Bateriaren zirkuitu laburra akats larria da: baterian gordetako energia kimikoa energia termiko moduan galduko da, gailua ezin da erabili. Aldi berean, zirkuitu labur batek bero-sorkuntza larria ere sortzen du, eta horrek bateriaren materialaren errendimendua murrizten ez ezik, sutea edo leherketa ere eragin dezake ihes termikoaren ondorioz. Zirkuitu laburra izan dezaketen gailuaren balizko baldintzak ezabatzeko eta zirkuitu laburrak funtzionamendu-baldintza arriskutsu bat ez dela ziurtatzeko, COMSOL Multiphysics erabil dezakegu litio-ioizko baterien plangintza aztertzeko.
Nola gertatzen da bateriaren zirkuitu laburra?
Bateria biltegiratutako energia kimikoa energia elektriko bihurtzeko gai da. Funtzionamendu arruntean, bateriaren bi elektrodoek elektrodo negatiboaren erreakzio elektrokimikoak murrizteko eta anodoaren oxidazio erreakzioa sortuko dituzte. Deskarga prozesuan, elektrodo positiboa 0,10-600 da eta elektrodo negatiboa positiboa da; Kargatzeko prozesuan, bi elektrodo karaktereak aldatzen dira, hau da, elektrodo positiboa positiboa da eta elektrodo negatiboa negatiboa da.
Elektrodo batek elektroiak askatzen ditu zirkuituan, eta beste elektrodoak zirkuitutik elektroiak hartzen ditu. Erreakzio kimiko onuragarri hori da zirkuituko korrontea gidatzen duena eta, horrela, edozein gailu, motor bat edo bonbilla bat adibidez, bateriatik energia lortzeko gai da hari konektatzean.
Zirkuitu laburra deitzen dena da elektroiak gailu elektrikoari konektatutako zirkuitutik igarotzen ez direnean, bi elektrodoen artean zuzenean mugitzen direnean. Elektroi hauek lan mekanikorik egin behar ez dutenez, erresistentzia oso txikia da. Ondorioz, erreakzio kimikoa bizkortu egiten da eta bateria autodeskargatzen hasten da, bere energia kimikoa galduz, lan baliagarririk egin gabe. Zirkuitu laburrean dagoenean, gehiegizko korronteak bateriaren erresistentzia berotzea eragiten du (Joule beroa), eta horrek gailua kaltetu dezake.
Baterian kalte mekanikoak zirkuitu laburren arrazoietako bat da. Objektu arrotz metaliko batek bateria-paketea zulatzen badu edo bateria-paketea oratuz hondatzen bada, barne-bide eroale bat izango da eta zirkuitu laburra izango da. "Pinpick test" litio-ioizko baterien segurtasun-proba estandarra da. Proba zehar, altzairuzko orratz batek bateria zulatu eta laburtu egingo du.
Saihestu bateriaren zirkuitulaburrak
Bateria edo bateria zirkuitu laburretatik babestuta egon behar da, bateria eta material eroaleen pakete bera elkarren artean ukitzen ez uzteko neurriak barne. Pilak garraiatzeko kaxetan biltzen dira eta kaxaren barruan elkarrengandik bereizita egon behar dira, polo positiboak eta negatiboak norabide berean orientatuta pilak elkarren ondoan jartzen direnean.
Baterien zirkuitulaburrak saihesteko metodo hauek barne hartzen ditu, baina ez da horretara mugatzen.
a. Bideragarria denean, erabili material ez-eroalez (adibidez, plastikozko poltsak) egindako barne-ontzi guztiz itxia zelula bakoitzeko edo bateriaz elikatzen den gailu bakoitzeko.
b. Erabili bateria isolatzeko edo ontziratzeko baliabide egoki bat, paketearen beste bateria, ekipo edo material eroaleekin (adibidez, metalak) kontaktuan egon ez dadin.
c. Erabili eroaleak ez diren babes-txapelak, zinta isolatzailea edo ageriko elektrodo edo entxufeetarako babesteko beste baliabide egoki batzuk.
Kanpoko ontziak ezin badu talkarik jasan, kanpoko ontziak bakarrik ez dira erabili behar bateriaren elektrodoak apurtzea edo zirkuitulaburra saihesteko. Bateriak betegarria ere erabili behar du mugimendua saihesteko, bestela elektrodoaren kapa askatu egiten da mugimenduaren ondorioz, edo elektrodoak norabidea aldatzen du zirkuitu laburra eraginez.
Elektrodoen babes-metodoek honako neurri hauek barne hartzen dituzte, baina ez daude mugatuta:
a. Elektrodoak sendo lotzea nahikoa indar duen estalki batean.
b. Bateria plastikozko pakete zurrun batean dago bilduta.
c. Erabili txertatutako diseinua edo eduki bateria-elektrodoentzako beste babes bat, elektrodoak hautsi ez daitezen paketea erortzen bada ere.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-07