18650圆柱形锂离子电池热滥用模型的有限元模拟研究文献综述
2020-06-11 22:21:00
文 献 综 述
一.研究背景
#160;#160;#160;#160;随着石化能源开采的成本增加和环境污染,节能减排的压力愈来愈大,所以新能源得开发愈来愈重要,在20世纪70年代发展起来了一种新型的储能电池,那就是锂离子电池。锂离子电池由于具有高能量,寿命长,低能耗,无公害,无记忆效应,自放电小,内阻小,性价比高,污染少[1]等优点,受到广大科研人员的关注,也因此受到国家”十二五计划”的支持。尽管前景很好,但仍面临着热安全问题。
#160;#160;#160;#160;在20世纪80年代,就有科学家对电池的热模型进行分析。自从锂离子电池出现以后,它的热特性和安全性受到了广泛关注。20世纪90年代就有科研人员用热模型研究锂离子电池的温度特性。随着锂离子电池热模型不断发展,按模型维度可分为集中质量模型,一维模型,二维模型和三维模型[2]。按照模型原理可分为热滥用模型,电化学-热耦合模型,电-热耦合模型[3]。我们研究课题的对象就是锂离子电池的热滥用模型,分析锂离子电池在热滥用情况下产热与温度上升规律。
#160;#160;#160;#160;温度对于锂离子电池各方面的性能都有影响,其中安全性尤为重要。但是电池的设计对电池的温度又有着重要的影响,比如说单体设计,模块设计,热管理系统设计等,锂离子电池热模型是研究锂电池温度分布和温度变化状况的基本工具。美国国家可再生能源室,日本的Noboru#160;Sato等人对此都有着深入的研究。
#160;#160;#160;#160;自从1991年由索尼公司顺利实现商业化以来,无数研究者和商家十分青睐锂离子电池,由于其中包含有机易燃物,所以锂电池在各种滥用情况下很容下出现热失控局面,从而导致各种安全事故的发生,以此为警戒和安全背景,近年来科研人员十分重视锂离子电池在热滥用情况下的实验研究。
二.研究意义
#160;#160;#160;#160;18650圆柱形锂离子电池是锂离子电池的鼻祖[4],日本索尼公司为了节省成本而因此定下的一种标准型号,这种锂离子电池在我们平时生活中到处都很常见,如图1所示的样子:
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