高功率锂离子电池热效应和结构优化

摘要

高功率锂离子电池(放电倍率＞5 C)在电动汽车等领域得到了广泛的应用,但其热失控事故屡有发生.在高电流条件下,不断积累的热量会造成电池温度过高破坏电解质和内部结构,因此加强热管理对于电池效率和安全具有重要意义.从电池内部发热机理角度,基于实验数据建立了一个高功率锂离子电池热效应模型并进行了验证.仿真计算结果显示,锂离子电池温度分布受内部导热途径带来的各向异性和极耳尺寸、位置等结构参数影响较大,良好的参数设置和极耳布置可以在相同条件下降低电池工作温度,改善电池内部温度均匀性.为了获得更好的传热效果,高功率锂离子电池应该考虑更宽的极耳尺寸和对量或周围式极耳等结构形式来帮助提高热传导系数和热扩散系数.