發(fā)布時間：2024-06-27 22:02

　　鋰電池放電過程中的產熱受電池內部電化學反應和歐姆效應影響,電池產熱由電池化學與動力學決定,而電池動力學依賴于電池運行條件和設計參數(shù)。鋰電池的六個溫度依賴性參數(shù)對鋰電池的放電過程中的產熱速率具有影響,包括固相活性顆粒和電解液中的鋰離子擴散系數(shù)、反應速率常數(shù)、電極開路電壓、電解液離子電導率、熱力學因子和陽離子遷移數(shù)�；�于LiFePO₄圓柱形電池建立了偽二維電化學-熱耦合模型,研究電池在恒流放電過程中的產熱速率,以及正極、隔膜和負極各部分的產熱速率和所占比例。結果表明,總產熱功率隨反應熱的波動而變化,其中正極電極層中反應熱占比最大,負極電極層中極化產熱所占比例高于正極,而隔膜中的產熱主要來源自歐姆熱。不同對流傳熱系數(shù)條件下,電池的表面溫度和內部溫度差都不同,因此要合理的采取電池熱管理措施。

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1鋰電池單體電化學模型示意圖

圖1為圓柱形鋰離子電池單體的電化學模型示意圖,由負極集流體(Cu)、負極(LixC6)、隔膜(多孔聚乙烯PE材料)、正極(LiyFePO4)和正極集流體(Al)構成,電解液為1.2mol/L的LiPF6溶液(1∶2EC/DMC溶劑),假設多孔電極中的活性分子為球體,無化學副反....

圖2圓柱形電池包傳熱模型

本文使用的是40152型圓柱形LiFePO4動力電池(Φ40mm×152mm,公稱容量為15Ah,公稱電壓為3.2V),圖2為圓柱形鋰電池包傳熱模型示意,該電池電芯層由8層結構纏繞中心軸而成,其外側由鋁箔密閉封裝。8層結構分別為:負極電極層+負極集流體+負極電極層+隔膜+....

圖3正負極開路電壓和熵變隨電極荷電狀態(tài)(SOC)的變化

式中:Uref,i為參考溫度下的開路電壓,dUi/dT為活性顆粒表面局部SOC的函數(shù),正負電極熵變,它們的曲線變化見圖3。Uref,n=0.6379+0.5416exp(-305.5309x)+0.044tanh(-x-0.19580.1088)-0.197....

圖4不同放電倍率下電池電壓模擬與實驗結果對比

本文使用環(huán)境溫度298.15K下,單體40152型圓柱形磷酸鐵鋰電池放電過程中表面溫度場的實驗測試結果對電芯單元模型的計算結果進行間接性驗證。圖4給出了不同放電倍率1C、2C和5C下,實驗所測電池電壓隨放電時間的變化與模擬結果的對比�？梢钥闯�,隨著放電倍率的增大,電壓的誤差稍有....

本文編號：3995993