El cortocircuito de la batería es un fallo grave: la energía química almacenada en la batería se perderá en forma de energía térmica y el dispositivo no podrá utilizarse.Al mismo tiempo, un cortocircuito también genera una grave generación de calor, que no sólo reduce el rendimiento del material de la batería, sino que incluso puede provocar un incendio o una explosión debido a la fuga térmica.Para eliminar condiciones potenciales en el dispositivo que podrían constituir un cortocircuito y garantizar que un cortocircuito no constituya una condición de funcionamiento peligrosa, podemos utilizar COMSOL Multiphysics para estudiar la planificación de baterías de iones de litio.
¿Cómo se produce un cortocircuito en la batería?
La batería es capaz de convertir la energía química almacenada en energía eléctrica.Durante el funcionamiento normal, los dos electrodos de la batería producirán reacciones electroquímicas, reacción de reducción del electrodo negativo y reacción de oxidación del ánodo.Durante el proceso de descarga, el electrodo positivo es 0,10-600 y el electrodo negativo es positivo;Durante el proceso de carga, los caracteres de los dos electrodos se cambian, es decir, el electrodo positivo es positivo y el electrodo negativo es negativo.
Un electrodo libera electrones al circuito, mientras que el otro electrodo toma electrones del circuito.Es esta reacción química favorable la que impulsa la corriente en el circuito y, por lo tanto, cualquier dispositivo, como un motor o una bombilla, puede obtener energía de la batería cuando se conecta a ella.
El llamado cortocircuito se produce cuando los electrones no fluyen a través del circuito conectado al dispositivo eléctrico, sino que se mueven directamente entre los dos electrodos.Como estos electrones no necesitan realizar ningún trabajo mecánico, la resistencia es muy pequeña.Como resultado, la reacción química se acelera y la batería comienza a autodescargarse, perdiendo su energía química sin realizar ningún trabajo útil.Cuando se produce un cortocircuito, la corriente excesiva hace que la resistencia de la batería se caliente (calor Joule), lo que puede dañar el dispositivo.
El daño mecánico en la batería es una de las causas del cortocircuito.Si un objeto extraño metálico perfora el paquete de baterías o si el paquete de baterías se daña al amasarlo, constituirá una vía conductora interna y constituirá un cortocircuito.La "prueba del pinchazo" es la prueba de seguridad estándar para las baterías de iones de litio.Durante la prueba, una aguja de acero perforará la batería y provocará un cortocircuito.
Evitar cortocircuitos de la batería.
La batería o paquete de baterías debe protegerse contra cortocircuitos, incluidas medidas para evitar que la batería y el mismo paquete de materiales conductores entren en contacto entre sí.Las baterías están empaquetadas en cajas para su transporte y deben estar separadas entre sí dentro de la caja, con los polos positivo y negativo orientados en la misma dirección cuando las baterías se colocan una al lado de la otra.
La prevención de cortocircuitos de baterías incluye, entre otros, los siguientes métodos.
a.Cuando sea posible, utilice un embalaje interior completamente cerrado hecho de material no conductor (por ejemplo, bolsas de plástico) para cada celda o cada dispositivo alimentado por batería.
b.Utilice un medio adecuado para aislar o empaquetar la batería de modo que no pueda entrar en contacto con otras baterías, equipos o materiales conductores (p. ej., metales) dentro del paquete.
C.Utilice tapas protectoras no conductoras, cinta aislante u otros medios de protección adecuados para electrodos o enchufes expuestos.
Si el embalaje exterior no puede resistir una colisión, entonces el embalaje exterior por sí solo no debe utilizarse como medida para evitar que los electrodos de la batería se rompan o se produzcan cortocircuitos.La batería también debe usar un acolchado para evitar el movimiento; de lo contrario, la tapa del electrodo se afloja debido al movimiento o el electrodo cambia de dirección y provoca un cortocircuito.
Los métodos de protección de electrodos incluyen, entre otras, las siguientes medidas:
a.Fijar los electrodos de forma segura a una cubierta de suficiente resistencia.
b.La batería está empaquetada en un paquete de plástico rígido.
C.Utilice un diseño empotrado o tenga otra protección para los electrodos de la batería para que no se rompan incluso si el paquete se cae.
Hora de publicación: 07-feb-2023