有关锂电池散热特性分解

锂电池的热量从来源上来分紧要可以分为两类：1）可逆的熵变热；2）不可逆热，如欧姆阻抗热，电荷交换阻抗热等，因此锂电池在工作过程中的产热功率可以用下式来表达，其中式中第一项为不可逆热，第二项为可逆的熵变热。

锂电池除了产热外，散热同样紧要，锂电池的散热特性受到电池形状，电池材料和散热方式等的影响，在该项研究中作者提出了一个标准的散热系数概念，在试验中作者将散热方式统一为效率更高的极柱散热方式，从而戒备了电池形状关于散热系数的影响。试验中作者采用了两种尺寸的软包锂电池作为研究对象，其电池参数如下表所示。其中电池A为高功率型5Ah电池，电池B为高比量型7.5Ah电池，电池A的正极为NCM111材料，电池B的正极为Li(Ni0.4Co0.6)O2材料，表2为两种电池内部电芯的基本参数和热特性参数。

试验中用于探测A和B两款电池的发热特性的装置如下图所示，其中用于电连接的母线也同时起到了极耳散热的用途，试验中作者采用了15个K型热电偶用于测量电池和烘箱温度的变化，这些热电偶的详尽分布如下图所示。

电池通过正负极的母线的散热速率可以通过下式表达，其中ABB位母线的截面积，而ΔTBBneg位母线上的两个测温点之间的温差，关于负极位9号和10号测温点之间的温差，关于正极则为11和12号测温点之间的温差

试验中为了测量锂电池在不同的SoC状态下的发热特性，作者作者采用了脉冲放电的策略，也就是以20A脉冲充电1s，然后20A脉冲放电1s，继续6个小时，保证电池在整个过程中都维持同一个SoC，这一过程的热量紧要来自于不可逆热。采用极耳散热时电池内部的温度差别小于1℃，而倘若在电池的一侧施加一个1.49W的加热条件下电池内部最大的温差就会新增到3℃（如下图c所示），倘若在电池的两侧同时施加一个1.49W的加热，则我们能够从下图d中看到电池内部的温差又变的非常小，从模拟结果来看，脉冲充放电能够在锂电池内部出现一个较为平均的温度场。

热功率曲线可以分为两类：1）产热功率；2）散热功率，从下图能够看到在开始的非稳态时电池的温度会缓慢的升高，随着电池极耳处温度与母线散热处温差不断增大，电池通过母线的散热功率也在不断增大，当产热功率与散热功率相等时电池就达到了一个稳态状态。

由于在该试验中锂电池的热量紧要是通过正极极耳、负极极耳扩散出去，因此在计算锂电池的散热系数时作者也分别计算了负极散热系数CCCneg，正极散热系数CCCpos，以及电池总散热系数CCCtot（如下式所示）。下图为利用试验1中稳态阶段数据计算得到的三个散热系数，从下图我们能够看到负极的散热系数要显著高于正极。

电池A1在不同SoC和不同的电流下计算得到的正极、负极和电池的散热系数，从下图我们不难看出电池的SoC状态和工作电流关于电池的散热系数没有影响，这声明无论电池处于何种工况，只要能够达到热平衡，我们就可以计算电池的散热系数。

A和B两种电池的散热系数比较，可以看到关于两种电池而言负极的散热系数都要显著高于正极，而电池A由于采用了功率型的设计，因此散热系数也要分明高于电池B，其中A电池的负极散热系数比B电池高65.13%，正极散热系数高63.18%，电池整体散热系数高62.70%。

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