بررسی راهکارهای مدیریت حرارتی و افزایش ایمنی باتری های لیتیوم-یون در سامانه های ذخیره سازی انرژی با ظرفیت بالا

با افزایش وابستگی به سامانه های ذخیره سازی انرژی، استفاده از باتری های لیتیوم-یون به دلیل چگالی انرژی بالا، گسترش چشمگیری یافته است. با این حال، گرمایش بیش ازحد و بروز حوادث حرارتی، چالشی جدی برای ایمنی و عملکرد پایدار این سامانه ها ایجاد کرده است. شکاف دانشی اصلی در نبود یک رویکرد جامع برای مقایسه و به کارگیری راهکارهای موثر مدیریت حرارتی در مقیاس های صنعتی و بزرگ ظرفیت نهفته است. این مطالعه با هدف بررسی و ارزیابی علمی راهکارهای مدیریت حرارتی و افزایش ایمنی باتری های لیتیوم-یون در سامانه های ذخیره سازی انرژی پرظرفیت انجام شد. در این پژوهش، با مرور نظام مند مطالعات علمی و تحلیل فنی روش های مدیریت حرارتی، راهکارهای فعال (خنک کننده های هوا و مایع)، غیرفعال (مواد تغییر فازدهنده، طراحی ساختاری) و ترکیبی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد استفاده از سامانه های خنک سازی مایع و مواد PCM می تواند دمای عملکردی باتری را تا حدود ۱۵–۲۰ درجه سانتی گراد کاهش داده و احتمال وقوع فرار حرارتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. نتیجه گیری اصلی آن است که تلفیق هوشمندانه روش های مدیریت حرارتی فعال و غیرفعال، بهترین عملکرد را در کنترل دمای باتری و حفظ ایمنی بلندمدت ارائه می دهد. این یافته ها می تواند مبنای طراحی و پیاده سازی سامانه های ذخیره سازی انرژی ایمن تر در کاربردهای حیاتی مانند شبکه های برق و وسایل نقلیه برقی قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیوم-یون ، مدیریت حرارتی ، ایمنی سامانه انرژی ، مواد تغییر فازده ، ذخیره سازی انرژی پرظرفیت