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锂离子电池热传导原理是什么?

锂离子电池热传导原理特性就是指由电池内部产生的热量,经电池外壳,最后散发到外界空气的全过程所表现出来的特性。根据锂离子电池内部构造及传热学基本原理可知,电池发生反应产生的热量在电池内部的传递方式是热传导,而热量最终会到达电池表面,由于电池表面温度与外界环境温度存在温度差,而温度高的物体会向温度低的物体传递热量,所以电池表面与外界进行着对流换热,又由于温度高的物体能向周围发生电磁波,因此电池表面同时还进行着辐射换热。

 

锂电池热失控

 

(1)热传导

热传导是指系统内存在温度差且系统内物质不发生相对运动的条件下,物质间或物质本身进行的热量传递,它发生在电池内部,电池内部的电解质、电极、隔膜及电池外壳等都是传导体,进行着热传导,热传导遵循傅里叶定律。

(2)热对流

热对流指的是处在流体介质中的固体,由于两者存在温差,会发生热量交换现象,它发生在电池表面,由电池表面与流过电池表面的气体或液体发生对流换热。

(3)热辐射

物体温度只要高于绝对温度都会发生热辐射,而温度不同的物体间发生热辐射时能够传递热量,且温度越高,传递的热量越多,因此锂离子电池表面在进行对流换热的同时进行着辐射换热,热辐射遵循斯忒潘-波耳兹(Stefan-Boltz-mann)定律,从定律中可知,辐射热的大小与物体表面材料、面积大小以及两者的绝对温差等有关。

由以上三种传热方式可知,对于锂离子电池内部的热传导,其跟电池自身因素相关,大家无法改变,而对流换热和辐射热则与流经电池表面的介质和被辐射对象有关,这是大家可以改变的,而对电池的散热工作就是从这方面入手,以达到散热的目的。

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