O curtocircuíto da batería é un fallo grave: a enerxía química almacenada na batería perderase en forma de enerxía térmica, o dispositivo non se pode usar. Ao mesmo tempo, un curtocircuíto tamén constitúe unha forte xeración de calor, que non só reduce o rendemento do material da batería, senón que mesmo pode provocar incendios ou explosións debido á fuga térmica. Co fin de eliminar posibles condicións no dispositivo que poidan constituír un curtocircuíto e garantir que un curtocircuíto non constitúe unha condición de funcionamento perigosa, podemos utilizar COMSOL Multiphysics para estudar a planificación de baterías de ión-litio.
Como se produce un curtocircuíto da batería?
A batería é capaz de converter a enerxía química almacenada en enerxía eléctrica. Durante o funcionamento normal, os dous electrodos da batería producirán reaccións electroquímicas, reacción de redución do electrodo negativo e reacción de oxidación do ánodo. Durante o proceso de descarga, o electrodo positivo é 0,10-600 e o electrodo negativo é positivo; durante o proceso de carga, os dous caracteres do electrodo cambian, é dicir, o electrodo positivo é positivo e o negativo é negativo.
Un eléctrodo libera electróns no circuíto, mentres que o outro eléctrodos toma electróns do circuíto. É esta reacción química favorable a que impulsa a corrente no circuíto e, polo tanto, calquera dispositivo, como un motor ou unha lámpada, é capaz de obter enerxía da batería cando está conectado a ela.
Un chamado curtocircuíto é cando os electróns non flúen polo circuíto conectado ao dispositivo eléctrico, senón que se moven directamente entre os dous electrodos. Dado que estes electróns non precisan facer ningún traballo mecánico, a resistencia é moi pequena. Como resultado, a reacción química é acelerada e a batería comeza a autodescargarse, perdendo a súa enerxía química sen facer ningún traballo útil. Cando se fai un curtocircuíto, a corrente excesiva fai que a resistencia da batería se quente (calor Joule), o que pode danar o dispositivo.
Un dano mecánico na batería é unha das causas do curtocircuíto. Se un obxecto estraño metálico perfora o paquete de baterías ou se a batería se dana ao amasar, constituirá unha vía condutora interna e constituirá un curtocircuíto. A "proba de pinchazos" é a proba de seguridade estándar para baterías de ión-litio. Durante a proba, unha agulla de aceiro perforará a batería e acortará.
Evitar curtocircuítos da batería
A batería ou o paquete de baterías deben estar protexidos contra curtocircuítos, incluíndo medidas para evitar que a batería e o mesmo paquete de materiais condutores entren en contacto entre si. As baterías están embaladas en caixas para o seu transporte e deben estar separadas unhas das outras dentro da caixa, cos polos positivo e negativo orientados na mesma dirección cando as baterías se colocan un ao carón.
A prevención de curtocircuítos das baterías inclúe, pero non se limita a, os seguintes métodos.
a. Cando sexa posible, use un embalaxe interior completamente pechado feito de material non condutor (por exemplo, bolsas de plástico) para cada cela ou cada dispositivo alimentado por batería.
b. Use un medio adecuado para illar ou embalar a batería para que non entre en contacto con outras baterías, equipos ou materiais condutores (por exemplo, metais) dentro do paquete.
c. Use tapas de protección non condutoras, cinta illante ou outros medios adecuados de protección para electrodos ou enchufes expostos.
Se o embalaxe exterior non pode resistir a colisión, entón o embalaxe exterior por si só non debe utilizarse como medida para evitar que os electrodos da batería se rompan ou se produzan un curtocircuíto. A batería tamén debe usar acolchado para evitar o movemento, se non, a tapa do electrodo está solta debido ao movemento ou o electrodo cambia de dirección para provocar un curtocircuíto.
Os métodos de protección dos electrodos inclúen, pero non se limitan a, as seguintes medidas:
a. Colocando os electrodos de forma segura a unha cuberta de suficiente resistencia.
b. A batería está embalada nun paquete de plástico ríxido.
c. Use un deseño empotrado ou teña outra protección para os electrodos da batería para que os electrodos non se rompan aínda que se caia o paquete.
Hora de publicación: 07-02-2023