Skammhlaup rafhlöðunnar er alvarleg bilun: efnaorkan sem geymd er í rafhlöðunni mun glatast í formi varmaorku, tækið er ekki hægt að nota. Á sama tíma myndar skammhlaup einnig alvarlega hitamyndun, sem dregur ekki aðeins úr afköstum rafhlöðuefnisins heldur getur jafnvel leitt til elds eða sprengingar vegna hitauppstreymis. Til að koma í veg fyrir hugsanlegar aðstæður í tækinu sem gætu myndað skammhlaup og til að tryggja að skammhlaup sé ekki hættulegt rekstrarástand, getum við notað COMSOL Multiphysics til að rannsaka skipulagningu litíumjónarafhlöðu.
Hvernig verður rafhlaða skammhlaup?
Rafhlaðan er fær um að breyta geymdri efnaorku í raforku. Við venjulega notkun munu tvær rafskaut rafhlöðunnar framleiða rafefnafræðileg viðbrögð minnkunarviðbrögð neikvæða rafskautsins og oxunarviðbrögð rafskautsins. Meðan á losunarferlinu stendur er jákvæða rafskautið 0,10-600 og neikvæða rafskautið er jákvætt; meðan á hleðslu stendur er skipt um rafskautsstafina tvo, það er að jákvæða rafskautið er jákvætt og neikvæða rafskautið er neikvætt.
Annað rafskaut losar rafeindir inn í hringrásina en hitt rafskautið tekur rafeindir úr hringrásinni. Það er þessi hagstæða efnahvörf sem knýr strauminn í hringrásinni og þannig getur hvaða tæki, eins og mótor eða ljósapera, fengið orku úr rafhlöðunni þegar það er tengt við hana.
Svokölluð skammhlaup er þegar rafeindir streyma ekki í gegnum hringrásina sem tengd er við raftækið heldur fara beint á milli rafskautanna tveggja. Þar sem þessar rafeindir þurfa ekki að vinna neina vélræna vinnu er viðnámið mjög lítið. Fyrir vikið er efnahvarfinu hraðað og rafhlaðan byrjar að tæmast sjálf og missir efnaorku sína án þess að vinna neitt gagnlegt. Við skammhlaup veldur of mikill straumur að rafhlöðuviðnám verður heitt (Joule hiti), sem getur skemmt tækið.
Vélræn skemmdir á rafhlöðunni eru ein af orsökum skammhlaups. Ef aðskotahlutur úr málmi stingur í rafhlöðupakkann eða ef rafhlöðupakkinn skemmist við hnoðingu mun það mynda innri leiðandi leið og mynda skammhlaup. „Nálaprófið“ er staðlað öryggispróf fyrir litíumjónarafhlöður. Meðan á prófinu stendur mun stálnál stinga í gegnum rafhlöðuna og stytta hana.
Komið í veg fyrir skammhlaup rafhlöðunnar
Rafhlaðan eða rafhlöðupakkann ætti að verja gegn skammhlaupi, þ.mt ráðstafanir til að koma í veg fyrir að rafhlaðan og sama pakki af leiðandi efnum komist í snertingu við hvert annað. Rafhlöður eru pakkaðar í kassa til flutnings og ættu að vera aðskildar hver frá öðrum innan kassans, með jákvæðu og neikvæðu pólunum í sömu átt þegar rafhlöðurnar eru settar hlið við hlið.
Að koma í veg fyrir skammhlaup á rafhlöðum felur í sér, en takmarkast ekki við, eftirfarandi aðferðir.
a. Þar sem mögulegt er, notaðu alveg lokaðar innri umbúðir úr óleiðandi efni (td plastpokum) fyrir hverja klefa eða hvert rafhlöðuknúið tæki.
b. Notaðu viðeigandi aðferð til að einangra eða pakka rafhlöðunni þannig að hún komist ekki í snertingu við önnur rafhlöður, búnað eða leiðandi efni (td málma) í umbúðunum.
c. Notaðu óleiðandi hlífðarhettur, einangrunarlímband eða aðra viðeigandi vörn fyrir óvarinn rafskaut eða innstungur.
Ef ytri umbúðirnar geta ekki staðist árekstur, þá ætti ekki að nota ytri umbúðirnar einar sem ráðstöfun til að koma í veg fyrir að rafhlöðu rafskautin brotni eða skammhlaupi. Rafhlaðan ætti einnig að nota bólstrun til að koma í veg fyrir hreyfingu, annars er rafskautshettan laus vegna hreyfingar eða rafskautið breytir um stefnu til að valda skammhlaupi.
Aðferðir til að vernda rafskaut fela í sér, en takmarkast ekki við, eftirfarandi ráðstafanir:
a. Festa rafskautin á öruggan hátt við hlíf sem er nægilega sterk.
b. Rafhlöðunni er pakkað í stífan plastpakka.
c. Notaðu innfellda hönnun eða hafðu aðra vörn fyrir rafhlöðu rafskautin þannig að rafskautin brotni ekki þótt pakkinn falli.
Pósttími: Feb-07-2023