Korsleting baterai merupakan kesalahan serius: energi kimia yang disimpan dalam baterai akan hilang dalam bentuk energi panas, perangkat tidak dapat digunakan. Pada saat yang sama, korsleting juga menyebabkan timbulnya panas yang parah, yang tidak hanya mengurangi kinerja bahan baterai, namun bahkan dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan karena pelepasan panas. Untuk menghilangkan potensi kondisi pada perangkat yang dapat menyebabkan korsleting dan untuk memastikan bahwa korsleting tidak merupakan kondisi pengoperasian yang berbahaya, kita dapat menggunakan COMSOL Multiphysics untuk mempelajari perencanaan baterai lithium-ion.
Bagaimana korsleting baterai bisa terjadi?
Baterai mampu mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Selama pengoperasian normal, kedua elektroda baterai akan menghasilkan reaksi elektrokimia, reaksi reduksi elektroda negatif dan reaksi oksidasi anoda. Selama proses pelepasan, elektroda positif adalah 0,10-600 dan elektroda negatif adalah positif; Selama proses pengisian, kedua karakter elektroda tersebut berganti, yaitu elektroda positif menjadi positif dan elektroda negatif menjadi negatif.
Satu elektroda melepaskan elektron ke dalam rangkaian, sedangkan elektroda lainnya mengambil elektron dari rangkaian. Reaksi kimia yang menguntungkan inilah yang menggerakkan arus dalam rangkaian dan dengan demikian perangkat apa pun, seperti motor atau bola lampu, dapat memperoleh energi dari baterai saat dihubungkan dengannya.
Yang disebut hubung singkat adalah ketika elektron tidak mengalir melalui rangkaian yang terhubung ke perangkat listrik, tetapi bergerak langsung di antara dua elektroda. Karena elektron-elektron ini tidak memerlukan kerja mekanis apa pun, hambatannya sangat kecil. Akibatnya, reaksi kimia dipercepat dan baterai mulai melepaskan diri, kehilangan energi kimianya tanpa melakukan pekerjaan yang berguna. Apabila terjadi hubungan pendek, arus berlebih menyebabkan resistansi baterai menjadi panas (panas Joule), sehingga dapat merusak perangkat.
Kerusakan mekanis pada aki merupakan salah satu penyebab terjadinya korsleting. Jika benda asing logam menusuk baterai atau jika baterai rusak karena teruleni, hal itu akan menimbulkan jalur konduktif internal dan menimbulkan korsleting. "Tes tusuk peniti" adalah uji keamanan standar untuk baterai litium-ion. Selama pengujian, jarum baja akan menembus baterai dan menyebabkan arus pendek.
Mencegah hubungan arus pendek pada baterai
Baterai atau paket baterai harus dilindungi dari korsleting, termasuk tindakan untuk mencegah baterai dan paket bahan konduktif yang sama saling bersentuhan. Baterai dikemas dalam kotak untuk diangkut dan harus dipisahkan satu sama lain di dalam kotak, dengan kutub positif dan negatif berorientasi pada arah yang sama ketika baterai ditempatkan berdampingan.
Mencegah hubungan arus pendek pada baterai mencakup, namun tidak terbatas pada, metode berikut.
A. Jika memungkinkan, gunakan kemasan dalam yang tertutup seluruhnya dan terbuat dari bahan non-konduktif (misalnya kantong plastik) untuk setiap sel atau setiap perangkat bertenaga baterai.
B. Gunakan cara yang tepat untuk mengisolasi atau mengemas baterai sehingga tidak dapat bersentuhan dengan baterai, peralatan, atau bahan konduktif lain (misalnya logam) di dalam kemasannya.
C. Gunakan tutup pelindung non-konduktif, pita isolasi, atau alat pelindung lain yang sesuai untuk elektroda atau sumbat yang terbuka.
Jika kemasan luar tidak dapat menahan benturan, maka kemasan luar saja tidak boleh digunakan sebagai tindakan untuk mencegah elektroda baterai putus atau korsleting. Baterai juga harus menggunakan bantalan untuk mencegah pergerakan, jika tidak tutup elektroda akan kendor karena gerakan, atau elektroda berubah arah sehingga menyebabkan korsleting.
Metode perlindungan elektroda mencakup, namun tidak terbatas pada, tindakan berikut:
A. Memasang elektroda dengan aman ke penutup dengan kekuatan yang cukup.
B. Baterai dikemas dalam kemasan plastik kaku.
C. Gunakan desain yang tersembunyi atau gunakan pelindung lain untuk elektroda baterai sehingga elektroda tidak akan pecah meskipun kemasannya terjatuh.
Waktu posting: 07 Februari 2023