王佳杰, 杨 亮,2, 刘道平, 胡尚尚

十四醇相变强化三元锂电池散热性能

王佳杰1, 杨 亮1,2, 刘道平1, 胡尚尚1

(1. 上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093;2. 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093)

为了提升三元锂电池的热安全性，通过十四醇相变对三元锂电池进行强化散热，以实验与仿真相结合的方式研究三元锂电池温升特性及不同放电倍率下十四醇填充厚度对锂电池散热性能的影响。结果表明：在低放电倍率下(0.2、0.4 C)，锂电池无需强化散热；当十四醇厚度分别为2、4、6 mm时，在0.6 C放电倍率下，电池最高温度分别下降了2.27、8.91、9.93 ℃；在0.8 C放电倍率下，最高温度分别下降了8.88、18.43、20.31 ℃；在1.0 C放电倍率下，最高温度分别下降了17.45、23.35、35.60 ℃，超过45 ℃时长占比降至22%、8% 和0；当十四醇厚度增至6 mm时达到理想散热效果，仿真结果与实验结果误差维持在2 ℃内，这对三元锂电池热管理具有一定指导意义。

三元锂电池；十四醇；散热；相变

1 前 言

锂电池凭借高能量密度和高转化效率已应用在各种电子产品、车载电池及大容量电站领域[1-3]。与市场上普遍使用的磷酸铁锂电池相比，三元锂电池比能量更高、结构更紧凑[4-6]，越来越受到国内外关注，但热积聚问题尤为突出[7-8]。目前，国内外学者对锂电池的热管理进行了大量研究。Lip等[9]研究了常规干空气冷却和喷雾冷却特性，发现质量流量为5 g×s-1和水汽质量分数为3%的喷雾冷却可确保电池表面温度在40 ℃以下。Shahabeddin等[10]将多孔金属泡沫铝嵌入空气冷却锂电池的流道中，结果表明，当超过2/3空气流道中都填充泡沫铝时可获得理想的温度均匀性和最高温度。……