Batterikortslutning är ett allvarligt fel: den kemiska energin som lagras i batteriet kommer att gå förlorad i form av termisk energi, enheten kan inte användas. Samtidigt utgör en kortslutning också allvarlig värmealstring, vilket inte bara minskar batterimaterialets prestanda, utan även kan leda till brand eller explosion på grund av termisk rusning. För att eliminera potentiella tillstånd i enheten som skulle kunna utgöra en kortslutning och för att säkerställa att en kortslutning inte utgör ett farligt drifttillstånd, kan vi använda COMSOL Multiphysics för att studera planeringen av litiumjonbatterier.
Hur uppstår en kortslutning på batteriet?
Batteriet kan omvandla lagrad kemisk energi till elektrisk energi. Under normal drift kommer de två elektroderna i batteriet att producera elektrokemiska reaktionsreduktionsreaktioner hos den negativa elektroden och anodens oxidationsreaktion. Under urladdningsprocessen är den positiva elektroden 0,10-600 och den negativa elektroden är positiv; under laddningsprocessen växlas de två elektrodtecken, det vill säga den positiva elektroden är positiv och den negativa elektroden är negativ.
En elektrod släpper ut elektroner i kretsen, medan den andra elektroden tar elektroner från kretsen. Det är denna gynnsamma kemiska reaktion som driver strömmen i kretsen och därmed kan vilken enhet som helst, såsom en motor eller en glödlampa, få energi från batteriet när det är anslutet till det.
En så kallad kortslutning är när elektroner inte strömmar genom kretsen som är kopplad till den elektriska enheten, utan rör sig direkt mellan de två elektroderna. Eftersom dessa elektroner inte behöver utföra något mekaniskt arbete är motståndet mycket litet. Som ett resultat accelereras den kemiska reaktionen och batteriet börjar självurladdas och förlorar sin kemiska energi utan att göra något användbart arbete. Vid kortslutning gör den för höga strömmen att batterimotståndet blir varmt (Joule-värme), vilket kan skada enheten.
Mekaniska skador på batteriet är en av orsakerna till kortslutning. Om ett metalliskt främmande föremål punkterar batteripaketet eller om batteripaketet skadas av knådning, kommer det att utgöra en intern ledningsbana och utgöra en kortslutning. "Nålprickstestet" är standardsäkerhetstestet för litiumjonbatterier. Under testet kommer en stålnål att tränga igenom batteriet och kortsluta det.
Förhindra kortslutning av batteriet
Batteriet eller batteripaketet bör skyddas mot kortslutning, inklusive åtgärder för att förhindra att batteriet och samma paket av ledande material kommer i kontakt med varandra. Batterier är förpackade i kartonger för transport och bör separeras från varandra i lådan, med de positiva och negativa polerna orienterade i samma riktning när batterierna placeras sida vid sida.
Att förhindra kortslutning av batterier inkluderar, men är inte begränsat till, följande metoder.
a. Om det är möjligt, använd en helt sluten innerförpackning gjord av icke-ledande material (t.ex. plastpåsar) för varje cell eller varje batteridriven enhet.
b. Använd lämpliga metoder för att isolera eller förpacka batteriet så att det inte kan komma i kontakt med andra batterier, utrustning eller ledande material (t.ex. metaller) i förpackningen.
c. Använd icke-ledande skyddslock, isoleringstejp eller andra lämpliga skyddsmedel för exponerade elektroder eller pluggar.
Om den yttre förpackningen inte kan motstå kollision, bör den yttre förpackningen ensam inte användas som en åtgärd för att förhindra att batterielektroderna går sönder eller kortsluter. Batteriet bör också använda stoppning för att förhindra rörelse, annars är elektrodlocket löst på grund av rörelse, eller så ändrar elektroden riktning för att orsaka kortslutning.
Elektrodskyddsmetoder inkluderar, men är inte begränsade till, följande åtgärder:
a. Sätt fast elektroderna säkert på ett lock med tillräcklig styrka.
b. Batteriet är förpackat i en styv plastförpackning.
c. Använd en infälld design eller ha annat skydd för batterielektroderna så att elektroderna inte går sönder även om förpackningen tappas.
Posttid: 2023-07-07