اتصال کوتاه باتری یک خطای جدی است: انرژی شیمیایی ذخیره شده در باتری به شکل انرژی حرارتی از بین می رود، دستگاه نمی تواند استفاده شود. در عین حال، یک اتصال کوتاه همچنین باعث تولید گرمای شدید می شود که نه تنها عملکرد مواد باتری را کاهش می دهد، بلکه ممکن است به دلیل فرار حرارتی منجر به آتش سوزی یا انفجار شود. برای از بین بردن شرایط بالقوه در دستگاه که می تواند باعث اتصال کوتاه شود و اطمینان حاصل شود که اتصال کوتاه یک شرایط عملیاتی خطرناک نیست، می توانیم از COMSOL Multiphysics برای مطالعه برنامه ریزی باتری های لیتیوم یونی استفاده کنیم.
اتصال کوتاه باتری چگونه اتفاق می افتد؟
باتری قادر است انرژی شیمیایی ذخیره شده را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. در حین کار عادی، دو الکترود باتری واکنش های الکتروشیمیایی کاهش الکترود منفی و واکنش اکسیداسیون آند را ایجاد می کنند. در طول فرآیند تخلیه، الکترود مثبت 0.10-600 و الکترود منفی مثبت است. در طول فرآیند شارژ، دو کاراکتر الکترود سوئیچ می شوند، یعنی الکترود مثبت مثبت و الکترود منفی منفی است.
یک الکترود الکترون ها را به مدار آزاد می کند، در حالی که الکترود دیگر الکترون ها را از مدار می گیرد. این واکنش شیمیایی مطلوب است که جریان را در مدار هدایت می کند و بنابراین هر وسیله ای مانند موتور یا لامپ می تواند در صورت اتصال به باتری انرژی دریافت کند.
به اصطلاح اتصال کوتاه زمانی است که الکترون ها از مدار متصل به دستگاه الکتریکی جریان نمی یابند، بلکه مستقیماً بین دو الکترود حرکت می کنند. از آنجایی که این الکترون ها نیازی به انجام کار مکانیکی ندارند، مقاومت بسیار کوچک است. در نتیجه واکنش شیمیایی تسریع می شود و باتری شروع به تخلیه خود می کند و انرژی شیمیایی خود را بدون انجام هیچ کار مفیدی از دست می دهد. هنگام اتصال کوتاه، جریان بیش از حد باعث داغ شدن مقاومت باتری (حرارت ژول) می شود که می تواند به دستگاه آسیب برساند.
آسیب مکانیکی در باتری یکی از دلایل اتصال کوتاه است. اگر یک جسم خارجی فلزی بسته باتری را سوراخ کند یا اگر بسته باتری در اثر ورز دادن آسیب ببیند، یک مسیر رسانای داخلی ایجاد می کند و یک اتصال کوتاه ایجاد می کند. "تست سنجاق" تست ایمنی استاندارد برای باتری های لیتیوم یونی است. در طول آزمایش، یک سوزن فولادی باتری را سوراخ کرده و آن را کوتاه می کند.
از اتصال کوتاه باتری جلوگیری کنید
باتری یا بسته باتری باید در برابر اتصال کوتاه محافظت شود، از جمله اقداماتی برای جلوگیری از تماس باتری و همان بسته مواد رسانا با یکدیگر. باتری ها در جعبه هایی برای حمل و نقل بسته بندی می شوند و باید در داخل جعبه از یکدیگر جدا شوند و هنگامی که باتری ها در کنار هم قرار می گیرند، قطب های مثبت و منفی در یک جهت قرار گیرند.
جلوگیری از اتصال کوتاه باتری ها شامل روش های زیر است، اما محدود به آن نمی شود.
الف در صورت امکان، از یک بسته بندی داخلی کاملاً محصور ساخته شده از مواد غیر رسانا (مثلاً کیسه های پلاستیکی) برای هر سلول یا هر دستگاهی که با باتری کار می کند، استفاده کنید.
ب از وسیله ای مناسب برای جداسازی یا بسته بندی باتری استفاده کنید تا نتواند با سایر باتری ها، تجهیزات یا مواد رسانا (مثلاً فلزات) درون بسته تماس پیدا کند.
ج از کلاهک های محافظ غیر رسانا، نوار عایق یا سایر وسایل حفاظتی مناسب برای الکترودها یا شاخه های در معرض دید استفاده کنید.
اگر بسته بندی بیرونی نمی تواند در برابر برخورد مقاومت کند، پس بسته بندی بیرونی به تنهایی نباید به عنوان اقدامی برای جلوگیری از شکستن یا اتصال کوتاه الکترودهای باتری استفاده شود. باتری نیز باید از بالشتک برای جلوگیری از حرکت استفاده کند، در غیر این صورت درپوش الکترود به دلیل حرکت شل می شود یا الکترود جهت اتصال کوتاه را تغییر می دهد.
روش های حفاظت از الکترود شامل اقدامات زیر است، اما به آنها محدود نمی شود:
الف الکترودها را به طور ایمن به پوششی با استحکام کافی وصل کنید.
ب باتری در یک بسته پلاستیکی سفت و سخت بسته بندی شده است.
ج از یک طرح فرورفته استفاده کنید یا برای الکترودهای باتری محافظ دیگری داشته باشید تا الکترودها حتی در صورت افتادن بسته نشکند.
زمان ارسال: فوریه-07-2023