Termisk styring av nye energibilbatterier
Termisk styring av strømbatterier er en av nøkkelteknologiene innen litiumion-batterier. Den har som mål å sikre temperatursikkerheten til batteriet under bruk og lading, og å forbedre batteriets energitetthet og levetid. Termisk styringsmateriale er den nødvendige tekniske støtten for å nå dette målet. Nedenfor vil vi introdusere deg til bruk og analyse av termiske styringsmaterialer for strømbatterier.
Termisk ledende materialer
Termisk ledende materialer spiller en viktig rolle i termisk styring av strømbatterier. For tiden inkluderer vanlige termiske ledende materialer termisk ledende pasta og termisk ledende ark.
Termisk ledende pasta er mye brukt på kontaktflaten mellom batterier og radiatorer, og dens varmeledningsevne er vanligvis mellom 1-8 W/mK. Som et termisk ledende materiale kan det effektivt overføre varme fra områder med høy temperatur til områder med lav temperatur. Fremstillingsmetoden for termisk ledende pasta inkluderer bruk av termisk ledende partikler som diamantpartikler og silisiumnitrid som bærere for å fylle små hull og sprekker. Denne fordelen gjør termisk ledende pasta mye brukt i termisk styring av strømbatterier.
Varmeledende plater er vanligvis laget av kobber eller aluminium og har en varmeledningsevne på omtrent 200 W/mK. Dette arket kan effektivt overføre varme fra batterioverflaten til den nærliggende radiatoren jevnt, og derved oppnå jevn avkjøling av varmen på radiatoren og batterioverflaten. Samtidig kan filmen også forbedre adsorpsjonskapasiteten til radiatoren til batteriet og forhindre at radiatoren faller av under vibrasjon.
Termisk barrieremateriale
Et termisk barrieremateriale er et materiale som bremser varmestrømmen, med en termisk ledningsevne typisk i området 0.2-0.35 W/mK. I tillegg er materialet lett å bearbeide og forme. Termiske barrierematerialer brukes ofte inne i batterimoduler og installeres mellom battericeller og radiatorer for å redusere temperaturgradienter, og dermed senke batteriets overflatetemperatur og sikre batterisikkerhet.
Det er to hovedkategorier av termiske barrierematerialer: isolasjonsmaterialer og komposittisolasjonsmaterialer. Isolasjonsmaterialer brukes hovedsakelig for å redusere batterioverflatetemperaturen og installeres vanligvis mellom battericeller og radiatorer. Råvarene inkluderer hovedsakelig glassfiber og keramikk. Komposittisolasjonsmaterialer kombinerer en rekke ytelsesmaterialer, for eksempel nanosilika og polymerer, for å forhindre ledning av varmestrøm og strøm. I tillegg har komposittisolasjonsmaterialer høy styrke og holdbarhet, så de er mye brukt.
Faseendringsmaterialer
Faseendringsmaterialer er stoffer som effektivt kan absorbere og frigjøre store mengder termisk energi, og deres smeltepunkter er vanligvis meget stabile. Under lading, når faseendringsmaterialet når en viss temperatur, kan det absorbere en stor mengde varme, og dermed redusere toppoverflatetemperaturen til batteriet under lading og utlading, opprettholde en stabil batterioverflatetemperatur og dermed forlenge batteriets levetid. Derfor har faseendringsmaterialer blitt mye brukt i termisk styring av strømbatterier. Faseendringsmaterialer er hovedsakelig delt inn i to typer: organiske faseendringsmaterialer og uorganiske faseendringsmaterialer. Organiske faseendringsmaterialer brukes vanligvis i lave temperaturområder og har høy renhet, men de absorberer og frigjør varme relativt sakte. Uorganiske faseendringsmaterialer absorberer og frigjør varme raskere, men problemer som lett smelting ved høye temperaturer og toksisitet begrenser også anvendelsesomfanget.
Kort sagt, optimalisering av termisk styring av strømbatterier er nøkkelen til å forbedre deres sikkerhet, energitetthet og levetid. Å bruke materialer som termisk ledende materialer, termiske barrierematerialer og faseendringsmaterialer er en effektiv tilnærming. Materialvalg bør selvfølgelig også ta hensyn til faktorer som kostnad og bærekraft for å oppnå best verdi for pengene. Anvendelsen av disse tiltakene kan forbedre ytelsen til strømbatterier betydelig.
