Батареяның қысқа тұйықталуы - елеулі ақаулық: батареяда сақталған химиялық энергия жылу энергиясы түрінде жоғалады, құрылғыны пайдалану мүмкін емес.Сонымен қатар, қысқа тұйықталу қатты жылуды тудырады, бұл батарея материалының өнімділігін төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар термиялық қашу салдарынан өртке немесе жарылысқа әкелуі мүмкін.Құрылғыдағы қысқа тұйықталуды тудыруы мүмкін ықтимал жағдайларды жою және қысқа тұйықталу қауіпті жұмыс жағдайын тудырмайтындығына көз жеткізу үшін литий-ионды батареяларды жоспарлауды зерттеу үшін COMSOL Multiphysics қолданбасын пайдалана аламыз.
Батареяның қысқа тұйықталуы қалай пайда болады?
Батарея сақталған химиялық энергияны электр энергиясына түрлендіруге қабілетті.Қалыпты жұмыс кезінде аккумулятордың екі электроды теріс электродтың тотықсыздану реакциясы мен анодтың тотығу реакциясының электрохимиялық реакциясын тудырады.Разряд процесі кезінде оң электрод 0,10-600, ал теріс электрод оң;зарядтау процесі кезінде екі электрод таңбалары ауыстырылады, яғни оң электрод оң және теріс электрод теріс.
Бір электрод электр тізбегіне электрондарды шығарады, ал екінші электрод тізбектен электрондарды алады.Дәл осы қолайлы химиялық реакция тізбектегі токты қозғайды және осылайша қозғалтқыш немесе шам сияқты кез келген құрылғы оған қосылған кезде батареядан қуат ала алады.
Қысқа тұйықталу деп электрондар электр құрылғысына қосылған тізбек арқылы ағып кетпей, екі электрод арасында тікелей қозғалады.Бұл электрондар ешқандай механикалық жұмыс істеуді қажет етпейтіндіктен, кедергі өте аз.Нәтижесінде химиялық реакция жылдамдап, батарея өздігінен зарядсыздана бастайды, ешқандай пайдалы жұмыс жасамай, химиялық энергиясын жоғалтады.Қысқа тұйықталу кезінде шамадан тыс ток батарея кедергісінің қызып кетуіне әкеледі (Джоуль қызуы), бұл құрылғыны зақымдауы мүмкін.
Батареядағы механикалық зақым қысқа тұйықталу себептерінің бірі болып табылады.Металл бөгде зат аккумулятор жинағын тесіп кетсе немесе батарея жинағы илеу арқылы зақымдалса, ол ішкі өткізгіш жолды құрайды және қысқа тұйықталуды құрайды.«Тығыздау сынағы» литий-ионды батареяларға арналған стандартты қауіпсіздік сынағы болып табылады.Сынақ кезінде болат ине аккумуляторды тесіп, оны тұйықтайды.
Батареяның қысқа тұйықталуын болдырмаңыз
Батарея немесе аккумулятор жинағы қысқа тұйықталудан қорғалуы керек, соның ішінде аккумулятордың және өткізгіш материалдардың бір-бірімен жанасуын болдырмау шаралары.Батареялар тасымалдауға арналған қораптарға салынған және батареяларды қатар қойған кезде оң және теріс полюстер бір бағытта бағытталған, қораптың ішінде бір-бірінен бөлінуі керек.
Батареялардың қысқа тұйықталуын болдырмау келесі әдістерді қамтиды, бірақ олармен шектелмейді.
а.Мүмкіндігінше, әрбір ұяшық немесе батареямен жұмыс істейтін әрбір құрылғы үшін электр өткізбейтін материалдан (мысалы, пластикалық пакеттер) жасалған толығымен жабық ішкі ораманы пайдаланыңыз.
б.Батареяны орамдағы басқа батареялармен, жабдықпен немесе өткізгіш материалдармен (мысалы, металдар) жанаспайтындай етіп оқшаулау немесе орау үшін тиісті құралдарды пайдаланыңыз.
в.Ашық электродтар немесе тығындар үшін электр өткізбейтін қорғаныс қақпақтарын, оқшаулағыш таспаны немесе басқа тиісті қорғаныс құралдарын пайдаланыңыз.
Егер сыртқы қаптама соқтығысуға төтеп бере алмаса, аккумулятор электродтарының сынуын немесе қысқа тұйықталуын болдырмау шарасы ретінде тек сыртқы қаптаманы қолдануға болмайды.Қозғалыстың алдын алу үшін аккумулятор да толтырғышты пайдалануы керек, әйтпесе электрод қақпағы қозғалысқа байланысты босап қалады немесе электрод қысқа тұйықталу үшін бағытты өзгертеді.
Электродты қорғау әдістеріне келесі шаралар кіреді, бірақ олармен шектелмейді:
а.Электродтарды жеткілікті беріктіктегі қақпаққа мықтап бекіту.
б.Батарея қатты пластик қаптамаға салынған.
в.Аккумулятор электродтары үшін ойық конструкцияны пайдаланыңыз немесе электродтар қаптама түсіп қалса да сынбауы үшін басқа қорғаныспен қамтамасыз етіңіз.
Жіберу уақыты: 07 ақпан 2023 ж