Az akkumulátor rövidzárlata súlyos hiba: az akkumulátorban tárolt kémiai energia hőenergia formájában elvész, a készülék nem használható.Ugyanakkor a rövidzárlat komoly hőfejlődést is jelent, amely nemcsak az akkumulátor anyagának teljesítményét csökkenti, de akár tűzhöz vagy robbanáshoz is vezethet a hőkifutás miatt.Annak érdekében, hogy a készülékben esetlegesen rövidzárlatot okozó állapotokat kiküszöböljünk, és a rövidzárlat ne jelentsen veszélyes működési állapotot, a COMSOL Multiphysics segítségével tanulmányozhatjuk a lítium-ion akkumulátorok tervezését.
Hogyan keletkezik az akkumulátor rövidzárlata?
Az akkumulátor képes a tárolt kémiai energiát elektromos energiává alakítani.Normál működés közben az akkumulátor két elektródája elektrokémiai reakciókat vált ki, a negatív elektróda redukciós reakciója és az anód oxidációs reakciója.A kisülési folyamat során a pozitív elektróda 0,10-600, a negatív elektróda pedig pozitív;a töltés során a két elektróda karaktere felcserélődik, vagyis a pozitív elektróda pozitív és a negatív elektróda negatív.
Az egyik elektróda elektronokat bocsát ki az áramkörbe, míg a másik elektród elektronokat vesz el az áramkörből.Ez a kedvező kémiai reakció vezeti az áramkörben az áramot, és így bármilyen eszköz, például motor vagy izzó képes energiát nyerni az akkumulátorból, ha rá van kötve.
Az úgynevezett rövidzárlatról akkor beszélünk, amikor az elektronok nem az elektromos eszközhöz csatlakoztatott áramkörön áramlanak át, hanem közvetlenül a két elektróda között mozognak.Mivel ezeknek az elektronoknak nincs szükségük mechanikai munkára, az ellenállás nagyon kicsi.Ennek eredményeként a kémiai reakció felgyorsul, és az akkumulátor önkisülésbe kezd, elveszíti kémiai energiáját anélkül, hogy hasznos munkát végezne.Rövidzárlat esetén a túlzott áram hatására az akkumulátor ellenállása felforrósodik (Joule-hő), ami károsíthatja a készüléket.
Az akkumulátor mechanikai sérülése a rövidzárlat egyik oka.Ha egy fém idegen tárgy kilyuggatja az akkumulátort, vagy ha az akkumulátorcsomag dagasztás következtében megsérül, az belső vezetőutat képez, és rövidzárlatot okoz.A "tűszúrási teszt" a lítium-ion akkumulátorok szabványos biztonsági tesztje.A teszt során egy acéltű átszúrja az akkumulátort, és rövidre zárja.
Kerülje el az akkumulátor rövidzárlatát
Az akkumulátort vagy az akkumulátorcsomagot védeni kell a rövidzárlat ellen, beleértve az akkumulátor és a vezetőképes anyagok azonos csomagjának egymással való érintkezését megakadályozó intézkedéseket is.Az akkumulátorok szállításhoz dobozokba vannak csomagolva, és a dobozon belül el kell különíteni őket egymástól úgy, hogy a pozitív és negatív pólusok azonos irányban legyenek, amikor az elemeket egymás mellé helyezik.
Az akkumulátorok rövidzárlatának megelőzése többek között a következő módszereket foglalja magában.
a.Ahol lehetséges, használjon teljesen zárt, nem vezető anyagból (pl. műanyag zacskóból) készült belső csomagolást minden egyes cellához vagy minden elemmel működő eszközhöz.
b.Használjon megfelelő eszközt az akkumulátor elkülönítésére vagy csomagolására, hogy ne érintkezzen más akkumulátorokkal, berendezéssel vagy vezető anyaggal (pl. fémekkel) a csomagolásban.
c.Használjon nem vezető védőkupakokat, szigetelőszalagot vagy más megfelelő védőeszközt a szabaddá tett elektródák vagy dugók védelmére.
Ha a külső csomagolás nem tud ellenállni az ütközésnek, akkor a külső csomagolás önmagában nem használható az akkumulátor elektródáinak törésének vagy rövidzárlatának megakadályozására.Az akkumulátornak párnázottnak kell lennie, hogy megakadályozza a mozgást, ellenkező esetben az elektróda kupakja meglazul a mozgás miatt, vagy az elektróda irányát változtatva rövidzárlatot okoz.
Az elektródák védelmére szolgáló módszerek többek között a következő intézkedéseket foglalják magukban:
a.Az elektródák biztonságos rögzítése megfelelő erősségű burkolathoz.
b.Az akkumulátor merev műanyag csomagolásba van csomagolva.
c.Használjon süllyesztett kivitelt, vagy legyen más védelem az akkumulátorelektródákhoz, hogy az elektródák még a csomagolás leejtésekor se törjenek el.
Feladás időpontja: 2023-07-07