Батерейны бөмбөрийн бүрхүүл, дэлбэрэлтийн шалтгааныг шинжлэх

著者：Iflowpower – Provedor de central eléctrica portátil

Лити нь химийн мөчлөгийн хүснэгтэд хамгийн бага бөгөөд хамгийн идэвхтэй металл юм. Жижиг хэмжээтэй, өндөр хүчин чадалтай, хэрэглэгчид болон инженерүүдийн дунд алдартай. Гэсэн хэдий ч химийн шинж чанар нь дэндүү амьд тул маш өндөр аюулыг авчирдаг.

Лити метал агаарт өртөх үед хүчилтөрөгчтэй хүчтэй исэлдэлтийн урвалаар тэсрэх болно. Аюулгүй байдал, хүчдэлийг сайжруулахын тулд эрдэмтэд литийн атомыг хадгалах графит, литийн кобальт зэрэг материалыг зохион бүтээжээ. Эдгээр материалын молекулын бүтэц нь литийн атомыг хадгалахад ашиглаж болох нанометрийн түвшний жижиг хадгалах торыг бүрдүүлдэг.

Ийм байдлаар батерейны орон сууц эвдэрсэн ч хүчилтөрөгч орж, хүчилтөрөгчийн молекулууд хэт том болохгүй бөгөөд эдгээр жижиг хадгалах торууд нь хүчилтөрөгчтэй холбогдож, тэсрэлтээс сэргийлдэг. Лити-ион батерейны энэхүү зарчим нь өндөр хүчин чадалтай нягтралыг олж авахын зэрэгцээ хүмүүсийг аюулгүй байдалд хүргэдэг. Лити ион батерейг цэнэглэх үед эерэг электродын литийн атом нь электроноо алдаж, лити ион болгон исэлдүүлнэ.

Литийн ионууд нь электролитийн шингэнээр дамжин сөрөг электрод руу очиж, сөрөг электродын нөөц рүү орж, электрон авч, литийн атомыг бууруулдаг. Цэнэглэх үед бүх хөтөлбөр унав. Батерейны эерэг ба сөрөг электродоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд зай нь богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд олон тооны нарийн нүхтэй диафрагмын цаасыг нэмнэ.

Сайн диафрагмын цаас нь батерейны температур хэт өндөр байх үед нарийн нүхийг автоматаар унтрааж, лити ионыг огтолж чадахгүй тул аюулаас урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Лити-ион батерейны цөм нь хүчдэл 4.2 В-оос дээш болсны дараа холболтоор эхэлнэ.

Хэт цэнэгийн даралт өндөр, аюул нь бас өндөр байна. Лити батерейны хүчдэл 4.2 В-оос их болсны дараа эерэг электродын материал дахь литийн атомын үлдсэн тоо хагасаас бага байх ба хадгалах хэрэгсэл нь ихэвчлэн унадаг тул батерейны хүчин чадал байнгын бууралттай байдаг.

Хэрэв энэ нь үргэлжлүүлэн цэнэглэгддэг бол сөрөг электродын нөөц нь литийн атомаар дүүрсэн тул дараагийн лити металл нь сөрөг материалын гадаргуу дээр хуримтлагдана. Эдгээр литийн атомууд нь сөрөг гадаргуугийн чиглэлээс литийн ион хүртэл салаалсан талстжилт болно. Эдгээр лити металлын талстууд нь диафрагмын цаасаар дамжин эерэг ба сөрөг богино холболт үүсгэдэг.

Заримдаа богино залгааны өмнөх зай эхлээд дэлбэрч болно, учир нь хэт цэнэглэх үйл явц, электролит болон бусад материалууд нь хий хагарах тул зайны орон сууц эсвэл даралтын хавхлага эвдэрч, хүчилтөрөгч нь сөрөг гадаргуу дахь литийн атомын урвал руу орох боломжийг олгодог. Тиймээс лити ион батерейг цэнэглэх үед батерейны ашиглалтын хугацаа, хүчин чадал, аюулгүй байдлыг харгалзан хүчдэлийн дээд хязгаарыг нэгэн зэрэг тохируулах шаардлагатай. Цэнэглэх хүчдэлийн хязгаар нь 4 байна.

2V. Лити батерейг цэнэггүй болгох үед хүчдэлийн хязгаар байх ёстой. Зайны хүчдэл 2-оос доош байвал зарим материал устах болно.

4V. Мөн зай нь өөрөө цэнэггүй болох тул урт хүчдэл бага байх тул цэнэггүй болсон үед 2.4V хүртэл тавихгүй байх нь дээр.

Лити ион батерей нь 3.0V-ээс 2.4V хүртэл цэнэггүй, суллагдсан энерги нь батерейны хүчин чадлын ердөө 3% -ийг эзэлдэг.

Тиймээс 3.0V нь хамгийн тохиромжтой цэнэгийн таслах хүчдэл юм. Цэнэглэх, цэнэглэх үед хүчдэлийн хязгаараас гадна гүйдлийн хязгаар шаардлагатай.

Гүйдэл хэт их байвал литийн ион нь хадгалах сүлжээнд орохгүй бөгөөд энэ нь материалын гадаргуу дээр хуримтлагдана. Эдгээр литийн ионуудыг электроноор хийсний дараа литийн атомын талсжилт нь материалын гадаргуу дээр үүсдэг бөгөөд энэ нь хэт их цэнэгтэй адил бөгөөд аюултай байж болно. Хагарсан тохиолдолд энэ нь тэсрэх болно.

Тиймээс лити-ион батерейны хамгаалалтыг багтаасан байх ёстой: цэнэглэх хүчдэлийн дээд хязгаар, цэнэгийн хүчдэлийн хязгаар, гүйдлийн дээд хязгаар. Ерөнхийдөө лити-ион батерейны үүрнээс гадна хамгаалалтын хавтан байх бөгөөд энэ гурван хамгаалалтыг хангахад чухал ач холбогдолтой юм. Гэсэн хэдий ч хамгаалагчийн гурван хамгаалалт нь хангалттай биш бөгөөд дэлхийн лити-ион батерейны дэлбэрэлт намтар хэвээр байна.

Зайны системийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд та зайны дэлбэрэлтийн талаар илүү болгоомжтой дүн шинжилгээ хийх хэрэгтэй. Батерейны дэлбэрэлт 1. Дотоод туйлшрал их байна!

3, электролитийн чанар, гүйцэтгэлийн асуудал. 4, татан буулгах хэмжээ үйл явц нь хүрч чадаагүй байна. 5, угсралтын явцад лазер гагнуур нь муу, гоожиж, гоожиж, гоожиж байна.

6, тоос шороо, маш хальсан тоос нь эхлээд микро-богино хэлхээнд хүргэж, тодорхой шалтгаан тодорхойгүй байна. 7, эерэг ба сөрөг хавтан нь зузаан, процесс нь зузаан, бүрхүүлд ороход хэцүү байдаг. 8, хөхний толгой, ган бөмбөлөгний битүүмжлэлийн гүйцэтгэл сайн биш байна.

9, орон сууцны материал нь зузаан бүрхүүлтэй хана, орон сууцны хэв гажилтын зузаантай байдаг. Зайны цөмийн дэлбэрэлтийн тэсрэлтийн шинжилгээний төрлийг гадаад богино холболт, дотоод богино холболт, хэт цэнэг гэж дүгнэж болно. Энд байгаа гадаад систем нь зайны гаднах хэсгийг хэлдэг бөгөөд үүнд зайны хайрцагт дулаалгын дулаалга муу хийснээс үүссэн богино холболтууд орно.

Богино холболт нь зайны үүрний гадна байгаа үед электрон бүрэлдэхүүн хэсэг нь таслагдахгүй, батерейны дотоод хэсэг нь өндөр дулаантай байх ба электролитийн хэсэгчилсэн ууршилт үүсэх ба зайны бүрхүүлийг дэмжих болно. Батерейны дотоод температур 135 хэм хүртэл өндөр байх үед диафрагмын чанар хаагдаж, цахилгаан химийн урвал зогсох эсвэл дуусах дөхөж, гүйдэл огцом буурч, температур аажмаар буурч, улмаар дэлбэрэлтээс сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч нарийн нүхний хаалтын хурд нь хэтэрхий муу, эсвэл нарийн нүх нь диафрагмын цаасыг хаадаггүй бөгөөд энэ нь тасралтгүй нэмэгдэж, илүү их электролит, батерейны орон сууцыг эцэслэн боловсруулж, батерейны температурыг нэмэгдүүлэхийн тулд батерейны температурыг нэмэгдүүлэх болно.

Зэс тугалган цаас нь хөнгөн цагаан тугалган цаасны мембраныг татах, эсвэл литийн атомын мөчрүүд диафрагмыг өмсдөг тул дотоод богино холболт нь чухал юм. Эдгээр нарийн зүү нь бичил богино холболт үүсгэж болно. Зүү нь маш нарийн байдаг тул тодорхой эсэргүүцлийн утга байдаг тул гүйдэл нь заавал байх албагүй.

Зэсийн хөнгөн цагаан тугалган цавуу нь үйлдвэрлэлийн процессоос үүсдэг. Түүгээр ч барахгүй алдаа нь бага байдаг тул заримдаа шатаж, батерей нь хэвийн байдалдаа орох болно. Тиймээс бөртөлөөс үүссэн дэлбэрэлтийн магадлал өндөр биш юм.

Ингэснээр эс тус бүрийн дотор талаас богино зайг дотооддоо цэнэглэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч дэлбэрэлтийн үйл явдал болсон боловч статистикийн хувьд энэ нь батлагдсан. Тиймээс дотоод богино залгааны улмаас үүссэн дэлбэрэлт нь хэт их цэнэгтэй учраас чухал юм.

Учир нь, энэ нь зүү хэлбэртэй литийн металл талстжилт бөгөөд энэ нь бичил богино хэлхээ юм. Тиймээс батерейны температур аажмаар нэмэгдэж, эцэст нь өндөр температур нь электролитийн хий болно. Энэ нөхцөл байдал, энэ нь хэт өндөр материал шатаж тэсрэлт хийх, эсвэл гадна бүрхүүл нь эхлээд эвдэрсэн байна, тиймээс хөрөнгө оруулалт хийсэн агаар, лити металл, энэ нь тэсрэлт юм.

Гэсэн хэдий ч хэт их дотоод богино холболтоос үүссэн энэ дэлбэрэлт нь цэнэглэх үед заавал тохиолддоггүй. Материалыг шатаахын тулд зайны температур өндөр биш байж магадгүй юм. Хий гарч ирэхэд хэрэглэгч зайны орон сууцыг эвдэхэд хангалттай биш тул хэрэглэгч гар утсаа унтрааж, цэнэглэхээ зогсооно.

Энэ үед олон тооны бичил богино хэлхээний дулаан нь батерейны температурыг аажмаар нэмэгдүүлж, тодорхой хугацааны дараа зөвхөн дэлбэрэлт үүсгэдэг. Хэрэглэгчийн нийтлэг тодорхойлолт бол утсаа аваад утсаа халуун, дараа нь дэлбэрч байгааг олж мэдэх явдал юм. Зарим төрлийн дэлбэрэлтээс урьдчилан сэргийлэх, гадаад богино холболтоос урьдчилан сэргийлэх, батерейны аюулгүй байдлыг гурван тал дээр сайжруулахад бид тэсрэлтээс хамгаалж чадна.

Тэдгээрийн дотроос хэт ачааллаас урьдчилан сэргийлэх, гадаад богино холболтоос урьдчилан сэргийлэх нь цахим хамгаалалтад хамаарах бөгөөд батерейны системийн дизайн, батерейны багцтай ихээхэн холбоотой байдаг. Цахилгааны аюулгүй байдлыг сайжруулах гол зорилго нь химийн болон механик хамгаалалт бөгөөд энэ нь батерейны үндсэн үйлдвэрлэгчтэй ихээхэн холбоотой байдаг. Загварын норм нь хэдэн зуун сая гар утастай бөгөөд аюулгүй байдлын хамгаалалтын эвдрэлийн түвшин 100 саяас бага байх ёстой.

Учир нь хэлхээний самбарын эвдрэлийн түвшин ерөнхийдөө зуун саяас хамаагүй өндөр байдаг. Тиймээс батерейны системийг төлөвлөхдөө хамгаалалтын хоёр шугам байх ёстой. Түгээмэл алдаа нь батерейг цэнэглэгчээр (Адаптор) шууд цэнэглэх явдал юм.

Энэ нь хамгаалалтын хамгаалалтыг хэт их цэнэглэж, зайны хайрцаг дээрх хамгаалалтын хавтанг бүрэн зохицуулна. Хамгаалагчийн эвдрэлийн түвшин өндөр биш ч гэмтлийн түвшин бага байсан ч дэлхийн хэмжээнд дэлбэрэлтийн осол хэвээр байна. Зайны систем нь аюулгүй байдлын хоёр хамгаалалтыг хангаж чадах юм бол хэт гүйдэл, хэт гүйдлийн нийлүүлэлт, хамгаалалт тус бүрийн эвдрэлийн хувь нь аравны нэг бол хоёр хамгаалалт нь эвдрэлийн түвшинг 100 сая хүртэл бууруулж чадна.

Цэнэглэгч болон зайны багцын хоёр хэсгийг багтаасан нийтлэг батерейг цэнэглэх систем нь дараах байдалтай байна. Цэнэглэгч нь адаптер ба цэнэглэгч хянагч гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Адаптер нь хувьсах гүйдлийг шууд гүйдэл болгон хувиргадаг бөгөөд цэнэглэгч хянагч нь тогтмол гүйдлийн хамгийн их гүйдэл ба хамгийн их хүчдэлийг хязгаарладаг.

Зайны хайрцаг нь хамгаалалтын хавтан ба зайны үндсэн хоёр хэсгээс бүрдэх ба хамгийн их гүйдлийг хязгаарлах PTC. Зайны үүрийг жишээ болгон ашиглаж байна. Хэт чадлын хамгаалалтын системийг 4 болгож тохируулсан.

Цэнэглэгчийн гаралтын хүчдэлийг ашиглан 2V-ыг ашиглан анхны хамгаалалтыг бий болгосноор батерейны хамгаалалтын самбар байсан ч батерейг хөмрөхгүй байх болно. Хоёрдахь хамгаалалт нь хамгаалалтын самбар дээрх хэт хамгаалалтын функц бөгөөд ерөнхийдөө 4.3V байна.

Ийм байдлаар хамгаалалтын самбар нь ихэвчлэн цэнэглэгчийн хүчдэл хэт өндөр байх үед цэнэглэх гүйдлийг таслах үүрэгтэй байж болно. Хэт гүйдлийн хамгаалалтыг хамгаалалтын самбар, гүйдэл хязгаарлах хальс хариуцдаг бөгөөд энэ нь мөн хоёр хамгаалалт бөгөөд хэт гүйдэл болон гадаад богино холболтоос сэргийлдэг. Учир нь хэт цэнэггүйдэл нь зөвхөн электроникийн ашиглалтын явцад л үүсдэг.

Тиймээс, ерөнхийдөө электрон бүтээгдэхүүний утсан хавтанг эхлээд хамгаалалтад нийлүүлэх зориулалттай бөгөөд зайны хайрцаг дээрх хамгаалалтын хавтан нь хоёр дахь хамгаалалтыг өгдөг. Цахим бүтээгдэхүүн нь тэжээлийн хүчдэл 3.0 В-оос доош байгааг илрүүлэх үед автоматаар унтрах ёстой.

Хэрэв энэ функцийг төлөвлөөгүй бол хамгаалалтын самбар нь хүчдэл нь 2.4V хүртэл бага байх үед цэнэгийн гогцоог унтраана. Товчхондоо, батерейны системийг зохион бүтээхдээ хоёр электрон хамгаалалтыг хэт цэнэглэх, хэт их гүйдэл, хэт гүйдлээр хангах ёстой.

Тэдгээрийн дотроос хамгаалалтын самбар нь хоёр дахь хамгаалалт юм. Хамгаалагчийг ав, хэрэв батерей нь дэлбэрч байвал дизайныг муугаар илэрхийлнэ. Дээрх арга нь хоёр төрлийн хамгаалалтыг хангадаг ч хэрэглэгч цэнэглэхийн тулд оригинал бус цэнэглэгч худалдаж авдаг бөгөөд зардлаа харгалзан цэнэглэгчийн үйлдвэрүүд зардлыг бууруулахын тулд ихэвчлэн цэнэглэгч хянагчийг авдаг.

Үүний үр дүнд зах зээл дээр маш муу цэнэглэгч байдаг. Энэ нь бүрэн цэнэгийн хамгаалалтыг алддаг бөгөөд эхний арга нь мөн хамгийн чухал хамгаалалтын шугам юм. Мөн хэт цэнэглэлт нь батерейны дэлбэрэлт үүсгэдэг хамгийн чухал хүчин зүйл юм.

Тиймээс доод түвшний цэнэглэгчийг зайны дэлбэрэлтийн догшин гэж нэрлэж болно. Мэдээжийн хэрэг, бүх батерейны системүүд дээр дурдсан аргуудыг ашигладаггүй. Зарим тохиолдолд батерейны багц дахь цэнэглэгч хянагчийн загвар бас байх болно.

Жишээ нь: олон зөөврийн компьютерын батерей, цэнэглэгч хянагч байдаг. Учир нь зөөврийн компьютерууд нь ерөнхийдөө компьютерт цэнэглэгч удирддаг бөгөөд зөвхөн хэрэглэгчдэд адаптер өгдөг. Тиймээс зөөврийн компьютерын нэмэлт батерей нь адаптерийг цэнэглэх үед гадаад батерейг аюулгүй байлгахын тулд цэнэглэгчтэй байх ёстой.

Нэмж дурдахад, бүтээгдэхүүнийг машины тамхины асаагуур ашиглан цэнэглэдэг бөгөөд цэнэглэх хянагч нь заримдаа зайны багц дотор хийгддэг. Цахим хамгаалалтын арга хэмжээ амжилтгүй болсон тохиолдолд хамгаалалтын эцсийн шугамыг батерейгаар хангана. Батерейны аюулгүй байдлын түвшин нь зай нь гадаад богино холболт болон хэт цэнэглэлтийг дамжуулж чадах эсэхээс хамаарна.

Учир нь зайны дэлбэрэлт, хэрэв дотор нь литийн атом байгаа бол дэлбэрэлтийн хүч илүү их байх болно. Түүгээр ч зогсохгүй хэт цэнэгийн хамгаалалт нь ихэвчлэн зөвхөн хэрэглэгчдийн хамгаалалтын шугамтай байдаг тул батерейны хэт цэнэглэх чадвар нь гадны богино холболтоос илүү чухал байдаг.