрохимические реакции восстановления отрицательного электрода и реакцию окисления анода.Во время процесса разряда положительный электрод составляет 0,10-600, а отрицательный электрод является положительным;во время процесса зарядки два символа электрода меняются местами, то есть положительный электрод является положительным, а отрицательный электрод - отрицательным.
Один электрод выпускает электроны в цепь, а другой электрод забирает электроны из цепи.Именно эта благоприятная химическая реакция вызывает ток в цепи, и, таким образом, любое устройство, например двигатель или лампочка, может получать энергию от батареи при подключении к ней.
Так называемое короткое замыкание – это когда электроны не текут по цепи, подключенной к электрическому устройству, а движутся непосредственно между двумя электродами.Поскольку этим электронам не нужно совершать никакой механической работы, сопротивление очень мало.В результате химическая реакция ускоряется и аккумулятор начинает саморазряжаться, теряя свою химическую энергию, не совершая никакой полезной работы.При коротком замыкании чрезмерный ток приводит к нагреву сопротивления батареи (Джоулево тепло), что может привести к повреждению устройства.
Механическое повреждение аккумулятора является одной из причин короткого замыкания.Если металлический посторонний предмет проткнет аккумуляторную батарею или аккумуляторная батарея будет повреждена в результате разминания, это создаст внутренний проводящий путь и приведет к короткому замыканию.«Тест на укол» — это стандартный тест на безопасность литий-ионных аккумуляторов.Во время теста стальная игла проткнет батарею и закоротит ее.
Предотвращение короткого замыкания аккумулятора
Батарея или аккумуляторный блок должны быть защищены от короткого замыкания, включая меры по предотвращению контакта батареи и той же упаковки с проводящими материалами друг с другом.Батареи упаковываются в коробки для транспортировки и должны быть отделены друг от друга внутри коробки, при этом положительные и отрицательные полюса должны быть ориентированы в одном направлении, когда батареи расположены рядом.
Предотвращение короткого замыкания батарей включает, помимо прочего, следующие методы.
а.По возможности используйте полностью закрытую внутреннюю упаковку из непроводящего материала (например, пластиковые пакеты) для каждого элемента или каждого устройства с батарейным питанием.
б.Используйте соответствующие средства изоляции или упаковки батареи, чтобы она не могла контактировать с другими батареями, оборудованием или проводящими материалами (например, металлами) внутри упаковки.
в.Используйте непроводящие защитные колпачки, изоляционную ленту или другие подходящие средства защиты открытых электродов или вилок.
Если внешняя упаковка не может противостоять столкновению, то только внешнюю упаковку нельзя использовать в качестве меры, предотвращающей поломку или короткое замыкание электродов батареи.Батарея также должна иметь прокладку, чтобы предотвратить движение, в противном случае колпачок электрода ослабнет из-за движения или электрод изменит направление, что приведет к короткому замыканию.
Методы защиты электродов включают, помимо прочего, следующие меры:
а.Надежно закрепите электроды на крышке достаточной прочности.
б.Аккумулятор упакован в жесткий пластиковый пакет.
в.Используйте утопленную конструкцию или предусмотрите другую защиту электродов батареи, чтобы электроды не сломались даже в случае падения упаковки.
Время публикации: 7 февраля 2023 г.