O curto-circuito da bateria é uma falha grave: a energia química armazenada na bateria será perdida na forma de energia térmica, o dispositivo não poderá ser utilizado. Ao mesmo tempo, um curto-circuito também constitui forte geração de calor, o que não só reduz o desempenho do material da bateria, mas pode até causar incêndio ou explosão devido à fuga térmica. Para eliminar possíveis condições no dispositivo que possam constituir um curto-circuito e garantir que um curto-circuito não constitua uma condição operacional perigosa, podemos usar o COMSOL Multiphysics para estudar o planejamento de baterias de íons de lítio.
Como ocorre um curto-circuito na bateria?
A bateria é capaz de converter energia química armazenada em energia elétrica. Durante a operação normal, os dois eletrodos da bateria produzirão reações eletroquímicas, reação de redução do eletrodo negativo e reação de oxidação do ânodo. Durante o processo de descarga, o eletrodo positivo é 0,10-600 e o eletrodo negativo é positivo; durante o processo de carregamento, os dois caracteres do eletrodo são trocados, ou seja, o eletrodo positivo é positivo e o eletrodo negativo é negativo.
Um eletrodo libera elétrons no circuito, enquanto o outro eletrodo retira elétrons do circuito. É esta reação química favorável que impulsiona a corrente no circuito e assim qualquer dispositivo, como um motor ou uma lâmpada, é capaz de obter energia da bateria quando conectado a ela.
O chamado curto-circuito ocorre quando os elétrons não fluem através do circuito conectado ao dispositivo elétrico, mas se movem diretamente entre os dois eletrodos. Como esses elétrons não necessitam realizar nenhum trabalho mecânico, a resistência é muito pequena. Como resultado, a reação química é acelerada e a bateria começa a se autodescarregar, perdendo sua energia química sem realizar nenhum trabalho útil. Quando em curto-circuito, a corrente excessiva faz com que a resistência da bateria aqueça (calor Joule), o que pode danificar o dispositivo.
Danos mecânicos na bateria são uma das causas do curto-circuito. Se um objeto metálico estranho perfurar a bateria ou se a bateria for danificada por amassamento, isso constituirá um caminho condutor interno e constituirá um curto-circuito. O “teste de picada de agulha” é o teste de segurança padrão para baterias de íons de lítio. Durante o teste, uma agulha de aço perfurará a bateria e causará um curto-circuito.
Evitar curto-circuito da bateria
A bateria ou conjunto de baterias deve ser protegido contra curto-circuito, incluindo medidas para evitar que a bateria e o mesmo pacote de materiais condutores entrem em contato um com o outro. As baterias são acondicionadas em caixas para transporte e devem ser separadas umas das outras dentro da caixa, com os pólos positivo e negativo orientados na mesma direção quando as baterias são colocadas lado a lado.
A prevenção de curto-circuito das baterias inclui, mas não está limitada aos seguintes métodos.
um. Sempre que possível, utilize uma embalagem interna completamente fechada feita de material não condutor (por exemplo, sacos plásticos) para cada célula ou cada dispositivo alimentado por bateria.
b. Use um meio apropriado de isolar ou embalar a bateria para que ela não entre em contato com outras baterias, equipamentos ou materiais condutores (por exemplo, metais) dentro da embalagem.
c. Use capas protetoras não condutoras, fita isolante ou outros meios apropriados de proteção para eletrodos ou plugues expostos.
Se a embalagem externa não resistir à colisão, então a embalagem externa por si só não deve ser usada como medida para evitar que os eletrodos da bateria quebrem ou entrem em curto-circuito. A bateria também deve usar acolchoamento para evitar movimento, caso contrário, a tampa do eletrodo ficará solta devido ao movimento ou o eletrodo mudará de direção para causar um curto-circuito.
Os métodos de proteção de eletrodos incluem, mas não estão limitados às seguintes medidas:
um. Fixar os eletrodos com segurança a uma cobertura com resistência suficiente.
b. A bateria é embalada em uma embalagem plástica rígida.
c. Use um design embutido ou tenha outra proteção para os eletrodos da bateria para que os eletrodos não quebrem mesmo se a embalagem cair.
Horário da postagem: 07 de fevereiro de 2023