بررسی تجربی روش های مختلف بهبود مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم-یون با استفاده از تغییر فاز مایع-بخار

در این مطالعه، یک روش جدید برای مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم-یون با استفاده از تغییر فاز مایع-بخار بررسی شده است. یک بسته باتری متشکل از ۱۲ سلول استوانه ای ۱۸۶۵۰ در یک محفظه غوطه ور در مبرد R-۱۴۱b قرار داده شد و اثر چهار پارامتر کلیدی شامل ارتفاع غوطه وری مبرد (سه ارتفاع ۰%، ۵۰% و ۱۰۰% ارتفاع سلول های باتری)، نرخ دشارژ (۱C تا ۴C)، نوع روش خنک کاری (بدون خنک کاری، استفاده از جابه جایی آزاد و جابه جایی اجباری با فن)، و دمای اولیه هیدروژل (۱۰ و ۲۴ درجه سانتی گراد) بر عملکرد حرارتی باتری ها به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع غوطه وری و استفاده از هیدروژل با دمای اولیه پایین، بیشترین کاهش دما و فشار نهایی محفظه را به همراه داشته است. در شرایط دشارژ ۴C، دمای حداکثری سلول ها در حالت غوطه وری کامل نسبت به حالت بدون خنک کاری ۳۱ درجه سانتی گراد کاهش یافت. همچنین، استفاده از هیدروژل فشار نهایی محفظه را تا ۴/۴۴ درصد کاهش داده است. در حالت بدون خنک کاری، دمای حداکثری در نرخ دشارژ ۴C به بیش از ۷۱ درجه سانتی گراد رسید که بالاتر از حد ایمنی عملکرد باتری است. اما با استفاده از غوطه وری کامل، این مقدار به ۴۰ درجه سانتی گراد و با استفاده از هیدروژل با دمای اولیه ۱۰ درجه به حدود ۵/۳۴ درجه سانتی گراد کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

باتری لیتیوم-یون ، مدیریت حرارتی ، تغییر فاز مایع-بخار ، هیدروژل ، غوطه وری ، جابه جایی اجباری