Application des matériaux de gestion thermique aux batteries de puissance dans les véhicules à énergie nouvelle
La gestion thermique des batteries de puissance est une technologie clé dans le domaine des batteries lithium-ion. Son objectif principal est de garantir que la température de la batterie se situe dans une plage de sécurité pendant l'utilisation et la charge, tout en améliorant la densité énergétique et la durée de vie de la batterie. Les matériaux de gestion thermique sont un support technique indispensable pour atteindre cet objectif. Ensuite, je vous présenterai l'application et l'analyse des matériaux de gestion thermique pour les batteries de puissance.
1. Matériaux conducteurs de chaleur
La conduction thermique est le problème le plus fondamental dans la gestion thermique des batteries électriques, et les matériaux conducteurs thermiques jouent un rôle clé dans ce processus. À l'heure actuelle, il existe deux principaux types de matériaux conducteurs thermiques utilisés dans les batteries électriques : la pâte conductrice thermique et la feuille conductrice thermique.
La pâte thermoconductrice est un matériau thermoconducteur qui transfère la chaleur d'une température élevée à une température basse et est souvent utilisée sur la surface de contact entre la batterie et le radiateur. La conductivité thermique de la pâte thermoconductrice est généralement comprise entre 1-8 W/mK. La pâte thermoconductrice peut être préparée en utilisant des particules de diamant, du nitrure de silicium et d'autres particules thermoconductrices comme supports. Étant donné que la pâte thermoconductrice peut combler de minuscules interstices et fissures, elle a été largement utilisée dans la gestion thermique des batteries électriques.
La feuille conductrice thermique est un matériau qui transfère uniformément la chaleur de la surface de la batterie au radiateur à proximité. Les feuilles conductrices thermiques sont généralement en cuivre ou en aluminium et leur conductivité thermique est d'environ 200 W/mK. L'utilisation de feuilles conductrices thermiques peut refroidir plus uniformément le radiateur et la surface de la batterie et améliorer l'adsorption du radiateur sur la batterie pour l'empêcher de tomber sous l'effet des vibrations.
2. Matériau de barrière thermique
Un matériau de barrière thermique est un matériau qui peut ralentir le flux de chaleur. Il est souvent utilisé à l'intérieur des modules de batterie et installé entre les cellules de batterie et les radiateurs pour réduire les gradients de température, abaisser les températures de surface de la batterie et augmenter la sécurité de la batterie. La conductivité thermique des matériaux d'isolation thermique est généralement comprise entre 0.2-0.35 W/mK et est facile à traiter et à former.
Il existe deux principaux types de matériaux de barrière thermique : les matériaux isolants thermiques isolants et les matériaux isolants thermiques composites. Les matériaux isolants thermiques isolants sont principalement utilisés pour réduire la température de surface des batteries et sont installés entre les cellules de batterie et les radiateurs. Leurs principales matières premières sont la fibre de verre, la céramique, etc. Les matériaux isolants thermiques composites sont une combinaison de matériaux à performances multiples, tels que le dioxyde de silicium nano et les polymères. Ils empêchent la conduction de la chaleur et du courant, et ont une résistance et une durabilité élevées, de sorte qu'ils sont largement utilisés.
3. Matériau à changement de phase
Le matériau à changement de phase est une substance qui peut absorber et libérer une grande quantité d'énergie thermique, ce qui le rend largement utilisé dans la gestion thermique des batteries électriques. L'utilisation d'un matériau à changement de phase peut réduire la température de surface maximale de la batterie pendant la charge et la décharge, améliorant ainsi la durée de vie de la batterie. En effet, le point de fusion du matériau à changement de phase est généralement très stable, de sorte que lorsque la charge ou la décharge atteint une certaine température, le matériau à changement de phase absorbe une grande quantité d'énergie thermique, maintenant ainsi l'état stable de la température de surface de la batterie.
Actuellement, les matériaux à changement de phase sont principalement divisés en deux types : les matériaux à changement de phase organiques et les matériaux à changement de phase inorganiques. Les matériaux à changement de phase organiques sont principalement utilisés dans la plage de basses températures et présentent un degré de pureté élevé, mais l'absorption et la libération de chaleur sont relativement lentes. Les matériaux à changement de phase inorganiques absorbe et libèrent la chaleur plus rapidement, mais les problèmes de fusion facile à haute température et de toxicité limitent également son domaine d'application.
