大容量鋰離子動(dòng)力電池充放電過程熱特性研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和全球氣候日益變暖，鋰離子動(dòng)力電池以其循環(huán)壽命長、能量密度高、工作電壓高迅速成為人們研究的熱點(diǎn)，但鋰離子動(dòng)力電池的熱安全性成為制約其推廣的主要問題之一。
　　要想解決這一問題，首先就需要了解鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)熱機(jī)理，以及影響鋰離子動(dòng)力電池發(fā)熱機(jī)理的因素。本文通過實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方法研究了鋰離子動(dòng)力電池在充放電過程中的熱特性及其影響因素。
　　首先，通過對(duì)單體鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)，研究不同因素對(duì)鋰離子動(dòng)力

2、電池?zé)崽匦缘挠绊懀瑫r(shí)測(cè)量不同狀況下電池的歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻和熵變情況，分析各部分對(duì)電池發(fā)熱的影響。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析討論得出：充放電倍率、環(huán)境溫度、荷電狀態(tài)會(huì)對(duì)電池的熱特性產(chǎn)生影響。充放電倍率越大、環(huán)境越低、荷電狀態(tài)越低，電池的發(fā)熱功率越大，電池的溫升越高。同時(shí)通過測(cè)量鋰離子動(dòng)力電池的歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻和熵變得到：隨著放電倍率的增大，歐姆熱占總熱量的比重增大，極化熱和反應(yīng)熱占總熱量的比重減??；在大倍率放電情況下，歐姆熱和極化熱起主要作

3、用；環(huán)境溫度越低，電池的總內(nèi)阻越大，使得電池發(fā)熱功率越大，電池的溫升越快。熵變僅與荷電狀態(tài)有關(guān)，而與這一荷電狀態(tài)下電池的溫度無關(guān)。
　　其次，通過所獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合電池內(nèi)部的發(fā)熱機(jī)理，提出了一種適合本文中鋰離子動(dòng)力電池的內(nèi)熱源模型。模擬結(jié)果表明，建議的模型能夠較好地反映放電過程中電池內(nèi)部溫度場(chǎng)情況。同時(shí)利用該模型模擬出電池在惡劣情況下工作時(shí)電池的溫升情況，以及不同對(duì)流換熱系數(shù)對(duì)電池?zé)崽匦缘挠绊?，模擬得出增大對(duì)流換熱系數(shù)有利于降低電