随着社会向低碳经济转型，未来几十年电池行业可能会出现数量级的增长。电池的生产用途广泛，每种用途都有特定的电力需求，从电力电子设备、启动电池设备到各种储能设备。由于其卓越的能量密度、较长的循环寿命和较低的自放电率，锂离子电池已成为储能技术的首选。然而，锂离子电池的效率、安全性和寿命与其工作温度密切相关。因此，必须开发有效的电池热管理系统（BTMS）并将其纳入储能设计中。
近日，华北电力大学徐超教授团队提出了一种新型热调节器，可以智能地利用体积变化来调节传热。热调节器在 PCM 和冷却系统之间建立被动负反馈机制，实现一致且最佳的电池工作温度。这项创新无需传感器或外部逻辑设备，而是使用由 PCM 体积变化被动调节的弹性阀。这反过来又调节冷却液流速和电池温度。团队对其热管理性能与自然冷却、纯 PCM 和复合 PCM (cPCM) 等其他配置进行了比较，在不同的环境温度（Tamb ) 下进行评估。结果表明，当T amb超过 30 °C 时，没有热调节器的电池将无法工作。在T amb = 35 °C 时，采用 cPCM 的热调节器表现出重复切换，并有效地将电池温度保持在 38.13 °C 以下。当T amb > 40 °C 时，两个热调节器都会启动以实现更快的散热。在 45 °C 时，采用 cPCM 的热调节器成功地将电池温度降低至 35.02 °C。在纯 PCM 中集成 AlN 可将电池模块的峰值温度降低 7.94%。热调节器还可以减少循环温度变化，突显其增强电池热管理的潜力。研究成果以“Thermal management of Li-ion batteries with passive thermal regulators based on composite PCM materials”为题发表在《Journal of Energy Storage》。
03 图文导读
图1 比较两种热调节器(a)之前的工作，(b)的新设计。
图2 热调节器(a)模型图，(b)热阻网络图。
图3 带有cPCM热调节器的电池模块的组装过程。
图4 (a)正二十烷，(b)AlN，(c)cPCM 的SEM图
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