鋰離子動(dòng)力鋰電池溫升特性分析

摘要:在鋰離子動(dòng)力鋰電池飛速發(fā)展的今天，其安全性能越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其中熱量是影響電池安全性能的重要因素之一。為了研究電池使用熱耗散的過(guò)程中,根據(jù)溫度的上升的鋰離子動(dòng)力鋰電池在放電數(shù)據(jù)模擬計(jì)算鎳鈷錳三元材料和磷酸鐵鋰離子電池和不同模型的等效比熱容磷酸亞鐵鋰離子電池,結(jié)果表明,電池和電池結(jié)構(gòu)的電池生產(chǎn)材料兩個(gè)方面有影響等效比熱容和電池溫度數(shù)據(jù),三元材料電池溫度上升速度快于磷酸鐵鋰離子電池,電池冷卻系統(tǒng)的大尺寸表長(zhǎng)差,溫度上升得更快。這一結(jié)論為電池的制造工藝和材料選擇供應(yīng)了依據(jù)，為提高鋰離子電池的安全性能供應(yīng)了數(shù)據(jù)支持，對(duì)鋰離子電池的發(fā)展具有深遠(yuǎn)而有意義的影響。

【關(guān)鍵詞】鋰離子動(dòng)力鋰電池;等效比熱容;材料選擇;電池結(jié)構(gòu);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(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)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(dòng)汽車、特種航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。而鋰離子電池，尤其是鋰離子動(dòng)力鋰電池，在使用過(guò)程中以電池組的形式工作，單個(gè)電池處于密集堆積狀態(tài)。因此，電池的發(fā)熱問(wèn)題一直困擾著人們，而鋰離子電池的安全問(wèn)題也一直阻礙著鋰離子電池的發(fā)展。在使用過(guò)程和存儲(chǔ)過(guò)程中,由于電池材料,結(jié)構(gòu),不同的工作條件,不同級(jí)別的鋰離子出現(xiàn)的熱量得不到及時(shí)的損失,導(dǎo)致內(nèi)部熱量的積累,溫度上升,導(dǎo)致電池內(nèi)部一系列自發(fā)熱的副用途,這些副用途將加速細(xì)胞溫度新增,最終會(huì)導(dǎo)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(duì)電池的安全使用具有十分重要的意義，對(duì)電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和健康管理也具有十分重要的意義。

電池材料對(duì)電池比熱容的影響

目前，鋰離子電池發(fā)熱引起的安全問(wèn)題對(duì)消費(fèi)者出現(xiàn)了很大的負(fù)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，鋰離子電池的熱穩(wěn)定性是電極材料本身與材料協(xié)同用途的結(jié)果。

通過(guò)比較鎳鈷錳酸鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池三元材料熱容,你可以找到三元電池安全性能在一定程度上,不如磷酸亞鐵鋰離子電池,而三元電池瓦時(shí)的單位成本和優(yōu)于磷酸亞鐵鋰離子電池電壓平臺(tái),但其安全性因素嚴(yán)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(duì)三元電池的發(fā)展具有極其深遠(yuǎn)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(shí)應(yīng)綜合考慮電池成本、電壓和溫升效應(yīng)。

電池結(jié)構(gòu)對(duì)電池比熱容的影響

鋰離子電池的溫升是電池發(fā)熱、導(dǎo)熱和熱擴(kuò)散的結(jié)果。電池的結(jié)構(gòu)直接影響電池的熱傳導(dǎo)和熱擴(kuò)散，從而影響電池在運(yùn)行過(guò)程中的溫升。