Pil kısa devresi ciddi bir arızadır: Pilde depolanan kimyasal enerji termal enerji şeklinde kaybolur, cihaz kullanılamaz.Aynı zamanda, kısa devre şiddetli ısı oluşumuna neden olur ve bu durum yalnızca pil malzemesinin performansını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda termal kaçak nedeniyle yangına veya patlamaya bile yol açabilir.Cihazda kısa devre oluşturabilecek potansiyel koşulları ortadan kaldırmak ve kısa devrenin tehlikeli bir çalışma koşulu oluşturmamasını sağlamak için, COMSOL Multiphysics'i kullanarak lityum iyon pillerin planlamasını inceleyebiliriz.
Akü kısa devresi nasıl oluşur?
Pil, depolanan kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme yeteneğine sahiptir.Normal çalışma sırasında, pilin iki elektrotu, negatif elektrotun indirgeme reaksiyonu ve anotun oksidasyon reaksiyonu gibi elektrokimyasal reaksiyonlar üretecektir.Deşarj işlemi sırasında pozitif elektrot 0,10-600 ve negatif elektrot pozitiftir;Şarj işlemi sırasında iki elektrot karakteri değiştirilir, yani pozitif elektrot pozitif ve negatif elektrot negatiftir.
Bir elektrot devreye elektron verir, diğer elektrot ise devreden elektron alır.Devredeki akımı yönlendiren bu olumlu kimyasal reaksiyondur ve dolayısıyla motor veya ampul gibi herhangi bir cihaz, ona bağlandığında bataryadan enerji elde edebilir.
Kısa devre olarak adlandırılan durum, elektronların elektrikli cihaza bağlı devre boyunca akmaması, doğrudan iki elektrot arasında hareket etmesidir.Bu elektronların herhangi bir mekanik iş yapmasına gerek olmadığından direnç çok küçüktür.Sonuç olarak, kimyasal reaksiyon hızlanır ve pil, herhangi bir yararlı iş yapmadan kimyasal enerjisini kaybederek kendi kendine boşalmaya başlar.Kısa devre yapıldığında aşırı akım, pil direncinin ısınmasına (Joule ısısı) neden olur ve bu da cihaza zarar verebilir.
Aküdeki mekanik hasar kısa devrenin nedenlerinden biridir.Pil paketini metalik bir yabancı nesne delirse veya pil paketi yoğrularak hasar görürse, dahili bir iletken yol oluşturacak ve kısa devre oluşturacaktır."İğne delme testi", lityum iyon piller için standart güvenlik testidir.Test sırasında çelik bir iğne aküyü delecek ve kısa devre yapacaktır.
Pilin kısa devre yapmasını önleyin
Pil veya pil takımı, pilin ve aynı iletken malzeme paketinin birbiriyle temas etmesini önleyecek önlemler de dahil olmak üzere kısa devreye karşı korunmalıdır.Piller taşıma için kutular içerisinde paketlenir ve piller yan yana yerleştirildiğinde pozitif ve negatif kutupları aynı yöne bakacak şekilde kutu içerisinde birbirlerinden ayrılmalıdır.
Pillerin kısa devre yapmasının önlenmesi aşağıdaki yöntemleri içerir ancak bunlarla sınırlı değildir.
A.Mümkün olduğunda, her hücre veya pille çalışan her cihaz için iletken olmayan malzemeden yapılmış (örneğin plastik torbalar) tamamen kapalı bir iç ambalaj kullanın.
B.Pili, paket içindeki diğer pillerle, ekipmanlarla veya iletken malzemelerle (örn. metaller) temas etmeyecek şekilde yalıtmak veya paketlemek için uygun bir yöntem kullanın.
C.Açıkta kalan elektrotlar veya fişler için iletken olmayan koruyucu kapaklar, yalıtım bandı veya diğer uygun koruma araçlarını kullanın.
Dış ambalaj çarpışmaya karşı koyamıyorsa, akü elektrotlarının kırılmasını veya kısa devre yapmasını önlemek için dış ambalaj tek başına kullanılmamalıdır.Pil ayrıca hareketi önlemek için dolgu kullanmalıdır, aksi takdirde hareket nedeniyle elektrot başlığı gevşer veya elektrot kısa devreye neden olacak şekilde yön değiştirir.
Elektrot koruma yöntemleri aşağıdaki önlemleri içerir ancak bunlarla sınırlı değildir:
A.Elektrotların yeterli sağlamlığa sahip bir kapağa güvenli bir şekilde takılması.
B.Pil sert plastik bir paket içinde paketlenmiştir.
C.Paket düşse bile elektrotların kırılmaması için akü elektrotları için girintili bir tasarım kullanın veya başka bir koruma kullanın.
Gönderim zamanı: Şubat-07-2023