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“堵”不如“疏”:相变材料打破电池热管理的传统界限!-爱游戏

2024-05-26

据国度能源局动静,跟着可再生能源装机范围快速增加,电力系统对各类调理性资本需求敏捷增加,新型储能项目加快落地,装机范围延续快速晋升。

新型储能手艺线路方面,连结多元化成长趋向。此中,锂离子电池储能仍占绝对主导地位,紧缩空气储能、液流电池储能、飞轮储能等相对成熟的储能手艺连结快速成长,超等电容储能、固态电池储能、钛酸锂电池储能等新手艺也已最先投入项目示范利用,各类新型储能手艺成长你追我赶,整体显现多元化快速成长态势。

在此布景下,储热手艺作为一种极具潜力的新型储能手艺,最近几年成长快速。

2023年8月29日,由OFweek维科网和维科网储能配合举行的“OFweek 2023(第三届)储能手艺与利用岑岭论坛”在深圳成功举行。

论坛上,华南理工年夜学化学与化工学院张正国传授颁发了题为《储热手艺和其在电池热治理范畴的利用研究》的出色演讲。

三年夜储热手艺,谁拔头筹?

储热手艺也称热能贮存手艺,首要分为三类潜热(相变)储热手艺、显热储热手艺和化学反映储热手艺。

潜热(相变)储热手艺,是操纵物资产生相变时接收或释放年夜量的潜热进行热能贮存的手艺,最具现实利用前景;显热储热手艺,指经由过程加热储热材料,提高其温度而将热能贮存的手艺,本钱较低,是最简单和最成熟的储热手艺;化学反映储热手艺,指操纵储热材料产生可逆的化学反映来储热、放热,长处是储热密度很年夜,错误谬误是进程不容易节制。

三种储热手艺中,相变(潜热)储热手艺具有相变温度不变、潜热年夜、利用规模广、进程易节制等长处,最具现实利用前景。

相变材料是相变储热手艺的要害部门,具有过冷度无或低、潜热高、化学/机器机能不变、比热容高、导热性适合等特点,首要分为无机材料、无机材料和共晶物三年夜品种。

为处理通俗相变材料热导率低和液体泄露等痛点,研发人员开辟出了浩繁复合相变材料。例如,膨胀石墨基复合相变材料,可处理相变材料热导率低和液体泄露等问题。

具体来看,复合相变材料首要分为多孔基体、胶囊封装、聚合物基体等,分歧复合相变材料制备方式分歧。

膨胀石墨、膨胀珍珠岩、泡沫金属、MOF、二氧化硅等多孔介质基复合相变材料,可经由过程间接浇注法、真空浸渍法、自分散法等方式进行制备;微(纳)米胶囊相变材料则可经由过程原位聚正当、界面聚正当、乳液聚正当、溶胶凝胶法等方式进行制备。

关在相变材料电池热治理

锂离子电池具有很强的温度依靠性,温渡过高、太低、温差过年夜城市间接影响其机能,乃至激发热掉控、火警等。

今朝电池热掉控防护策略以“堵” 为主,经由过程低导热气凝胶隔热材料阻截热掉控传布。不外隔热只能延缓热掉控传布,周边电池仍呈现高温,不克不及完全按捺热掉控传布。

针对电池热治理该痛点,张正国认为,电池热掉控防护堵不如疏。无机相变材料能有用阻隔电池热掉控传布,针刺电池发生热量被接收后难以传到四周电池,最高温度小在100℃。可有用按捺电池热掉控时的温升,耽误热掉控触发时候。

为提高储能电池平安性,电池热治理势在必行。电池热治理手艺分为自动式和被动式两种,相变热治理是被动式电池热治理手艺的一种,具有布局简单、本钱低、均温机能强等长处。

按照材料分歧,相变材料电池热治理可分为碳基复合相变材料电池热治理、柔性复合相变材料电池热治理、相变乳液冷却介质电池热治理等。

碳基复合相变材料电池热治理,经由过程将碳基复合相变材料包裹在电信商,最多可将电芯(3C放电)温度下降30℃,放电倍率越高,电池降温幅度越年夜。

柔性复合相变材料电池热治理中,柔性材料接触热阻小、延展性好、热应力小,且柔性绝缘相变材料分量轻、散热机能优良,无望在现有商用液冷系统利用并实现功能进级。

相变乳液冷却介质电池热治理中,相变乳液凭仗相变时较年夜的比热容,具有比水冷更好的冷却结果,可较着改良高倍率放电时电池组的均温性。

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