Skip to main content
Hermes Banner 1
DIGITAL TV 186
securityreport e mag odhgos 2021
27 Μαρτίου 2022 12:18

Επιθεώρηση μπαταριών με θερμογραφικές λύσεις

Γράφει: Αποστολόπουλος Παναγιώτης
05f9955a5bea9a29918bc3bac2d0648e XL ac951260

Η μπαταρία ή συσσωρευτής ιόντων Λιθίου (Li-ion battery ή LIB) είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας στην οποία τα ιόντα Λιθίου κινούνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο προς το θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και αντίστροφα κατά τη φόρτιση.

Η μπαταρία ή συσσωρευτής ιόντων Λιθίου (Li-ion battery ή LIB) είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας στην οποία τα ιόντα Λιθίου κινούνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο προς το θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και αντίστροφα κατά τη φόρτιση. Σήμερα, οι εν λόγω μπαταρίες είναι παντού, από φορητές συσκευές, αυτοκίνητα, παιχνίδια, μέχρι και στις οδοντόβουρτσες!

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν έναν από τους πιο δημοφιλείς τύπους επαναφορτιζομένων μπαταριών για φορητά ηλεκτρονικά, με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, πολύ μικρό φαινόμενο μνήμης και χαμηλή αυτοεκφόρτιση. Οι LIB γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς για στρατιωτικές, ηλεκτρικές μπαταρίες οχημάτων και αεροναυπηγικές εφαρμογές.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να θέσουν ιδιαίτερους κινδύνους ασφάλειας επειδή περιέχουν έναν εύφλεκτο ηλεκτρολύτη και ενδέχεται να διατηρούνται υπό πίεση. Εάν ένα στοιχείο μπαταρίας φορτίζεται υπερβολικά γρήγορα, μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα, που οδηγεί σε εκρήξεις, ακόμα και πυρκαγιές. Λόγω αυτών των κινδύνων, τα πρότυπα ελέγχου είναι αυστηρά. Η χρήση θερμογραφικών λύσεων για την επιθεώρηση των εν λόγω μπαταριών είναι μία ακόμα εναλλακτική λύση. Εάν υπερθερμανθούν ή υπερφορτιστούν, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, μπορεί να υποστούν θερμική διαφυγή και διάρρηξη του στοιχείου. Σε ακραίες καταστάσεις αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διαρροή, έκρηξη ή πυρκαγιά. Για να μειωθούν αυτοί οι κίνδυνοι, πολλά στοιχεία ιόντων λιθίου (και συστοιχίες μπαταριών) περιέχουν κύκλωμα ασφάλειας από σφάλμα που αποσυνδέει την μπαταρία όταν η τάση του είναι εκτός της περιοχής ασφαλείας των 3-4,2V ανά στοιχείο ή όταν υπερφορτιστεί ή εκφορτιστεί. Οι συστοιχίες μπαταριών λιθίου, είτε κατασκευάζονται από πωλητή ή τελικό χρήστη, χωρίς αποτελεσματική διαχείριση κυκλωμάτων μπαταρίας είναι ευπαθείς σε αυτά τα θέματα.

Οι κατασκευαστές μπαταριών ιόντων λιθίου (LIB) προσπαθούν να μεγιστοποιήσουν την απόδοση τους, να ελαχιστοποιήσουν το τελικό τους κόστος και φυσικά να διασφαλίσουν την ποιότητα τους. Τα όρια θερμοκρασίας φόρτισης για τα ιόντα λιθίου είναι πιο αυστηρά από τα όρια λειτουργίας. Η χημεία των ιόντων λιθίου λειτουργεί καλά σε αυξημένες θερμοκρασίες, αλλά παρατεταμένη έκθεση στη θερμότητα μειώνει τη ζωή της μπαταρίας. Οι μπαταρίες των ιόντων λιθίου προσφέρουν καλή απόδοση φόρτισης σε πιο δροσερές θερμοκρασίες και ίσως ακόμα να επιτρέπουν ‘γρήγορη φόρτιση’ στο θερμοκρασιακό εύρος των 5 μέχρι 45°C. Η φόρτιση πρέπει να εκτελείται μέσα σε αυτή τη θερμοκρασιακή περιοχή. Σε θερμοκρασίες από 0 μέχρι 5°C η φόρτιση είναι δυνατή, αλλά θα πρέπει να μειωθεί το ρεύμα φόρτισης. Κατά τη διάρκεια φόρτισης χαμηλής θερμοκρασίας η μικρή αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από το περιβάλλον λόγω της εσωτερικής αντίστασης του στοιχείου είναι ωφέλιμη. Υψηλές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια φόρτισης μπορεί να οδηγήσουν σε υποβάθμιση της μπαταρίας και φόρτιση σε θερμοκρασίες πάνω από 45°C θα υποβαθμίσουν την απόδοση της μπαταρίας, ενώ σε χαμηλότερες θερμοκρασίες η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας μπορεί να αυξηθεί, με αποτέλεσμα πιο αργή φόρτιση και συνεπώς μεγαλύτερους χρόνους φόρτισης.

Θερμογραφικές λύσεις

Διάφορες προηγμένες θερμογραφικές λύσεις, έχουν αποδειχθεί ιδανικές επιλογές για τον ποιοτικό έλεγχο των μπαταριών σε πολλές βιομηχανίες. Ας πάρουμε για παράδειγμα τις θερμικές κάμερες. Οι θερμικές κάμερες καταγράφουν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπουν τα σώματα και τα αντικείμενα, μετατρέποντας την σε ορατή εικόνα. Αυτή η καταγραφή της διαφοράς θερμοκρασίας των σωμάτων σε ένα περιβάλλον, καθιστά αυτού του είδους τις κάμερες, ιδανικές για χρήση στο απόλυτο σκοτάδι, αλλά και για τον εντοπισμό υψηλών θερμοκρασιών σε διάφορες συσκευές.

Ένας ειδικός φακός εστιάζει στο υπέρυθρο φως που εκπέμπει ένα αντικείμενο. Το φως δέχεται σάρωση από τον υπέρυθρο ανιχνευτή και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα. Τα σήματα αυτά στέλνονται σε μια μονάδα επεξεργασίας σήματος, η οποία μεταφράζει τις πληροφορίες σε δεδομένα και τα στέλνει στην οθόνη. Τα δεδομένα αυτά έχουν διάφορα χρώματα (κίτρινο, πορτοκαλί, κόκκινο κ.λπ.) ανάλογα με την ένταση της υπέρυθρης εκπομπής. Οι εικόνες από τις υπέρυθρες κάμερες τείνουν να είναι μονόχρωμες,  επειδή οι κάμερες χρησιμοποιούν γενικά έναν αισθητήρα εικόνας που δεν διακρίνει διαφορετικά μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας. Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, τα πιο φωτεινά (θερμαντικά) μέρη της εικόνας είναι συνήθως λευκά χρώματα, οι ενδιάμεσες θερμοκρασίες απεικονίζονται με κόκκινο και κίτρινο χρώμα, ενώ τα πιο αχνά μέρη με μαύρο.

Ως εκ τούτου, διάφορες θερμικές συσκευές είναι ιδανικές για την επιθεώρηση των συγκεκριμένων μπαταριών, καθώς μπορούν να ανιχνεύσουν ελαττώματα και ρύπους στα ηλεκτρόδια της μπαταρίας. Γενικά, η αύξηση θερμοκρασίας μπορεί να υποδηλώνει την παρουσία ρύπων στο εσωτερικό των μπαταριών, ενώ αντίστοιχα μία μείωση, μπορεί να συνεπάγεται με τρύπες (διαρροή) και φουσκάλες.

Μια άλλη εφαρμογή των συσκευών θερμικής απεικόνισης είναι κατά τη διάρκεια κατασκευής των μπαταριών, όπου τα ηλεκτρόδια ανόδου και καθόδου συγκολλούνται μεταξύ τους και συνδέονται ηλεκτρικά μεταξύ τους μέσω κατάλληλου αγωγού. Οι συγκολλήσεις είναι κρίσιμες καθώς καθορίζουν την εσωτερική αντίσταση επαφής που επηρεάζει τους χρόνους φόρτισης, την απόδοση ισχύος και την παραγωγή θερμότητας. Επιπλέον, η αντοχή της συγκόλλησης έναντι της φθοράς και της κόπωσης, θα καθορίσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Αναλύοντας τη διάδοση της θερμότητας μέσω της συγκόλλησης με προηγμένες μεθόδους θερμογραφίας, μπορούν να γίνουν προσδιορισμοί σχετικά με τη δομή της συγκόλλησης και την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η όλη διαδικασία θα βοηθήσει στον έγκαιρο εντοπισμό σφαλμάτων και ελαττωμάτων, βελτιώνοντας την ταχύτητα και το κόστος παραγωγής.

{gallery}11422{/gallery}

ΑΛΛΑ ΑΡΘΡΑ ΣΕ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

  • Κυκλοφορεί το Security Report Απριλίου

    Κυκλοφορεί το Security Report Απριλίου

    Κυκλοφορεί σε όλα τα εξειδικευμένα σημεία διανομής το περιοδικό Security Report Απριλίου, πάντα μαζί με το περιοδικό Ψηφιακή Τηλεόραση. Στο νέο τεύχοςθα βρείτε ενδιαφέροντα θέματα και δοκιμές π...
  • Athens Electronix 2024

    Athens Electronix 2024

    Με τεράστια επιτυχία ολοκληρώθηκε η Athens Electronix 2024, η μεγαλύτερη έκθεση της χρονιάς στην πρωτεύουσα, η οποία διοργανώθηκε από την Libra Press στον Πολυχώρο Εκδηλώσεων Δαΐς, στις 2 και 3 Μα...
  • Διευθυνσιοδοτούμενα συστήματα πυρανίχνευσης της Satel

    Διευθυνσιοδοτούμενα συστήματα πυρανίχνευσης της Satel

    Με μεγάλη επιτυχία ολοκληρώθηκε ένα ακόμα σεμινάριο που διοργάνωσε η ARK Academy στις εγκαταστάσεις της στον Ταύρο, την Πέμπτη, 29 Φεβρουαρίου, με θέμα τα συστήματα διευθυνσιοδοτούμενης πυρανίχνευ...
  • Πώς επηρεάζεται ο κατασκευαστικός τομέας από το AI;

    Πώς επηρεάζεται ο κατασκευαστικός τομέας από το AI;

    Ο κατασκευαστικός κλάδος, ακρογωνιαίος λίθος της αστικής ανάπτυξης και γενικότερα της οικονομίας, υφίσταται σημαντικές αλλαγές τα τελευταία χρόνια. Στο επίκεντρο αυτών των αλλαγών, βρίσκεται για μ...
  • Lenkeng AV transmitters

    Lenkeng AV transmitters

    H Lenkeng ιδρύθηκε το 2004 στην Κίνα και είναι ένας από τους κορυφαίους παγκόσμιους κατασκευαστές συστημάτων video transmission, παράγοντας ποιοτικά και καινοτόμα προϊόντα, που ακολουθούν τα τελευ...