服务热线
0755-27389191
来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2022-08-05 14:24:14
使用过电池的朋友相信他们经历过电池的加热。当然,在大多数情况下,电池的加热在可控和安全范围内,但少数电池无法控制,导致电池自燃和爆炸事故。这主要是因为锂离子电池的热效应超出了可控范围。锂离子电池热效应的原理是什么?
1.电池热效应的原因
锂离子电池是由两种化合物组成的二次电池,它们可以可逆地嵌入和去除锂离子作为正极和负极。工作时,电池通过锂离子在正负电极之间的移动进行充电和放电。目前,LiCoO2是锂离子电池的主要正极材料。充电期间,电池两极之间的电压迫使正极的LiCoO2释放锂离子,锂离子嵌入电池负极上具有层状结构的锂碳化合物中;放电时,锂离子从负极片结构的锂碳化合物中分离出来,并与正极化合物重新结合。锂离子的运动产生电流,从而产生热量。当这些锂离子的数量过多时,就会产生过多的热量,当散热无法持续时,就会发生不受控制的加热。
2.离子电池的热效应模型
锂离子电池通常分为圆柱形和方形,而聚合物锂离子也可以制成任何形状。根据锂离子电池热效应的基本原理,建立了直角坐标系下空间锂离子电池的热效应数学模型,并对锂离子电池温度效应的基本状态进行了数学描述。数学模型通常是在理想条件下建立的,锂电池的热效应数学模型也不例外,这要求我们将电池简化如下:
(1) 由于我们分析了液态锂离子电池,其内部电解质几乎不流动,因此电解质的对流散热效应可以忽略不计。
(2) 锂电池在工作过程中的辐射热效应非常小,可以忽略。
(3) 由于数学模型是在理想条件下建立的,因此假设电池的各种参数不变,并且忽略温度对其的影响。
(4) 电池的正极和负极以及电解液的材料都是相同的。
(5) 热量在电池内部均匀分布。
(6) 锂电池在所有方向上具有相同的导热性。
当锂离子电池充电和放电时,将发生极化反应,平均电压将偏离开路电压。由于这种电压偏差产生的热量称为极化热,当锂离子电池充电和放电时,极化热为正。
锂离子电池的电极存在自放电现象,会导致电极分解。电极自放电产生的热量称为分解热,在充电和放电过程中,分解热非常小,可以忽略不计。锂离子电池内部的电阻在充电和放电期间由于加热而产生的热量称为焦耳热,它是正的。
通常,锂离子电池在放电期间产生的热量大于锂离子电池充电期间产生的热。针对这种情况,本文仅讨论了电池在充放电过程中产生的热量,并根据产生热量的状态采取一定的散热措施,以保护电池不受充放电的影响。
用于新能源汽车的动力锂离子电池对快速充电和大电流放电有很高的要求。在各种行驶条件下,必须考虑到锂离子电池在各种工况下的过度放电是产生的巨大热量。基于这种情况,有效降低锂离子电池产生的热量,及时释放锂离子电池所产生的热量是当前使用锂离子电池的新能源汽车必须面对的难题。本文通过加载类似于锂电池实际充放电的有效变化,模拟了电池在实际使用环境中的温度变化,在远离冷却剂和远离冷却剂两种情况下,比较电池中冷却剂的流速和冷却剂通过冷却通道时的流速。进一步分析了锂电池在工作过程中产生的热量,为研究和解决电动汽车锂电池的热效应提供了可靠的参考。
免责声明:本站部分图片、内容来源于网络,不代表本站观点,如有侵权,请联系删除,谢谢!
上一篇: 铅酸电池和锂电池哪一个更好