Il cortocircuito della batteria è un guasto grave: l'energia chimica immagazzinata nella batteria andrà persa sotto forma di energia termica, il dispositivo non potrà essere utilizzato.Allo stesso tempo, un cortocircuito costituisce anche una grave generazione di calore, che non solo riduce le prestazioni del materiale della batteria, ma può anche provocare un incendio o un'esplosione a causa della fuga termica.Per eliminare potenziali condizioni nel dispositivo che potrebbero costituire un cortocircuito e per garantire che un cortocircuito non costituisca una condizione operativa pericolosa, possiamo utilizzare COMSOL Multiphysics per studiare la progettazione delle batterie agli ioni di litio.
Come si verifica un cortocircuito della batteria?
La batteria è in grado di convertire l’energia chimica immagazzinata in energia elettrica.Durante il normale funzionamento, i due elettrodi della batteria produrranno reazioni elettrochimiche: reazione di riduzione dell'elettrodo negativo e reazione di ossidazione dell'anodo.Durante il processo di scarica, l'elettrodo positivo è 0,10-600 e l'elettrodo negativo è positivo;durante il processo di carica, i caratteri dei due elettrodi vengono scambiati, ovvero l'elettrodo positivo è positivo e l'elettrodo negativo è negativo.
Un elettrodo rilascia elettroni nel circuito, mentre l'altro elettrodo preleva elettroni dal circuito.È questa reazione chimica favorevole che fa circolare la corrente nel circuito e quindi qualsiasi dispositivo, come un motore o una lampadina, è in grado di ottenere energia dalla batteria quando è collegato ad essa.
Un cosiddetto cortocircuito si verifica quando gli elettroni non fluiscono attraverso il circuito collegato al dispositivo elettrico, ma si muovono direttamente tra i due elettrodi.Poiché questi elettroni non devono svolgere alcun lavoro meccanico, la resistenza è molto piccola.Di conseguenza, la reazione chimica viene accelerata e la batteria inizia ad autoscaricarsi, perdendo la sua energia chimica senza svolgere alcun lavoro utile.In caso di cortocircuito, la corrente eccessiva provoca un surriscaldamento della resistenza della batteria (calore Joule), che può danneggiare il dispositivo.
Il danno meccanico alla batteria è una delle cause del cortocircuito.Se un oggetto metallico estraneo perfora la batteria o se la batteria viene danneggiata dall'impasto, costituirà un percorso conduttivo interno e costituirà un cortocircuito.Il "test puntura di spillo" è il test di sicurezza standard per le batterie agli ioni di litio.Durante il test, un ago d'acciaio perforerà la batteria e la manderà in cortocircuito.
Prevenire il cortocircuito della batteria
La batteria o il pacco batteria devono essere protetti contro i cortocircuiti, comprese misure per evitare che la batteria e lo stesso pacco di materiali conduttivi entrino in contatto tra loro.Le batterie sono imballate in scatole per il trasporto e devono essere separate l'una dall'altra all'interno della scatola, con i poli positivo e negativo orientati nella stessa direzione quando le batterie sono affiancate.
La prevenzione del cortocircuito delle batterie include, ma non è limitata a, i seguenti metodi.
UN.Ove possibile, utilizzare un imballaggio interno completamente chiuso realizzato in materiale non conduttivo (ad esempio, sacchetti di plastica) per ciascuna cella o ciascun dispositivo alimentato a batteria.
B.Utilizzare mezzi adeguati per isolare o imballare la batteria in modo che non possa entrare in contatto con altre batterie, apparecchiature o materiali conduttivi (ad esempio metalli) all'interno della confezione.
C.Utilizzare cappucci protettivi non conduttivi, nastro isolante o altri mezzi di protezione adeguati per elettrodi o spine esposti.
Se l'imballaggio esterno non è in grado di resistere alla collisione, l'imballaggio esterno da solo non deve essere utilizzato come misura per evitare la rottura o il cortocircuito degli elettrodi della batteria.La batteria deve inoltre utilizzare un'imbottitura per impedire il movimento, altrimenti il cappuccio dell'elettrodo si allenta a causa del movimento o l'elettrodo cambia direzione provocando un cortocircuito.
I metodi di protezione degli elettrodi includono, ma non sono limitati a, le seguenti misure:
UN.Fissare saldamente gli elettrodi a una copertura sufficientemente resistente.
B.La batteria è imballata in un pacchetto di plastica rigida.
C.Utilizzare un design incassato o prevedere un'altra protezione per gli elettrodi della batteria in modo che gli elettrodi non si rompano anche se la confezione cade.
Orario di pubblicazione: 07 febbraio 2023