锂离子电池在充放电的过程中会产生一定的热量,特别是在大电流充放电的过程中会在锂离子电池内部产生大量的热量,但是由于锂离子电池结构特点在不同的方向上热导率存在显著的差异,在平行于极片的方向上的热导率要显著高于垂直于极片方向的热导率,因此不同的散热方式不仅在效率上存在显著的区别,而且不适当的散热方式还会在锂离子电池内部产生严重的温度梯度,影响电池内部电流的分布,进而导致电池内部衰降的不一致,严重影响锂离子电池的使用寿命。 近日,英国帝国理工大学的YanZhao(第一作者)和Teng Zhang(通讯作者)、Gregory J. Offer(通讯作者)等通过建立二维模型的方式对锂离子电池“表面散热”和“极耳散热”两种散热方式的效果和对于锂离子电池寿命的影响进行了研究,并对于如何优化“极耳散热”提出了建议。 首先作者在MATLAB R2017中建立了一个二维模型(如下图所示),该模型模拟了电池在一个横切面(长×厚)的温度分布情况。
为了验证模型的有效性,作者采用了三种结构的软包电池对实验结果进行验证,三种电池的正极材料均为NCM622材料,负极均为石墨材料,电池容量为16Ah,尺寸为117mm×101mm×11.5mm,其正极、负极和隔膜的结构和尺寸完全一致,仅极耳结构和位置不同(如下图所示),三种电池的极耳结构详细信息如下表所示。
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