Що спричиняє коротке замикання клітин?

Причини дефектів

Виробники не можуть пояснити, чому в деяких елементах спостерігається високий електричний витік або вони недовго залишаються новими. Причиною можуть бути сторонні частинки, які забруднюють елементи під час виготовлення, або шорсткі ділянки на пластинах, що пошкоджують делікатний сепаратор. Чисті приміщення, контроль якості на рівні сировини та мінімальне втручання людини знизили «рівень смертності» елементів.

Спроби відновлення

Були спроби застосувати короткочасні імпульси високого струму для усунення короткого замикання в NiCd або NiMH елементах, але це дало лише частковий успіх. Хоча коротке замикання може тимчасово зникнути, пошкодження в сепараторі залишається. Елемент може відновити заряд і досягти правильної напруги, але високий саморозряд швидко розрядить акумулятор, і замикання виникне знову.

Заміна елементів

Не рекомендується замінювати закорочений елемент у старому акумуляторному блоку, оскільки нові елементи завжди будуть міцнішими за інші. Розглянемо біблійний вірш: «Ніхто не пришиває латки з незрізаної тканини до старого одягу, бо коли пришиває, то нова латка відірветься від старого, і дірка погіршиться» (Марка 2:21). Заміна несправних елементів часто призводить до виходу з ладу акумулятора протягом 6 місяців. Найкраще не порушувати роботу елементів, а дозволити їм природним чином старіти як єдине ціле. Винятком є ​​заміна дефектного елемента для порятунку добре функціонуючого акумуляторного блоку.

Літій-іонні ризики

Літій-іонні елементи зі змішаним кобальтом рідше мають витоки та короткі замикання, ніж нікелеві та свинцеві акумулятори, але вони можуть траплятися, особливо з літій-фосфатними. З невідомих причин елемент на позитивному кінці ланцюжка, найімовірніше, першим закоротить. Можливо, він отримує найбільше навантаження, тоді як середні елементи мають певний захист завдяки буферизації.

Захист від глибокої розрядки

Захист АКБ від впливу глибокої розрядки та подовження терміну його експлуатації

Smart BatteryProtect 12/24V 65A Victron Energy

Автоматично відключає навантаження, коли напруга на акумуляторі падає нижче критичного рівня, що захищає АКБ від глибокого розряду. Передбачено підтримку Bluetooth

Купити

Smart BatteryProtect 12/24V 220A Victron Energy

 Розумний контролер навантаження, який підтримує інтеграцію з VE.Bus BMS, режим роботи з літієвими акумуляторами, а також має низьке енергоспоживання та захист від перенапруги.

Купити

BatteryProtect 12/24V 100A Victron Energy

Захищає як AGM / GEL, так і LiFePO₄ акумулятори від глибокого розряду, який може серйозно зменшити строк служби або повністю вивести АКБ з ладу.

Купити

Подивитися більше

Приклади та інциденти

Обов'язкова схема захисту для літій-іонних акумуляторів може захистити елемент лише від перенапруги, надмірного навантаження та зворотної полярності. Електричне коротке замикання, спричинене внутрішнім пошкодженням елемента, знаходиться поза захистом захисного контуру. Більшість поломок елементів трапляються, коли акумулятор пошкоджено внаслідок ударів та вібрації, перезаряджено або перегріто. Заряджання при мінусових температурах також може пошкодити літій-іонний акумулятор без будь-яких ознак стресу для користувача. Відкликання Sony у 2006 році, коли мікроскопічні металеві частинки контактували з іншими деталями, та Boeing 787 Dreamliner, який вимагав переробки системи акумуляторів, є прикладами того, коли внутрішнього короткого замикання не вдалося запобігти за допомогою схеми захисту. Це були сертифіковані літій-іонні акумулятори, в яких виникло коротке замикання під час експлуатації.

Міцність і щільність енергії

Щоб зменшити ризик короткого замикання, літій-іонні елементи для електричних силових агрегатів та вимогливих промислових застосувань використовують потужний сепаратор. Ці акумулятори більші за ті, що використовуються в споживчих товарах, а також мають нижчу питому енергію. Твердження, що літій-іонні мають вдвічі більшу щільність енергії, ніж нікель-металгідридні, може бути неточним. Довговічні літій-іонні елементи можуть мати питому енергію до 60 Вт·год/кг, що подібно до нікель-кадмієвих, тоді як деякі споживчі літій-іонні елементи можуть мати питому енергію до 250 Вт·год/кг.