Ang maikling circuit ng baterya ay isang malubhang kasalanan: ang enerhiya ng kemikal na nakaimbak sa baterya ay mawawala sa anyo ng thermal energy, ang aparato ay hindi maaaring gamitin. Kasabay nito, ang isang maikling circuit ay bumubuo din ng matinding pagbuo ng init, na hindi lamang binabawasan ang pagganap ng materyal ng baterya, ngunit maaari ring humantong sa sunog o pagsabog dahil sa thermal runaway. Upang maalis ang mga potensyal na kundisyon sa device na maaaring bumuo ng isang short circuit at upang matiyak na ang isang short circuit ay hindi bumubuo ng isang mapanganib na kondisyon ng operating, maaari naming gamitin ang COMSOL Multiphysics upang pag-aralan ang pagpaplano ng mga lithium-ion na baterya.
Paano nangyayari ang short circuit ng baterya?
Ang baterya ay may kakayahang i-convert ang naka-imbak na kemikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Sa panahon ng normal na operasyon, ang dalawang electrodes ng baterya ay gagawa ng mga electrochemical reactions reduction reaction ng negatibong electrode at oxidation reaction ng anode. Sa panahon ng proseso ng paglabas, ang positibong elektrod ay 0.10-600 at ang negatibong elektrod ay positibo; sa panahon ng proseso ng pagsingil, ang dalawang electrode character ay inililipat, iyon ay, ang positibong elektrod ay positibo at ang negatibong elektrod ay negatibo.
Ang isang electrode ay naglalabas ng mga electron sa circuit, habang ang isa pang electrode ay kumukuha ng mga electron mula sa circuit. Ito ang kanais-nais na reaksyong kemikal na nagtutulak sa kasalukuyang sa circuit at sa gayon ang anumang aparato, tulad ng isang motor o isang bumbilya, ay nakakakuha ng enerhiya mula sa baterya kapag nakakonekta dito.
Ang tinatawag na short circuit ay kapag ang mga electron ay hindi dumadaloy sa circuit na konektado sa electrical device, ngunit direktang gumagalaw sa pagitan ng dalawang electrodes. Dahil ang mga electron na ito ay hindi kailangang gumawa ng anumang mekanikal na gawain, ang paglaban ay napakaliit. Bilang resulta, ang kemikal na reaksyon ay pinabilis at ang baterya ay nagsisimulang mag-self-discharge, nawawala ang kemikal na enerhiya nito nang hindi gumagawa ng anumang kapaki-pakinabang na gawain. Kapag nag-short-circuited, ang sobrang agos ay nagiging sanhi ng pag-init ng resistensya ng baterya (Joule heat), na maaaring makapinsala sa device.
Ang mekanikal na pinsala sa baterya ay isa sa mga sanhi ng short circuit. Kung nabutas ng metal na dayuhang bagay ang battery pack o kung nasira ang battery pack sa pamamagitan ng pagmamasa, ito ay bubuo ng internal conductive pathway at bubuo ng short circuit. Ang "pinprick test" ay ang karaniwang pagsubok sa kaligtasan para sa mga baterya ng lithium-ion. Sa panahon ng pagsubok, ang isang bakal na karayom ay tutusok sa baterya at maiikli ito.
Pigilan ang short-circuiting ng baterya
Ang baterya o baterya pack ay dapat na protektado laban sa short circuit, kabilang ang mga hakbang upang maiwasan ang baterya at ang parehong pakete ng mga conductive na materyales sa pakikipag-ugnay sa isa't isa. Ang mga baterya ay nakabalot sa mga kahon para sa transportasyon at dapat na ihiwalay sa isa't isa sa loob ng kahon, na ang positibo at negatibong mga poste ay nakatutok sa parehong direksyon kapag ang mga baterya ay magkatabi.
Kasama sa pag-iwas sa short-circuiting ng mga baterya, ngunit hindi limitado sa, ang mga sumusunod na pamamaraan.
a. Kung saan posible, gumamit ng ganap na nakapaloob na panloob na packaging na gawa sa di-conductive na materyal (hal., mga plastic bag) para sa bawat cell o bawat device na pinapagana ng baterya.
b. Gumamit ng angkop na paraan ng pagbubukod o pag-iimpake ng baterya upang hindi ito madikit sa ibang mga baterya, kagamitan, o conductive na materyales (hal., mga metal) sa loob ng pakete.
c. Gumamit ng non-conductive protective caps, insulating tape, o iba pang naaangkop na paraan ng proteksyon para sa mga nakalantad na electrodes o plugs.
Kung ang panlabas na packaging ay hindi makalaban sa banggaan, kung gayon ang panlabas na packaging lamang ay hindi dapat gamitin bilang isang panukala upang maiwasan ang mga electrodes ng baterya na masira o mag-short-circuiting. Ang baterya ay dapat ding gumamit ng padding upang maiwasan ang paggalaw, kung hindi man ay maluwag ang takip ng elektrod dahil sa paggalaw, o ang elektrod ay nagbabago ng direksyon upang maging sanhi ng isang maikling circuit.
Kasama sa mga paraan ng proteksyon ng electrode, ngunit hindi limitado sa, ang mga sumusunod na hakbang:
a. Pagkakabit ng mga electrodes nang ligtas sa isang takip na may sapat na lakas.
b. Ang baterya ay nakaimpake sa isang matibay na plastic na pakete.
c. Gumamit ng recessed na disenyo o magkaroon ng iba pang proteksyon para sa mga electrodes ng baterya upang hindi masira ang mga electrodes kahit na nalaglag ang pakete.
Oras ng post: Peb-07-2023