鋰離子動力電池溫升特性分析

摘要:在鋰離子動力電池飛速發(fā)展的今天，其安全性能越來越受到人們的關注，其中熱量是影響電池安全性能的主要因素之一。為了研究電池使用熱耗散的過程中,根據溫度的上升的鋰離子動力電池在放電數據模擬計算鎳鈷錳三元材料和磷酸鐵鋰電池和不同模型的等效比熱容磷酸亞鐵鋰電池,結果表明,電池和電池結構的電池生產材料兩個方面有影響等效比熱容和電池溫度數據,三元材料電池溫度上升速度快于磷酸鐵鋰電池,電池冷卻系統(tǒng)的大尺寸表長差,溫度上升得更快。這一結論為電池的制造工藝和材料選擇提供了依據，為提高鋰離子電池的安全性能提供了數據支持，對鋰離子電池的發(fā)展具有深遠而有意義的影響。

【關鍵詞】鋰離子動力電池;等效比熱容;材料選擇;電池結構;電池的溫升

 

鋰離子電池具有體積小、電壓高、容量大、循環(huán)性能好、無污染、無記憶效應等優(yōu)點。近年來，在國內外市場發(fā)展迅速，已成為繼鎳氫電池之后的新一代充電電池。鋰離子電池在電子元器件、電動汽車、航空航天等領域具有廣闊的應用前景。而鋰電池，尤其是鋰離子動力電池，在使用過程中以電池組的形式工作，單個電池處于密集堆積狀態(tài)。因此，電池的發(fā)熱問題一直困擾著人們，而鋰離子電池的安全問題也一直阻礙著鋰離子電池的發(fā)展。在使用過程和存儲過程中,由于電池材料,結構,不同的工作條件,不同級別的鋰離子產生的熱量得不到及時的損失,導致內部熱量的積累,溫度上升,導致電池內部一系列自發(fā)熱的副作用,這些副作用將加速細胞溫度增加,最終會導致電池的熱失控,造成潛在的安全隱患。因此，研究電池的發(fā)熱和散熱性能對電池的安全使用具有十分重要的意義，對電池結構的優(yōu)化設計和健康管理也具有十分重要的意義。

 

電池材料對電池比熱容的影響

 

目前，鋰離子電池發(fā)熱引起的安全問題對消費者產生了很大的負面影響，制約了鋰離子電池的發(fā)展。電極材料的選擇在一定程度上決定了電池的熱容量，鋰電池的熱穩(wěn)定性是電極材料本身與材料協(xié)同作用的結果。

 

通過對比鎳鈷錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池三元材料熱容,你可以找到三元電池安全性能在一定程度上,不如磷酸亞鐵鋰電池,而三元電池瓦時的單位成本和優(yōu)于磷酸亞鐵鋰電池電壓平臺,但其安全性因素嚴重影響電池的使用和發(fā)展,因此降低三元電池溫升、優(yōu)化電池冷卻系統(tǒng)對三元電池的發(fā)展具有極其深遠的意義。電池材料的選擇在一定程度上決定了電池的安全性能甚至使用壽命。因此，在選擇電池材料時應綜合考慮電池成本、電壓和溫升效應。

 

電池結構對電池比熱容的影響

 

鋰電池的溫升是電池發(fā)熱、導熱和熱擴散的結果。電池的結構直接影響電池的熱傳導和熱擴散，從而影響電池在運行過程中的溫升。