用過(guò)電池的朋友相信都感受過(guò)電池發(fā)熱的情況，當然大多數情況下的電池發(fā)熱是在可控且安全的范圍內的，但是也有少部分是不可控的，導致電池自燃爆炸事故的，這個(gè)主要是因為鋰離子電池熱效應超過(guò)了可控范圍的原因，那么鋰離子電池熱效應原理是怎么樣的呢？

1、電池熱效應產(chǎn)生的原因

鋰離子電池分別用兩個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次型電池。工作的時(shí)候，靠鋰離子在正負極之間的移動(dòng)來(lái)實(shí)現電池的充放電。目前鋰離子電池正極材料主要使用的是L iCo O2，充電時(shí)，電池兩極間的電壓迫使正極的L iC o O 2 釋出鋰離子，嵌入電池負極排列呈片層結構的鋰-碳化合物中；放電時(shí)，鋰離子則從負極片層結構的鋰-碳化合物中析出，重新和正極的化合物結合，鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流，這個(gè)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生熱量，這些鋰離子數量過(guò)大的時(shí)候，就會(huì )開(kāi)始發(fā)生過(guò)大的熱量，而散熱跟不上的時(shí)候，那么就會(huì )發(fā)生發(fā)熱失控的情況。

2、離子電池的熱效應模型

鋰離子電池從外形分類(lèi)一般分圓柱形和方形，而聚合物鋰離子還可制成任意形狀。根據鋰電池熱效應的基本原理，建立一個(gè)直角坐標系內的空間鋰離子電池熱效應數學(xué)模型，用數學(xué)的方式描述鋰離子電池熱效應的基本狀態(tài)。數學(xué)模型的建立通常實(shí)在理想的情況下進(jìn)行的，鋰電池的熱效應數學(xué)模型也不例外，這就要求我們對電池進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化，具體簡(jiǎn)化如下：

( 1 ) 因為我們分析的是液態(tài)鋰離子電池，其內部電解液幾乎不流動(dòng),可以將電解液的對流散熱效應忽略。

(2)鋰電池在工作過(guò)程的輻射熱影響非常小，可以忽略不計。

(3)因為數學(xué)模型是在理想情況下建立的，假定電池的各種參數不變，忽略溫度對其的影響。

(4)電池的正負極及電解液的材料是各項同性的。

(5)熱量在電池內部是均勻分布的。

(6)鋰電池在各個(gè)方向上具有相同的導熱系數。

離子電池在充、放電的時(shí)候,會(huì )發(fā)生極化反應,平均電壓與開(kāi)路電壓在這種情況下會(huì )產(chǎn)生偏差,由于這種電壓偏差而產(chǎn)生的熱量就叫做極化熱, 極化熱在鋰離子電池充放電的時(shí)候都為正值。

鋰離子電池的電極存在著(zhù)自放電的現象從而會(huì )引起電極的分解,由于電極自放電而產(chǎn)生的熱量叫分解熱,這部分熱量在充放電的時(shí)候都很小,可以忽略不計。鋰離子電池內部的電阻在充放電過(guò)程中因為發(fā)熱而產(chǎn)生的熱量稱(chēng)為焦耳熱，這部分熱量都為正值。

通常情況下，鋰離子電池在放電的時(shí)候產(chǎn)生的熱量要大于鋰離子電池在充電的時(shí)候產(chǎn)生的熱量,根據情況，該文只探討電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量,并根據熱量產(chǎn)生的狀態(tài)采取一定的散熱措施, 從而對電池充放電起到保護的作用。

新能源汽車(chē)使用的動(dòng)力鋰離子電池對快速充電和大電流放電有較高要求, 在汽車(chē)各種工況行駛中必須要考慮鋰離子電池在各種工況下所過(guò)放電是產(chǎn)生的巨大熱量,基于這種情況，有效降低鋰離子電池產(chǎn)生的熱量和及時(shí)將鋰離子電池產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去是當前新能源汽車(chē)使用鋰離子電池必須面對的一個(gè)難題。該文中通過(guò)對鋰電池加載一個(gè)有效的近似于真實(shí)充放電的變化，模擬電池在真實(shí)使用環(huán)境中的溫度變化情況，對比了在距離冷卻液較勁和較遠兩種狀態(tài)下電池板的溫度狀況，電池中冷卻液流速情況及冷卻液通過(guò)冷卻通道時(shí)的流速等情況，進(jìn)一步分析了鋰電池在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量情況，從而為研究解決電動(dòng)汽車(chē)用鋰電池的熱效應問(wèn)題提供可靠地參考。