锂离子电池组冷却技术研究进展

锂离子电池在电动汽车、船舶电力推进等领域前景十分广阔。然而锂离子电池大规模成组使用时,热问题凸显,制约了锂离子电池在上述领域的广泛应用。锂离子电池组冷却技术能保证电池组在安全温度范围内运行,是保障锂离子电池成组后性能发挥与安全工作的关键技术。该文将当前锂离子电池组冷却技术分为风冷、水冷、新型冷却技术和耦合冷却,并分别概述了每种冷却技术的研究进展与结构改进。     

船用锂离子电池成组技术综述

锂离子电池在电动车船等领域有着广阔的前景,随着动力需求增大,成组使用是锂离子电池使用的大势所趋。然而锂电池大规模成组使用时,安全性问题制约了锂离子电池在上述领域的广泛应用。本文简介了国外船用锂离子电池系统最新技术,提出将系统级安全问题化解至单元可控级以及完善热失控烟气处理系统技术的建议,为后续研究提供参考。     

锂离子电池仿真模拟及其应用综述

在可循环充放电的二次电池中,锂离子电池以其更高的能量密度和更好的电性能,成为全电动车(EV)、混合动力电动车(HEV)和储能等应用领域的首选电源。但由于锂离子电池存在安全性风险,且工作时对温度依赖性大,尚未在这些领域开展广泛的商业化应用。为发挥锂离子电池优良的电化学性能,并降低其安全问题风险,大容量锂离子电源系统需要设计优良的热管理系统,维持锂离子电池在合适温度区间工作,而仿真模拟技术则是辅助热管理系统设计的关键技术。本文综述了锂离子电池热仿真模拟的数学模型,锂离子电池在工作状态下温度预测的仿真模拟,及仿真模拟在电池组设计中的指导作用,并且提出电池组热模拟顺序的建议。     

锂离子电池在滥用条件下的安全性研究

随着锂离子电池在动力、储能等领域的广泛应用,电池的安全性已成为一个重点研究对象。影响锂离子电池安全性的因素主要包括关键材料,结构和工艺设计,生产加工和使用等方面。本文主要对各种滥用条件影响锂离子电池安全性的反应机理,研究成果和安全性测试标准等进行了分析概述。在各种滥用条件下锂离子电池的失效主要来自于机械外力、电气、热和环境滥用几个方面,目前的研究成果中关于锂离子电池热失控的反应机理及影响因素等方面的研究已经非常深入,但在其他方面仍需进行进一步的研究与提升。随着锂离子电池在更多领域中的应用现有的安全测试标准也需要及时修订与完善。     

锂离子动力电池冷却技术分析及启示

温度是影响锂离子动力电池工作性能的主要因素之一，高效合理地设计电池的冷却系统对电池的正常工作有重要作用，从而能保障锂离子电池组在各种工况安全稳定地运行。本文研究总结目前主流锂离子电池组采用的风冷、液冷技术及电池关键参数。对比可知，早期风冷技术因其结构简单、成本低成为车、船用锂离子电池主要冷却方案，但现在应用环境对电池的要求越来越高，液冷技术正逐渐取代风冷技术成为各大企业的优先选择，未来随着液冷技术的成本不断降低，有望成为新能源汽车的首选冷却方案，相应成果亦可推广应用于新能源船舶。     

锂离子动力电池安全性研究进展

锂离子电池的安全问题越来越受到重视。本文从锂离子电池安全性特点着手，对锂离子动力电池的安全性研究进行了全面的阐述，从电池设计、电池材料、电池制造和电池使用等方面分析了影响电池安全性的各种因素以及解决方案。     

锂电池船用安全风险分析及防控策略

通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级.结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安全防护策略.针对不同安全等级的锂离子电池在防控措施实施的差异化,提出船用锂电池从电芯到系统,再到全船的整套安全防护措施.     

LiFePO4电池用作军用电源的优势分析

国外早已将锂离子电池用于航空、水中兵器等领域,但该类电池本身的安全性制约了其在军事方面的广泛应用。磷酸亚铁锂电池与传统的锂离子电池相比,具有较高的热稳定性和较高的安全性,理论分析和试验结果表明,应作为可充式军用电源首要选择。     

石墨烯及其在锂离子电池中的应用研究

石墨烯是一种具有单原子层、二维晶体结构的新型碳材料,因其具有高的导电率、大的比表面积、高的化学稳定性能等优点,成为当前锂离子电池领域研究的热点。本文简述了石墨烯的制备方法,重点介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用:作为电极材料、或与其他储锂材料复合作为电极材料使用,并对石墨烯锂离子电池的前景作了进一步展望。     

潜艇锂离子电池的发展与集成

铅酸电池作为储能电池在过去一百多年里广泛应用于舰艇上,铅酸电池的可靠性在应用中得到了充分的证实,但其能量和功率密度低、析氢等固有缺陷致使储能电池的发展受到局限。近年,锂离子电池的发展使储能电池性能得到显著提升,但其集成和应用存在着安全性的严重挑战。Thyssen Krupp船舶系统公司研制出适用于潜艇的大容量锂离子电池系统集成设计理念和解决方案,克服了安全性问题,使艇用电池性能提高,能满足更强作战力的潜艇需求。相比传统铅酸电池,锂离子电池容量提升30%,放电倍率提升2倍,另外,锂离子电池可免维护,提高了运行灵活性。本文采用实例对锂离子电池技术在潜艇上的发展与集成进行介绍,总结了艇用锂电池的必要性和应用难点。