基于相变材料的电池热管理性能研究
发布时间：2021-08-03 18:57
环境污染和能源危机是当前全世界范围内的紧迫主题。在各类新能源技术里,锂离子电池以其众多的优势受到了研究者和制造厂商的广泛关注,得到了重大发展。作为一种复杂的电化学系统,锂离子电池涵盖传热传质以及各种电化学反应动力学等物理化学过程。随着电池能量密度上升和应用场合的拓展,由热量引起的性能衰退和安全性问题日益突出。依据电池表现出来的温度特性,设计一种有效的热管理系统显得尤为必要。本文针对锂离子电池的热相关问题,主要研究内容和结论如下:一、首先研究了不同环境温度对电池外特性如内阻、容量、功率的影响规律,发现锂离子电池性能表现出较强的温度依赖性,合适的温度区间可以最大限度的发挥电池性能。随着温度升高,离子移动速率加快,放电能力小幅提高;而在低温下,动力学条件变差,性能显著下降。接着采用原位-非破坏和拆解-分析相结合的方法研究了高低温环境下锂离子电池性能衰减机理,并在低温环境下重点研究了放电倍率对电池可逆容量的影响,发现了与其它温度区间不同的衰减特性,即低倍率下衰减加快。二、针对相变材料热管理领域的共性问题,提出并制备了一种具有高导热、定型化、热致柔性的复合相变材料。该复合材料由高潜热石蜡（PA）...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
新能源汽车销量和动力电池装机量变化
华南理工大学博士学位论文同比增长 56．88％，且需求正在不断扩大。除了汽车行业，电池在储能行业也有巨大潜力。与其它储能技术相比，比如压缩空气或抽水储能，电化学储能在设备机动性、响应速度、能量密度和循环效率上具有较大优势。利用电池储能技术作为调频手段，可有效提高电力系统的调节能力和运行灵活性。据不完全统计[2]，2018 年，在电网侧储能应用大规模爆发的带动下，中国储能市场进入“GW/GWh”时代，其中电化学储能累积达到1018.5MW/2912.3MWh，是去年累计总规模的 2.6 倍。
图 1-3 锂离子电池工作（放电）示意图Fig.1-3 Diagram of Li-ion battery during discharge力电池低温性能的性能降低极大的限制了锂离子动力电池在寒冷气候条件温下存在诸多问题，比如充电能力下降[8]、容量和功率降。Smart 等[11]在低温下对锂离子电池充电，发现很难将电量，并且在高充电速率下可能发生析锂。据文献[12]报道，当的功率和能量相应的也会明显下降。在-20℃时放出的容量度进一步降至-40℃时，与在 20℃的数值相比，功率和能9]。需要注意的是，锂离子电池低温下放电性能的降低具可以部分恢复。除了基本性能降低，低温循环条件（尤其池的老化。清华大学欧阳明高教授[14]在-10°C 的低温下对
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池低温特性研究进展[J]. 赵世玺,郭双桃,赵建伟,宋宇,南策文. 硅酸盐学报. 2016(01)
[2]锂离子电池多尺度数值模型的应用现状及发展前景[J]. 程昀,李劼,贾明,汤依伟,杜双龙,艾立华,殷宝华,艾亮. 物理学报. 2015(21)
[3]锂离子电池基础科学问题（VII）——正极材料[J]. 马璨,吕迎春,李泓. 储能科学与技术. 2014(01)
[4]采用相变材料冷却的动力电池组的散热性能[J]. 张国庆,饶中浩,吴忠杰,傅李鹏. 化工进展. 2009(01)
[5]相变储能材料在电池热管理系统中的应用研究进展[J]. 张国庆,张海燕. 材料导报. 2006(08)
博士论文
[1]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
本文编号：3320154
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
新能源汽车销量和动力电池装机量变化
华南理工大学博士学位论文同比增长 56．88％，且需求正在不断扩大。除了汽车行业，电池在储能行业也有巨大潜力。与其它储能技术相比，比如压缩空气或抽水储能，电化学储能在设备机动性、响应速度、能量密度和循环效率上具有较大优势。利用电池储能技术作为调频手段，可有效提高电力系统的调节能力和运行灵活性。据不完全统计[2]，2018 年，在电网侧储能应用大规模爆发的带动下，中国储能市场进入“GW/GWh”时代，其中电化学储能累积达到1018.5MW/2912.3MWh，是去年累计总规模的 2.6 倍。
图 1-3 锂离子电池工作（放电）示意图Fig.1-3 Diagram of Li-ion battery during discharge力电池低温性能的性能降低极大的限制了锂离子动力电池在寒冷气候条件温下存在诸多问题，比如充电能力下降[8]、容量和功率降。Smart 等[11]在低温下对锂离子电池充电，发现很难将电量，并且在高充电速率下可能发生析锂。据文献[12]报道，当的功率和能量相应的也会明显下降。在-20℃时放出的容量度进一步降至-40℃时，与在 20℃的数值相比，功率和能9]。需要注意的是，锂离子电池低温下放电性能的降低具可以部分恢复。除了基本性能降低，低温循环条件（尤其池的老化。清华大学欧阳明高教授[14]在-10°C 的低温下对
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池低温特性研究进展[J]. 赵世玺,郭双桃,赵建伟,宋宇,南策文. 硅酸盐学报. 2016(01)
[2]锂离子电池多尺度数值模型的应用现状及发展前景[J]. 程昀,李劼,贾明,汤依伟,杜双龙,艾立华,殷宝华,艾亮. 物理学报. 2015(21)
[3]锂离子电池基础科学问题（VII）——正极材料[J]. 马璨,吕迎春,李泓. 储能科学与技术. 2014(01)
[4]采用相变材料冷却的动力电池组的散热性能[J]. 张国庆,饶中浩,吴忠杰,傅李鹏. 化工进展. 2009(01)
[5]相变储能材料在电池热管理系统中的应用研究进展[J]. 张国庆,张海燕. 材料导报. 2006(08)
博士论文
[1]车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[D]. 冯旭宁.清华大学 2016
本文编号：3320154
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