Batareyaning qisqa tutashuvi jiddiy xatodir: batareyada saqlanadigan kimyoviy energiya issiqlik energiyasi shaklida yo'qoladi, qurilmadan foydalanish mumkin emas. Shu bilan birga, qisqa tutashuv kuchli issiqlik hosil bo'lishini ham tashkil qiladi, bu nafaqat akkumulyator materialining ish faoliyatini pasaytiradi, balki termal qochib ketish tufayli yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin. Qurilmada qisqa tutashuvga olib kelishi mumkin bo'lgan potentsial sharoitlarni bartaraf etish va qisqa tutashuv xavfli ish sharoitini yaratmasligini ta'minlash uchun biz lityum-ion batareyalarni rejalashtirishni o'rganish uchun COMSOL Multiphysics-dan foydalanishimiz mumkin.
Batareyaning qisqa tutashuvi qanday sodir bo'ladi?
Batareya saqlangan kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirishga qodir. Oddiy ish paytida batareyaning ikkita elektrodi elektrokimyoviy reaktsiyalarni keltirib chiqaradi, salbiy elektrodni kamaytirish reaktsiyasi va anodning oksidlanish reaktsiyasi. Chiqarish jarayonida musbat elektrod 0,10-600, salbiy elektrod esa ijobiy; zaryadlash jarayonida ikkita elektrod belgisi almashtiriladi, ya'ni musbat elektrod musbat va salbiy elektrod salbiy.
Bir elektrod kontaktlarning zanglashiga olib elektronlarni chiqaradi, boshqa elektrod esa elektronlarni zanjirdan oladi. Aynan shu qulay kimyoviy reaktsiya kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimdir va shuning uchun dvigatel yoki lampochka kabi har qanday qurilma unga ulanganda batareyadan energiya olishi mumkin.
Qisqa tutashuv deb ataladigan narsa elektronlar elektr qurilmaga ulangan kontaktlarning zanglashiga olib o'tmasdan, to'g'ridan-to'g'ri ikkita elektrod o'rtasida harakatlanishidir. Ushbu elektronlar hech qanday mexanik ishni bajarishga hojat yo'qligi sababli, qarshilik juda kichik. Natijada, kimyoviy reaksiya tezlashadi va batareya hech qanday foydali ish qilmasdan kimyoviy energiyasini yo'qotib, o'z-o'zidan zaryadsizlana boshlaydi. Qisqa tutashganda, haddan tashqari oqim batareya qarshiligining qizib ketishiga olib keladi (Joule issiqlik), bu esa qurilmaga zarar etkazishi mumkin.
Batareyaning mexanik shikastlanishi qisqa tutashuvning sabablaridan biridir. Agar metall begona jism batareya paketini teshib qo'ysa yoki yoğurma natijasida batareya paketi shikastlangan bo'lsa, u ichki o'tkazuvchan yo'lni tashkil qiladi va qisqa tutashuvni tashkil qiladi. "Pinprick testi" lityum-ion batareyalar uchun standart xavfsizlik testidir. Sinov paytida po'lat igna batareyani teshib, uni qisqartiradi.
Batareyaning qisqa tutashuvini oldini oling
Batareya yoki batareya to'plami qisqa tutashuvdan himoyalangan bo'lishi kerak, shu jumladan batareya va bir xil o'tkazuvchan materiallarning bir-biri bilan aloqa qilishini oldini olish choralari. Batareyalar tashish uchun qutilarga qadoqlangan va batareyalar yonma-yon qo'yilganda, ijobiy va salbiy qutblar bir xil yo'nalishda yo'naltirilgan holda, quti ichida bir-biridan ajratilgan bo'lishi kerak.
Batareyalarning qisqa tutashuvini oldini olish quyidagi usullarni o'z ichiga oladi, lekin ular bilan cheklanmaydi.
a. Iloji bo'lsa, har bir hujayra yoki batareya bilan ishlaydigan qurilma uchun elektr o'tkazmaydigan materialdan (masalan, plastik qoplar) to'liq yopiq ichki o'rashdan foydalaning.
b. Batareyani o'ramdagi boshqa batareyalar, jihozlar yoki o'tkazuvchan materiallar (masalan, metallar) bilan aloqa qilmasligi uchun uni izolyatsiyalash yoki qadoqlash uchun tegishli vositalardan foydalaning.
c. Ochiq elektrodlar yoki vilkalar uchun elektr o'tkazmaydigan himoya qopqoqlari, izolyatsion lenta yoki boshqa tegishli himoya vositalaridan foydalaning.
Agar tashqi o'rash to'qnashuvga qarshi tura olmasa, u holda tashqi o'rash faqat akkumulyator elektrodlarining sinishi yoki qisqa tutashuvini oldini olish chorasi sifatida ishlatilmasligi kerak. Batareya harakatni oldini olish uchun to'ldirishni ham ishlatishi kerak, aks holda elektrod qopqog'i harakat tufayli bo'shashadi yoki elektrod qisqa tutashuvga olib keladigan yo'nalishni o'zgartiradi.
Elektrodlarni himoya qilish usullari, ammo ular bilan cheklanmasdan, quyidagi choralarni o'z ichiga oladi:
a. Elektrodlarni etarlicha quvvatli qopqoqqa mahkam bog'lash.
b. Batareya qattiq plastik paketga qadoqlangan.
c. Paket tushib ketgan taqdirda ham elektrodlar buzilmasligi uchun akkumulyator elektrodlari uchun chuqurlashtirilgan dizayndan foydalaning yoki boshqa himoyaga ega bo'ling.
Xabar vaqti: 07-fevral 2023-yil