背景

電池散熱技術(shù)，也叫熱管理冷卻技術(shù)，實質(zhì)是通過冷卻媒介把電池內(nèi)部的熱量傳遞到外界環(huán)境中，從而降低電池內(nèi)部溫度的熱交換過程。目前大規(guī)模應(yīng)用在動力電池、儲能電池，尤其是集裝箱式儲能系統(tǒng)內(nèi)。鋰電池在實際應(yīng)用過程中，如同化學反應(yīng)催化器，對溫度十分敏感。因此散熱的目的是為電池提供一個舒適的工作溫度。當鋰電池溫度過高時，電池內(nèi)部會發(fā)生固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI膜）分解等一系列副反應(yīng)，極大地影響電池壽命。而鋰電池溫度過低時，電池性能會更快老化并存在析鋰風險，放電能力迅速降低，在寒冷地區(qū)的使用也受到限制。且模組中單電芯間的溫差也是不容忽略的因素。溫差超出一定范圍時會導致內(nèi)部充放電不均衡，導致容量偏差。溫差也會導致靠近負載點的電芯產(chǎn)熱速率增大，導致電池故障。

目前較成熟的散熱系統(tǒng)根據(jù)傳熱介質(zhì)分別為風冷、液冷、相變材料冷卻。

風冷散熱技術(shù)

風冷散熱技術(shù)又叫空氣冷卻技術(shù)，是目前使用最廣泛的電池散熱方式。

在一些中高倍率的產(chǎn)品中，由于充放電電流較大，僅僅依靠自然冷卻不能將模組內(nèi)部的熱量快速有效地散發(fā)出去，極易造成熱量在內(nèi)部堆積，影響電芯循環(huán)壽命。因此強制風冷的散熱方式更加適合中高倍率儲能產(chǎn)品的應(yīng)用場景。

液冷散熱技術(shù)

液冷散熱技術(shù)的優(yōu)勢在于其傳熱介質(zhì)的比熱容與導熱系數(shù)更高，比風冷散熱能更好地解決電池系統(tǒng)的熱管理。目前以冷卻液是否能直接接觸電池，分為兩類：直接接觸式和間接接觸式液冷系統(tǒng)。

直接接觸液冷系統(tǒng)

間接接觸式液冷系統(tǒng)

液體冷卻比空氣冷卻的散熱效果好，換熱過程更為直接、高效、封閉。但是液體冷卻對結(jié)構(gòu)的密封性能要求高、制造成本?高。優(yōu)化冷卻板材料、冷卻板位置、冷卻液選擇、管道形狀、管道布置形式等都能提高散熱性能。液冷散熱技術(shù)將會是未來儲能電池散熱技術(shù)主要的發(fā)展方向。

相變材料技術(shù)

風冷、液冷主要是依賴外力驅(qū)動，而相變材料散熱是一種被動的控溫方式，適用于一些對散熱要求高，但環(huán)境空間有限的場景。

總結(jié)

電池散熱技術(shù)的研究是一個復雜的課題，在滿足冷卻效果優(yōu)異，結(jié)構(gòu)緊湊、安全性高以及普適性強等特點外，還需考慮經(jīng)濟性要求。特別是目前儲能市場蓬勃發(fā)展，集裝箱儲能電池相對于其他電池來說在布置方式上電池堆砌數(shù)量多、密集程度高。在密閉的空間里，其工況和環(huán)境更為復雜惡劣，甚至需要不間斷地工作。尤其具有可移動性的集裝箱儲能系統(tǒng)更需適應(yīng)極其惡劣的外部環(huán)境，因此集裝箱儲能系統(tǒng)的儲能電池對內(nèi)外部環(huán)境適應(yīng)性的要求更高。未來我們需要更高效、更穩(wěn)定、更經(jīng)濟、更緊湊的電池散熱技術(shù)的需求。