Sind Lithium-Thionylchlorid-Batterien in meiner vibrierenden Umgebung verwendbar? Sind sie sicher?

Ich muss einen Stromkreis, der ständigen Vibrationen (10-15 Hz mit einer Amplitude von ca. 10 Millimetern) ausgesetzt ist, mit einer Batterie versorgen, und ich dachte an eine Lithium-Thionylchlorid-Batterie. Die Schaltung muss unter einem Rütteltisch angebracht werden.

Die Schaltung besteht aus einem Beschleunigungsmesser und einem Gyroskop (MPU6050) mit einem Bluetooth-Modul (HC-06), alle smd-gelötet, und der Batterie.

Die Schaltung wird Daten abtasten und senden, die ich von einem Beschleunigungsmesser und einem Gyroskop über eine Bluetooth-Verbindung an ein Arduino bekomme (einmal pro Stunde, dann gehe ich in den Energiesparmodus und schalte die Sensoren aus).

Ich habe online viele Batterien mit etwa 7,5 Ah gefunden, die meine Schaltung theoretisch 38 Jahre lang mit Strom versorgen könnten (Mein maximaler Stromverbrauch würde 30-40 mA betragen, nur wenn ich mit dem Arduino koppele; unter normalen Umständen sollte der Stromverbrauch etwa 8 mA betragen).

Sind sie in meiner vibrierenden Umgebung sicher? Ich werde die Schaltung vergießen, also wird auch die Batterie mit dem Rest der Schaltung vergossen. Wird es damit Probleme geben?

Juhu, welche Umgebung ist das genau? Ich denke, Sie müssen sich um mehr als die Batterien kümmern, um vibrationssicher zu werden.
Ich habe dem Beitrag eine Information hinzugefügt. Die Umgebung ist ein vibrierender Tisch. Die Schaltung ist am Tisch befestigt. Was sind also genau die Elemente, auf die ich achten sollte?
Ich bin kein Experte für feindliche Umgebungen und es kann sein, dass das Vergießen in Ihrem Fall gerade ausreicht; Seien Sie nur vorsichtig, dass je nachdem, was Sie dafür verwenden, einige Komponenten es möglicherweise nicht mögen (ich habe gesehen, wie sich Elektrolyte mit bestimmten Vergussmassen auflösen, ich habe auch gesehen, wie sie nach dem Vergießen heftig explodierten). Denken Sie nur daran, dass die durchschnittliche Komponente nicht speziell für diese Umgebungen entwickelt wurde, und vergießen und recherchieren Sie sorgfältig, wenn Sie ein empfindliches Teil haben (ich habe keine Ahnung, welche Teile Sie haben, also kann ich nicht mehr sagen).
Entspricht der Vibrationstest einem bestimmten Standard? Diese Tests variieren je nach Anwendung und können unter anderem interessante Dinge auf Leiterplatten verursachen, die Zuverlässigkeit von Lötstellen und Drahtanschlüsse beeinträchtigen. Wenn sich Ihre Batterie in einem Gehäuse (innerhalb des Vergussmaterials) befindet, führt die Vibration dann zu einem Scheuern des Gehäuses oder der Verbindung? Dies sind nur einige Überlegungen in rauen Umgebungen und können bestimmen, welche Vergussmasse geeignet ist.
Ich habe einige andere Infos zu den Komponenten hinzugefügt, die ich verwende. Nein, die Vibration wird in einer Lebensmittelfabrik verwendet. Wir haben uns entschieden, keine Kabel zu verwenden, da diese möglicherweise selbst kaputt gehen könnten, und haben unsere Schaltungen aus diesem Grund vollständig drahtlos und batteriebetrieben gemacht.
Ich hatte vergessen: Die Batterie befindet sich im Verguss.
Sie könnten „Energy Harvesting“ mit einem festen Magneten und einer Spule in Ihrem Schaltkreis in Betracht ziehen.
Einige, wenn nicht alle Thionylchloride enthalten flüssiges Elektrolyt. Ich habe Berichte gesehen, in denen sich die Zellspannung bei einer Änderung der Ausrichtung ändert, wenn die Flüssigkeit im Inneren herumschwappt. Ich kann mir nicht vorstellen, dass kontinuierliches Schwappen sehr gut dafür wäre. (Habe das aber noch nicht probiert.)
Wir haben einen Prototyp einer Energy-Harvesting-Lösung mit fester Spule entworfen, aber uns war klar, dass es viele mechanische Probleme geben würde (wir werden den Magneten in der Spule in zwei Wochen 12 Millionen Mal schütteln, also glauben wir, dass es nicht lange halten wird sehr viel Zeit, aber wir könnten uns irren, was ist Ihre Meinung?)
Versuchen Sie, eine Zelle mit einer hocheffizienten Niedrigstrom-LED zu vergießen, und sehen Sie, wie lange sie läuft. Berechnen Sie die zu erwartende Laufzeit, und wenn es vorzeitig stoppt, könnte die Zelle sein. Und/oder fragen Sie den Zellenhersteller, ob er dies getestet hat.
Die Batterie wird in der gleichen Position bleiben, sie wird ihre Ausrichtung nicht ändern, weil sie an der Platine unter dem Verguss befestigt ist und die Platine unter dem Vibrationstisch befestigt ist. Glauben Sie, dass die Vibration selbst möglicherweise zu solchen Problemen führen könnte?
Letzte Sache: Kann die Vibration die Batterie möglicherweise in Brand setzen?

Antworten (1)

Erstens - Sie werden mehr parasitäre Entladung oder Selbstentladung der Batterien erleben, als Sie erwarten. Zweitens - Die Batterien selbst sind eine chemische Reaktion, und zusätzliche kinetische Energie wird eine gewisse Reibungswärme in der Batterie selbst induzieren. Diese induzierte Wärme muss abgeführt werden, um zu verhindern, dass sie die Batterieumgebung beeinträchtigt und eine beschleunigte Alterung oder noch schlimmer eine beschleunigende Erwärmungsschleife (Anstieg der Temperatur = Anstieg der elektrischen Leistung = Anstieg der Temperatur) verursacht, die als thermisches Durchgehen bezeichnet wird. Drittens wird die Batteriekonstruktion ein Thema sein. Diese Batterien verwenden typischerweise eine gestapelte Konstruktion vom Knopfzellentyp mit einer Mangandioxidkathode und einem Metallgitterkollektor. Eine Bewegung der Kathode gegen das Gitter führt zu einer Degradation der Kathode und zu einer Beeinträchtigung der Leistung. Ob das tatsächlich an der Vibration liegen kann, weiß ich nicht.

Sind Lithium-Thionylchlorid-Batterien in meiner vibrierenden Umgebung verwendbar? Sind sie sicher?
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