Le court-circuit de la batterie est un défaut grave : l'énergie chimique stockée dans la batterie sera perdue sous forme d'énergie thermique, l'appareil ne pourra plus être utilisé. Dans le même temps, un court-circuit constitue également une importante génération de chaleur, qui non seulement réduit les performances du matériau de la batterie, mais peut même conduire à un incendie ou à une explosion en raison d'un emballement thermique. Afin d'éliminer les conditions potentielles dans l'appareil qui pourraient constituer un court-circuit et de garantir qu'un court-circuit ne constitue pas une condition de fonctionnement dangereuse, nous pouvons utiliser COMSOL Multiphysics pour étudier la planification des batteries lithium-ion.
Comment se produit un court-circuit de batterie ?
La batterie est capable de convertir l’énergie chimique stockée en énergie électrique. En fonctionnement normal, les deux électrodes de la batterie produiront des réactions électrochimiques, une réaction de réduction de l'électrode négative et une réaction d'oxydation de l'anode. Pendant le processus de décharge, l'électrode positive est de 0,10 à 600 et l'électrode négative est positive ; pendant le processus de charge, les deux caractères d'électrode sont commutés, c'est-à-dire que l'électrode positive est positive et l'électrode négative est négative.
Une électrode libère des électrons dans le circuit, tandis que l’autre électrode extrait les électrons du circuit. C'est cette réaction chimique favorable qui entraîne le courant dans le circuit et ainsi tout appareil, comme un moteur ou une ampoule, est capable d'obtenir de l'énergie de la batterie lorsqu'il y est connecté.
On parle de court-circuit lorsque les électrons ne circulent pas dans le circuit connecté à l'appareil électrique, mais se déplacent directement entre les deux électrodes. Puisque ces électrons n’ont besoin d’effectuer aucun travail mécanique, la résistance est très faible. En conséquence, la réaction chimique est accélérée et la batterie commence à s’auto-décharger, perdant son énergie chimique sans effectuer aucun travail utile. En cas de court-circuit, le courant excessif provoque un échauffement de la résistance de la batterie (chaleur Joule), ce qui peut endommager l'appareil.
Les dommages mécaniques dans la batterie sont l'une des causes de court-circuit. Si un corps étranger métallique perce la batterie ou si la batterie est endommagée par le pétrissage, cela constituera un chemin conducteur interne et constituera un court-circuit. Le « test par piqûre d’épingle » est le test de sécurité standard pour les batteries lithium-ion. Pendant le test, une aiguille en acier percera la batterie et la mettra en court-circuit.
Eviter les courts-circuits de la batterie
La batterie ou le bloc-batterie doit être protégé contre les courts-circuits, notamment en prenant des mesures pour empêcher la batterie et le même paquet de matériaux conducteurs d'entrer en contact les uns avec les autres. Les batteries sont emballées dans des cartons pour le transport et doivent être séparées les unes des autres à l'intérieur du carton, les pôles positif et négatif étant orientés dans la même direction lorsque les batteries sont placées côte à côte.
La prévention des courts-circuits des batteries comprend, sans s'y limiter, les méthodes suivantes.
un. Dans la mesure du possible, utilisez un emballage intérieur entièrement fermé en matériau non conducteur (par exemple, des sacs en plastique) pour chaque cellule ou chaque appareil alimenté par batterie.
b. Utilisez un moyen approprié pour isoler ou emballer la batterie afin qu'elle ne puisse pas entrer en contact avec d'autres batteries, équipements ou matériaux conducteurs (par exemple, des métaux) à l'intérieur de l'emballage.
c. Utilisez des capuchons de protection non conducteurs, du ruban isolant ou tout autre moyen de protection approprié pour les électrodes ou les fiches exposées.
Si l'emballage extérieur ne peut pas résister à une collision, l'emballage extérieur seul ne doit pas être utilisé comme mesure pour empêcher les électrodes de la batterie de se briser ou de se court-circuiter. La batterie doit également utiliser un rembourrage pour empêcher tout mouvement, sinon le capuchon de l'électrode se desserre en raison du mouvement ou l'électrode change de direction pour provoquer un court-circuit.
Les méthodes de protection des électrodes comprennent, sans s'y limiter, les mesures suivantes :
un. Fixer solidement les électrodes sur un couvercle suffisamment résistant.
b. La batterie est emballée dans un emballage en plastique rigide.
c. Utilisez une conception encastrée ou disposez d'une autre protection pour les électrodes de la batterie afin que les électrodes ne se cassent pas même si l'emballage tombe.
Heure de publication : 07 février 2023