Frage:
Warum haben wiederaufladbare Batterien keinen Kurzschlussschutz?
sharptooth
2012-01-23 18:50:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wenn ich ein Benutzerhandbuch für ein Gerät lese, das mit einem Akku betrieben wird - wie ein Mobiltelefon oder ein Stromtreiber -, wird im Handbuch immer angegeben, dass ich den Akku so aufbewahren und handhaben soll, dass seine Anschlüsse nicht kurzgeschlossen werden Gegenstände wie eine Büroklammer oder ein Schraubenzieher oder andere Dinge, die ich möglicherweise in meiner Tasche oder Tasche habe. Die Warnung besagt weiter, dass ein Kurzschluss dazu führen kann, dass eine Batterie explodiert.

Warum haben Batterien keine Schaltkreise, die einen Kurzschluss beheben und ihn weniger gefährlich machen?

Meine Idee, dass es eine geben sollte, aber der Hersteller muss den Benutzer trotzdem vor möglichen falschen Verwendungen und Konsequenzen warnen, um in diesem Fall auch rechtlich abgesichert zu sein.
@clabacchio, das ist, was ich weiß, um wahr zu sein. Sie haben Schutz, aber sie warnen Sie, um sicherzustellen, dass sie abgedeckt sind.
@Kortuk - sie haben nicht immer Schutz. Im Laden gekaufte wiederaufladbare NiMH-Modelle nicht.
AFAIK In diesen kleinen NiMH-Batterien ist kein Platz mehr für Schutzmaßnahmen. Es würde viel Kapazität essen. Es gibt nur Chemie, keine Schaltkreise.
Zwei antworten:
Russell McMahon
2012-01-23 19:23:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Es gibt zwei Haupttypen von wiederaufladbaren Batterien - Lithium-Ionen und seine Kinder (wie LiPo) und den Rest.

  • LiIon-Zellen MÜSSEN IMMER über eine Schutzelektronik verfügen, und die überwiegende Mehrheit hat diese. Bei Missbrauch oder manchmal, nur weil sie es will, reduziert eine LiIon-Zelle sowohl sich selbst als auch die Ausrüstung, in der sie sich befindet, auf einen brennenden Haufen.

LiIon "Entlüften mit Flamme" ... - spontane "nicht verursachte" Selbstzerlegung des Laptops, weil (sogar) Sony es nicht richtig machen konnte.

enter image description here

Die Marke ohne Namen kann auch nicht immer ;-) ...

enter image description here


  • Alle anderen Typen können bei Kurzschluss ernsthafte Schäden verursachen, sind jedoch normalerweise nicht anfällig für explosive Selbstzersetzung. Ein Kurzschluss kann zu einer gefährlich hohen Wärmeableitung führen und die Zellen dauerhaft schädigen, führt jedoch im Allgemeinen nicht zu einer Ausreißreaktion.

LiIon (Lithium-Ionen) ist eine "Bombe mit langsamer Freisetzung", die darauf wartet, passiert zu werden. Ein LiIon-Akku kann möglicherweise dazu gebracht werden, "mit Flammen zu entlüften" (Gargoyle weiß), indem er zu schnell auflädt, auf übermäßige Spannung, starke Entladung, Eindringen von Spitzen oder starkes Klopfen auflädt, bei niedriger Spannung mit normaler Geschwindigkeit auflädt und überhaupt auflädt wenn die Spannung sehr niedrig ist.

Schutzgeräte für LiIon-Anrufe sind die Norm. Diese werden normalerweise INNERHALB des Batteriegehäuses montiert, sodass ihre Anwesenheit nicht offensichtlich ist. LiIon-Zellen sollten IMMER solche Geräte verwenden. Die meisten Hersteller verkaufen keine LiIon-Zellen ohne interne Schutzvorrichtungen. Einige werden.

LiIon-Zellen unter Fehlerbedingungen unterliegen einer starken Selbstentladung an einem Punkt, an dem Wasserstoffgas und zuerst geschmolzenes und dann gasförmiges Lithiummetall erzeugt werden. Die Temperaturen steigen schnell bis zum Zündpunkt "und weg geht es". Einmal gestartet, läuft die Reaktion normalerweise vollständig ab. Wasser wird vom Lithiummetall als zusätzlicher Reaktant begrüßt.

Sicherheit von Lithiumionen


Blei-Säure, NimH. NiCd, NiFe, LiFePO4 ...

kann alle erheblichen thermischen Schaden anrichten und wird wahrscheinlich die Zellen beschädigen, wenn Sie sie kurzschließen und kurzschließen lassen. ABER sie explodieren normalerweise nicht und es ist normalerweise nicht bekannt, dass sie sich selbst verbrennen.

Ich habe noch nie eine dieser Batterien mit internem Schutz gesehen.

Hinweis dass LiFePO4 = Lithiumferrophosphat, ist in dieser Liste. Eine LiFePO4-Zelle ist ungefähr so ​​sicher wie sie kommt. Sie können einen silbernen Dorn durch sein Herz treiben, wenn Sie müssen. Es wird Ihnen nicht danken, aber auch nicht selbst zerlegen. Kurz gesagt, der Grund dafür ist, dass das Li-Metall in der eigentlichen Zelle in einer Spinellstruktur gehalten wird und nicht physisch wandert, wenn es spannend wird.

Eine Blei-Säure- "Autobatterie" schmilzt über alles Metallische dass Sie über seine Terminals platzieren. Dies würde zB große Halbmondschlüssel einschließen. Wenn Sie durch geschmolzene Schraubenschlüssel schwer verletzt wurden, sollten Sie nicht überrascht sein. Die Batterie würde wahrscheinlich nie wieder dieselbe sein, wird aber wahrscheinlich nicht schmelzen. Sie können eine Blei-Säure-Batterie buchstäblich explodieren lassen, indem Sie den während des Ladevorgangs erzeugten Wasserstoff entzünden. Dies ist jedoch ein separates Problem.

Fügen Sie beispielsweise 6 x AA Nimh 2000+ mAh-Zellen, verschiedene Münzen und einige Schlüssel in eine Hosentasche und ein Gehen Sie Ihrem Geschäft nach. Gelegentlich erhalten Sie einen Kurzschluss über Münzen und Schlüssel und verschiedene Zellen, die so heiß sind, dass Hautverbrennungen auftreten können und ein Feuer keine Überraschung wäre. Wenn du das schaffst, bist du ein Idiot! Ich habe es zwei oder drei Mal gemacht :-). Nicht schon wieder, denke ich !!!

NiCd ungefähr wie bei Nimh. Wahrscheinlich robuster gegen Kurzschlüsse.

Ein voll aufgeladener AA Nimh mit mehr als 2000 mAh liefert mehr als 10 Ampere für einen harten Kurzschluss.

Das Detail ist gut und lohnenswert, aber eine kurze Antwort wäre: Weil Geld, Platz, Gewicht oder Serienwiderstand, die von Schutzvorrichtungen ausgegeben oder akzeptiert werden, keine nützliche Energie produzieren oder speichern, tun dies Hersteller von Batterietypen nicht Sie möchten mehr einbeziehen, als erforderlich ist, um zu verhindern, dass die Batterie über andere Mittel als ihr Auslegungsverhalten (Ausgabe des Stroms bei der angegebenen Spannung) eine Gefahr darstellt. Wenn an eine Autobatterie angeschlossene Kabel kurzgeschlossen werden und Feuer fangen, liegt dies nicht an der Batterie, die einfach * wie vorgesehen * Strom ausgibt.
Wenn dagegen ein Laptop-Akku in Flammen aufgeht, ist der Schaden, den er Personen und Eigentum zufügen kann, eine Folge eines nicht festgelegten Verhaltens. Es ist interessant festzustellen, dass einige Arten kleinerer Batterien keine Schutzvorrichtungen haben, die in größeren Batterien zu finden sind. Kleine Uhrenbatterien können beispielsweise bei Überhitzung explodieren, aber stattdessen lecken Dinge wie AAA oder größere Zellen. Ich denke, wenn eine Batterie klein genug ist, kann sie nur begrenzt Schaden anrichten, wenn sie explodiert.
@supercat - Das ist eine Antwort, aber nicht direkt eine Zusammenfassung von mir. Ich sagte im Wesentlichen, dass LiIon NED-Schutz und die meisten es eingebaut haben. Ich sagte, dass andere Typen keinen Schutz benötigen, wie LiIon und Hersteller es nicht einbauen. Ich sagte wenig oder nichts über Kostentreiber und ich denke nicht Sie sind das Hauptproblem. Alle Bar LiIon haben sie nicht, weil sie nicht generell benötigt werden.
Wenn Sie internen Schutz sagen, sprechen Sie anscheinend von bloßen Zellen, während das OP von Akkus zu sprechen scheint. In nackten Zellen kann ein grundlegender Schutz direkt integriert sein, z. B. eine PTC-Sicherung oder ein schmelzbarer Abscheider, während in einer Packung möglicherweise eine komplexere Schaltung vorhanden ist. Einige dieser Mechanismen sind reversibel, wenn der Kurzschluss verschwindet, andere nicht. Wenn ein reversibles Gerät ausgelöst wird, obwohl es danach noch funktioniert, hat es möglicherweise mindestens Millisekunden lang einen hohen Strom angetrieben und einige Schäden erlitten, die sich später als kürzere Lebensdauer oder schlechter herausstellen.
Mit @RussellMcMahon können Sie bitte erläutern, welche Arten von Schutzschaltungen in modernen Li-Ionen- oder LiPo-Akkus enthalten sind. Wie komplex werden sie in billigeren Produkten wie Kameras? Weigert sich einer von ihnen, Strom auszugeben, es sei denn, er kann über eine separate PIN mit dem Host-Gerät kommunizieren, oder ist das Krypto-Material in einigen Laptops eher eine Frage des Hosts, der sich weigert, "gefälschte" Packs aufzuladen. Ich kann eine separate Frage stellen, wenn Sie möchten.
@RussellMcMahon: Manchmal finde ich es nützlich, Antworten zu haben, die mit einer sehr kurzen Zusammenfassung beginnen (obwohl ich dann in meinem Kommentar etwas vorgeschlagen habe, das für einen solchen Zweck etwas zu lang wäre - na ja). Kurzschluss beschädigt Batterie - akzeptabel. Batterie bläst liefert genug Strom, um etwas in die Luft zu jagen - akzeptabel. Die Batterie geht in Flammen auf und brennt ein Waisenhaus nieder, wobei alle im Inneren getötet werden - nicht akzeptabel. Hersteller bieten zusätzlichen Schutz zum Schutz vor inakzeptablen Risiken - nicht akzeptablen.
Frank
2012-01-23 21:08:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Eine ideale Batterie ist gut, wenn sie den geringsten Innenwiderstand aufweist. Jeder zusätzliche Stromkreis ist eine Energieverschwendung. Der Widerstand wird durch eine solche Schutzschaltung erhöht.

Die Anwendung muss entscheiden, ob die Energie verschwendet werden soll oder nicht, nicht der Batteriehersteller.

LiPo (...) Zellen haben ein seltsames Verhalten. Unter manchmal unvorhersehbaren Umständen überhitzt sich eine Zelle innerhalb von Sekunden. Es wurde eine neue Testmethode entwickelt, die mit einem schwachen Änderungsstrom arbeitet, der diese Änderung und den Temperaturanstieg in der Zelle misst. Dies ist im Moment sehr kompliziert.

Ich denke, dass in Zukunft allen LiPos integrierte Schaltkreise hinzugefügt werden, um Gefahren zu vermeiden. Aber im Moment ist der Preis die einzige Kraft, die dies vom Massenmarkt abhält.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...