如何解決三元鋰電池的散熱問題?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-14 22:58
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如何解決三元鋰電池的散熱問題?三元鋰離子電池組是電動汽車的核心。動力電池工作電流大，產(chǎn)熱高。同時，電池組處于相對封閉的環(huán)境中，會導致電池溫度升高。那么在這樣炎熱的天氣里，動力電池能讓“心”平靜下來嗎?
動力鋰電池組。JPG
一是以特斯拉為代表的三元鋰電池組，能量密度高，體積小，重量輕，但由于散熱是個大問題，需要額外的空間和質(zhì)量來安裝水冷散熱系統(tǒng)，不如鐵電池安全。
另外，它的電池衰減相對較快，大約800-1200個充滿電的循環(huán)，衰減20%。充一次電意味著在0 - 100%之間一次充一次，在50 - 100%之間一次充半次。按公里數(shù)300公里計算，達到24萬至36萬公里的置換標準，按家庭轎車每年的公里數(shù)計算，怎么說也要10年以上。
如何解決三元鋰電池的散熱問題?
由于非水電解質(zhì)本身是易燃、易揮發(fā)的，它滲透到電池內(nèi)部，形成電池的燃燒源。因此，以上兩種電池材料的工作溫度不應高于60℃，但現(xiàn)在室外溫度接近40℃。同時，電池本身會產(chǎn)生大量的熱量，導致電池工作環(huán)境溫度升高。如果發(fā)生熱失控，情況將非常危險。為了避免變成“燒烤”，冷卻鋰離子電池尤為重要。
鋰電池的散熱有兩種:主動散熱和被動散熱。被動系統(tǒng)需要更低的成本和更簡單的操作。主動系統(tǒng)更復雜，需要更多的額外電力，但其熱管理更有效。
電解液是隔絕燃燒源的，隔膜是增加熱阻溫度的，而全冷是降低電池溫度的，避免因電池過度積聚熱量而失控。如果電池溫度急劇上升至300℃,即使膜不融化,縮水,電解質(zhì)本身,電解質(zhì)和正負電極也有強烈的化學反應,釋放出氣體,形成內(nèi)部高壓和爆炸,所以它是非常重要的采取合適的散熱方法。
鋰電池過熱的原因是電池選型和熱設計不合理，或者是外部短路導致電池溫度升高，電纜接頭松動等，這些都應該從電池設計和電池管理方面加以解決。
從電池材料設計的角度出發(fā)，可以開發(fā)出防止熱失控和阻止熱失控反應的材料。從電池管理的角度，可以預測不同的溫度范圍，定義不同的安全等級，從而進行分級報警。
動力鋰電池的風冷結構散熱方式
1. 在鋰電池組的一端加裝冷卻風扇，另一端加裝通風口，加速電池間隙間的空氣流動，帶走電池運行過程中產(chǎn)生的高熱;
2. 在電氣兩極的頂部和底部加導熱硅膠墊片，使頂部和底部不易釋放的熱量通過TIF導熱硅膠片轉(zhuǎn)移到金屬外殼散熱。同時，硅膠板的高電絕緣性和耐穿刺性對鋰電池組有很好的保護作用。
以上是針對三元鋰電池組散熱問題的解決方案，一般來說，熱逃逸發(fā)生后，會向下擴散。綜上所述，在熱失控膨脹和抑制方面，研究者應該從兩個方面著手:安全防護設計和電池管理。
