基于相变材料的锂离子电池热管理性能

作     者：尹少武 康鹏 韩嘉维 张朝 王立 童莉葛 YIN Shaowu;KANG Peng;HAN Jiawei;ZHANG Chao;WANG Li;TONG Lige

作者机构：北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室北京100083 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFB0605901) 中央高校基本科研业务费专项(FRF-BD-20-09A) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2022年第41卷第10期

页      码：5518-5529页

摘      要：锂离子电池(lithium-ion battery,LIB)作为目前应用最广泛的储能电池之一,在电动汽车等行业发挥着至关重要的作用。电池的温度是影响LIB性能及安全性的重要因素,因此电池热管理(battery thermal management,BTM)至关重要。目前,利用相变材料(phase change material,PCM)进行相变冷却的热管理方式因其潜热高、不需消耗额外能量的优点已成为一种很有前途的方法。本文针对8节并联18650LIB的电池组性能进行了数值模拟及实验研究,探究了石蜡基复合相变材料(composite phase change material,CPCM)物性参数(包括热导率、熔点、相变潜热和材料厚度)对本文设计的电池组热管理性能的影响。结果表明,纯石蜡用于BTM可将3C放电下的电池最高温度降低28.0%,向石蜡中添加膨胀石墨后可使CPCM的热管理性能进一步提升,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)时可将3C放电下的电池最高温度进一步降低5.42℃,继续增大CPCM热导率对热管理性能的提升较小。在综合考虑电池组的最高温度和温度均匀性的情况下,为得到在本文所设计的锂离子电池组最佳热管理性能,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)、熔点应在36~38℃之间、相变潜热在212J/g左右、CPCM的厚度为4mm时最优。

主 题 词：电池热管理 复合相变材料 热物性 热传导 对流 数值分析 

学科分类：080701[080701] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2553

馆 藏 号：203115071...