本文選題：相變材料　切入點：熱管理　出處：《廣東工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,傳統(tǒng)能源的嚴(yán)重消耗引起世界各國的重視。交通行業(yè)作為傳統(tǒng)能源的消耗大戶,在環(huán)保節(jié)能方面具有巨大潛力。因此,以動力電池作為動力源的電動汽車應(yīng)用而生。然而,動力電池在使用過程中,容易出現(xiàn)溫度過高或者過充等情況,這將造成電池性能嚴(yán)重衰退,甚至出現(xiàn)熱失效的安全隱患。本文以圓柱形18650鈦酸鋰單體電池作為研究對象,通過過充實驗研究高溫對電池性能的影響,再采用復(fù)合相變材料(PCM)對電池進(jìn)行熱管理,改善和提高電池的綜合性能。實驗結(jié)果如下：(1)研究大功率過充至電池最高溫達(dá)到87℃后,電池性能與溫度的關(guān)系。通過充放電測試,過充后的18650鈦酸鋰電池的電化學(xué)性能出現(xiàn)嚴(yán)重衰退現(xiàn)象。電池內(nèi)阻增大,導(dǎo)致比容量明顯下降,電流密度越高,下降程度越明顯,電池5C放電時基本沒有儲電能力。過充電池的熱效應(yīng)明顯變差,升溫速率也明顯高于正常電池。高溫環(huán)境下,3C放電時過充電池表面最高溫度和溫升分別達(dá)到了57.46℃和19.11℃,超過了電池合理的工作溫度和正常溫升范圍。過充電池性能嚴(yán)重衰退可以歸結(jié)為兩個原因：1)過充造成電解液氧化分解后使得電池內(nèi)阻增大；2)過充時的熱失效使得電極材料的納米形貌和微晶結(jié)構(gòu)均受到一定程度的破壞,造成電池儲電能力的二次下降。(2)根據(jù)石蠟的相變潛熱和相變溫度范圍等特點,按照石蠟、石墨和活性炭四種不同比例(20：5：0、20：4：1、20：3：2、20：2：3)制備成石蠟/石墨/活性炭復(fù)合相變材料板。DSC以及導(dǎo)熱系數(shù)的測試結(jié)果表明,活性炭質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時,復(fù)合相變材料板的相變潛熱為155.2J·g-1,比石蠟/石墨復(fù)合相變材料提高了13.20%,導(dǎo)熱系數(shù)為5.591W.m-1.K-1,成本較石蠟/石墨復(fù)合相變材料降低了8.7%。(3)將石蠟/石墨/活性炭以20：4：1的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)合,壓制成環(huán)形用于18650鈦酸鋰電池?zé)峁芾怼Ｍㄟ^分析PCM冷卻和空氣自然冷卻的鈦酸鋰電池的循環(huán)測試結(jié)果可知,自然空氣冷卻電池電化學(xué)性能衰退比PCM冷卻電池明顯,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,這種現(xiàn)象更顯著。經(jīng)過30個循環(huán)后,PCM冷卻的電池最高溫度仍然低于37℃,溫度上升速率小；而空氣冷卻的電池最高溫已經(jīng)達(dá)到了49.38℃,并且溫度上升趨勢明顯。分析SEM測試結(jié)果可知,PCM冷卻電池電極材料納米形貌和微晶結(jié)構(gòu)均保持良好,并且明顯好于空氣冷卻的電池。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM912

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本文編號：1648105