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解析动力电池热管理用相变材料

   次浏览   铠潮科技   2019-09-15

相变材料在动力电池中的应用结构形式

相变材料在电池包中的应用主要有两种结构形式:


电池单元直接置于相变材料中的包裹式形式,如图1所示

相变材料包裹电池式结构

相变材料将电池单元夹在中间形成三明治夹层结构形式,如图2所示

相变材料与电池三明治夹心结构

以上相变材料在电池包中的两种结构形式,其中第一种结构虽然换热效率高,比较适合各种柱状和其它异形电池使用,但结构复杂,对制造工艺要求较高。


第二种结构结构简单、易操作,比较适合板状和块状形式的各种电池。

动力电池中复合相变材料类型

动力电池中复合相变材料的设计和制造主要考虑以下几方面因素:

适宜的相变温度和较大潜热

其他热物理性能:导热系数高、热容大、密度低、体积变化率低、无相分离、低过冷度

化学性质:无腐蚀、化学稳定性好、与容器相容、无毒、无易燃、无污染

经济性要求:低成本、容易获得、可循环使用

对于相变材料的研究已经相对比较成熟,但大多数固液相变材料,尤其是中低温相变材料具有较低的导热系数,这直接使得相变材料在动力电池热管理系统应用中存在的最大问题是导热系数偏低(0.2W/m*K左右)。
而在电池热热管理系统中则需要较快的吸收和放出热量,否则只有部分导热相变材料发生相变吸收或放出热量,将导致相变材料在热管理系统中的作用下降,在高温或大电流等极端条件下同样会发生电池热失控而造成安全问题。
如何克服上述缺点,改善导热能力成为近年来国内外在动力电池用相变材料中的一个研究热点。研究方向主要集中在采用导热填料作为导热增强介质,由此来提高整体复合相变材料的导热系数,从而提高电池动力系统的散热能力,将电池包温度控制在合理的范围内,以保证电池动力系统稳定运行。

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