Cov roj teeb lithium-ion yog siv rau kev hloov pauv hluav taws xob thiab khaws cia hauv ntau yam kev siv, suav nrog cov khoom siv hluav taws xob, hluav taws xob tsheb, aerospace systems, thiab lwm yam. Daim duab 1-1 qhia cov qauv ntawm cov roj teeb lithium-ion. Cov roj teeb lithium-ion feem ntau suav nrog cov khoom siv hluav taws xob, cov khoom siv hluav taws xob, cov khoom sib cais, cov roj teeb thiab kev tswj xyuas thermal siab thermal conductivity theem hloov cov ntaub ntawv sib xyaw.
Daim duab 1-1 Schematic daim duab ntawm lithium-ion roj teeb qauv
(1) Thermal conductivity, raws li ib qho ntawm qhov tseem ceeb ntawm kev ua haujlwm ntawm cov khoom siv roj teeb, cuam tshuam rau ntau yam ntawm lithium-ion roj teeb. Cov roj teeb lithium-ion yuav ntsib qhov sib txawv ntawm cov ciam teb ntawm hluav taws xob, hluav taws xob, hluav taws xob, kev quab yuam thiab kev ua haujlwm zoo thaum siv, uas ua rau kev sim ua kom raug thermal conductivity ntawm cov khoom siv roj teeb ntsib teeb meem loj hauv cov hauv qab no:
Cov khoom siv roj teeb lithium-ion feem ntau suav nrog cov khoom siv hluav taws xob thiab lub zog cia. Nyob rau hauv ib cheeb tsam sib txawv, xws li kev tsim hluav taws xob thiab txawm tias cov txheej txheem pyrolysis thaum lub sij hawm them thiab tawm, cov ntaub ntawv hloov pauv kuj tseem koom nrog hauv lub roj teeb thermal tswj system. , uas yuav tsum tau ib txhij ntsuas ntawm thermal conductivity thaum lub sij hawm electrochemical thiab thermochemical txheej txheem, uas yog complex dua yav dhau los thermal conductivity xeem cov tswv yim thaum lub sij hawm ntshiab thermophysical hloov.
(2) Muaj ntau txoj hauv kev rau kev ntsuas thermal conductivity, tab sis rau cov yam ntxwv nyuaj thiab cov khoom siv ntawm lithium-ion roj teeb, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum nrhiav txoj hauv kev tsim nyog los xyuas kom meej qhov tseeb ntawm qhov ntsuas ntsuas. Qhov no yog qhov tseeb tshwj xeeb rau cov khoom siv roj teeb lithium-ion thiab roj teeb thermal tswj. tseem ceeb.
(3) Vim muaj ntau qhov chaw ib puag ncig koom nrog hauv kev sim cov thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv, ntau yam kev ntsuas thermal conductivity thiab cov cuab yeej yuav koom nrog. Txawm li cas los xij, hauv cov ntawv thov engineering tiag tiag, peb tseem cia siab tias yuav txhim kho txoj hauv kev sim thiab txhim kho cov thev naus laus zis tshiab, txhawm rau siv ob peb txoj hauv kev sim thiab cov cuab yeej ua tau raws li qhov ua tau kom tau raws li qhov kev ntsuas thermal conductivity xav tau ntawm ntau yam lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv.
(4) Txij li cov khoom siv roj teeb lithium-ion tseem koom nrog lwm yam kev ua haujlwm thermal thiab cov yam ntxwv tsis zoo, xws li cov peev txheej tshwj xeeb thiab thermal khiav tawm, qhov no yuav tsum muaj cov txheej txheem ntsuas thermal conductivity thiab cov cuab yeej siv los ua ke nrog lwm cov khoom siv ntsuas kev ntsuas thermal, yog li ntawd lub ntsuas ntsuas muaj ntau yam Functionality, ntau yam tsis muaj peev xwm kuaj tau ntawm ib qho kev ntsuas ntsuas.
Raws li cov teeb meem uas twb muaj lawm thiab cov teeb meem saum toj no, tsab xov xwm no yuav xub muab cov kev ntsuam xyuas tseem ceeb ntawm kev ntsuas thermal conductivity thev naus laus zis ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv nyob rau xyoo tas los no, thiab tom qab ntawd, raws li kev tshuaj xyuas thiab kev tshawb fawb, tawm tswv yim txoj hauv kev uas yog zoo dua rau kev ntsuas thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb thiab cov ntaub ntawv.
2. Txheej txheem cej luam ntawm kev sim rau thermal conductivity ntawm cov khoom siv roj teeb
Nyob rau hauv cov nqe lus ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv theem, cov ntaub ntawv tseem ceeb koom nrog yog electrodes, electrolytes, separators, electrode separator stacks thiab thermal tswj siab thermal conductivity theem hloov cov ntaub ntawv sib xyaw.
Ntawm cov khoom siv, thermal conductivity thiab tiv thaiv thermal ntsuas ntawm electrodes, electrolytes, separators, thiab electrode stacks tau raug tshaj tawm.
Raws li pom nyob rau hauv daim duab {{0}}, lub thermal conductivity ntawm cathode qauv nyob rau hauv lub thickness kev taw qhia tau raug ntsuas los ntawm lub guarded heat flow meter method (ASTM E1530). Lub cathode yog tsim los ntawm qhov sib npaug ntawm qhov sib npaug ntawm cov khoom siv polymer electrolyte thiab cov khoom siv thiab acetylene. Ua los ntawm cov xim dub. Tom qab ntsuas, thermal conductivity ntawm cov khoom sib xyaw hloov pauv ntawm 0.2 ~ 0.5 W / mK ntawm 25 ~ 150 degree. Vim tias cov khoom siv cathode nyias dhau lawm, ntau txheej txheej ntawm cov ntaub ntawv cathode yog stacked los tsim cov qauv ntsuas nrog lub thickness ntawm 1 mus rau 2 hli. Txoj kab uas hla ntawm tus qauv yog 25.4 hli, thiab qhov ntsuas siab yog 10 psi kom txo tau qhov kev sib cuag thermal los ntawm kev sib tsoo ntawm ntau txheej.
Daim duab 2-1 Schematic daim duab ntawm thermal conductivity test siv txoj kev tiv thaiv tshav kub flow meter
Raws li pom nyob rau hauv daim duab 2-2, cov qauv ntawm cov thermal conductivity ntsuas ntaus ntawv nyob rau hauv lub thickness kev taw qhia ntawm lub lithium-ion roj teeb electrode khoom yog qhia [2].
Daim duab 2-2 Thermal conductivity nyob rau hauv thickness kev taw qhia ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv
Cov cuab yeej siv cov txheej txheem khov kho-lub xeev nyias cov cua sov phaj. Cov khoom siv ib txheej yog 431mm2 thiab thickness yog 0.42mm. Cov qauv kuaj yog nyob rau hauv daim ntawv ntawm ntau txheej superposition. Txoj kev flash kuj tau siv los ntsuas cov thermal diffusion coefficient ntawm nyias-txheej cov ntaub ntawv ntawm ntau txheej lithium-ion roj teeb, thiab cov thermal diffusion coefficients nyob rau hauv cov lus qhia sib txawv tau ntsuas los ntawm cov qauv sib txawv ntawm cov ntaub ntawv laminated.
Lub sij hawm sau thermal reflection (TDTR) thev naus laus zis tau siv los ntsuas cov thermal conductivity nyob rau hauv cov kev taw qhia tuab ntawm LiCoO2 zaj duab xis. Cov qauv tuab yog li 500nm, thiab qhov cuam tshuam ntawm qib ntawm lithiation ntawm thermal conductivity tau ntsuas. Nyob rau hauv-situ ntsuas ntawm lub thermal conductivity ntawm LiCoO2 cathode thaum caij tsheb kauj vab qhia tau hais tias lub thermal conductivity txo reversibly ntawm 5.4 W / mK mus rau 4.7 W / mK thaum delithiation.
Raws li pom hauv daim duab 2-3, txoj kev flash yog siv los txiav txim siab thermal conductivity ntawm cov khoom tsis zoo electrode (NE) ua los ntawm hluavtaws graphite ntawm ntau qhov ntau thiab tsawg [4][14]. Cov qauv loj yog hais txog 15mm inch thiab thickness ntau yog 1.1 ~ 9.5mm, thwmsim tau ua nyob rau hauv chav tsev kub RT, 150 thiab 200 degree.
Daim duab 2-3 Laser flash method ntsuas txoj cai
Ib yam li ntawd, cov thermal conductivity ntawm cov polymer electrolyte tau ntsuas los ntawm kev tiv thaiv tshav kub flow meter qhia hauv daim duab {{0}}. Qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias ntawm cov thickness ntawm cov qauv tau ntsuas. Qhov kub sib txawv no tau siv los xam tag nrho cov thermal kuj, los ntawm cov qauv tuab tuaj yeem muab rho tawm. thermal conductivity nyob rau hauv cov kev taw qhia. Cov qauv polymer electrolyte zaj duab xis tau npaj los ntawm cov txheej txheem scraper thiab sandwiched ntawm sab saum toj thiab hauv qab daim hlau ntawm thermal conductivity meter, thiab ntsuas qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias. Nws tau tshaj tawm tias cov thermal conductivity txawv ntawm 0.12 ~ 0.22W / mK nyob rau hauv thaj tsam ntawm 25 ~ 150 degree .
Raws li pom nyob rau hauv daim duab {{0}}, nyob rau hauv-dav hlau thermal conductivity ntawm cov khoom sib cais tau raug ntsuas siv DC cua sov txoj kev [6]. Ib qho piv txwv cais tau muab los ntawm 26650 lithium-ion roj teeb hauv chav 100 huv. Ob lub titanium nyias nyias nyob ntawm qhov sib ze heev tau muab tso rau ntawm tus qauv cais. Ib qho ntawm cov xov hlau tau siv los ua lub tshuab cua sov, thiab ob lub xov hlau tau siv rau qhov kub thiab txias. Kev ntsuas, Ultrafast ntsuas qhov ntsuas kub ntawm ob kab raws li kev ua haujlwm ntawm lub sijhawm siv los txiav txim siab cov khoom thermal, ntawm cov qauv cais. Cov thermal conductivity nyob rau hauv chav tsev kub yog 0.5W / mK, thiab cov nqi no tsis hloov pauv loj thaum ntsuas ntawm 50 degree.
Daim duab 2-4 Diaphragm khoom tshwj xeeb thaum tshav kub kub muaj peev xwm thiab nyob rau hauv lub dav hlau kev taw qhia thermal conductivity system
Lub thermal conductivities nyob rau hauv lub thickness kev taw qhia thiab nyob rau hauv lub dav hlau kev taw qhia ntawm zoo thiab tsis zoo electrode zaj duab xis cov ntaub ntawv thiab cov ntaub ntawv sib cais tau raug ntsuas los ntawm cov kev sib txawv nyob rau hauv lub xeev txoj kev, thiab kev sim teeb yog heev zoo ib yam li ib-dimensional tshav kub flow meter txoj kev siv yav tas los. . Cov qauv loj yog 30mm × 30mm, ib txheej zaj duab xis tuab yog nyob rau hauv thaj tsam ntawm 24 ~ 106um, thiab cov thermal conductivity ntsuas qhov ntau yog 0.19 ~ 31W / mK.
Raws li pom nyob rau hauv daim duab 2-5, txoj kev flash yog siv los ntsuas cov thermal diffusion coefficient nyob rau hauv lub thickness kev taw qhia thiab nyob rau hauv lub dav hlau kev taw qhia ntawm lub electrode separator pawg muaj li ntawm ntau txheej anodes, separators thiab cathodes, thiab cov cua kub tshwj xeeb. Lub peev xwm ntsuas tau siv qhov sib txawv scanning calorimeter. Los ntawm qhov no, cov thermal conductivity nyob rau hauv thickness kev taw qhia thiab nyob rau hauv lub dav hlau kev taw qhia ntawm lub electrode separator pawg yog tau. Tsis tas li ntawd, cov khoom siv hluav taws xob sib cais tawm ntawm lub roj teeb tshiab tau ua haujlwm 500 zaug ntawm 45 degree txhawm rau tshuaj xyuas cov txiaj ntsig ntawm qhov kub-kub cycling ntawm thermal conductivity.
Daim duab 2-5 (a) Flash method test thickness direction and in-plane
Ntxiv rau cov lus ceeb toom saum toj no ntawm kev ntsuas thermal conductivity, nws kuj tau tshaj tawm tias qhov sib cuag thermal tsis kam ntawm electrode cais pawg tau ntsuas ntawm qhov sib txawv thiab qhov kub thiab txias siv txoj kev ntsuas kub tsis tu ncua (ASTM D5470) [9] [16]. Raws li pom nyob rau hauv daim duab 2-6, thaum lub sij hawm kev xeem, lub electrode cais pawg nyob rau hauv qhov kev ntsuam xyuas yog sandwiched ntawm ob tug tooj liab blocks, thiab tag nrho cov thermal resistance ntawm pawg yog ntsuas. Lub roj teeb cais pawg suav nrog tooj liab anode coated nrog graphite, aluminium cathode coated nrog lithium cobalt oxide, polyethylene / polypropylene separator thiab electrolyte. Qhov ntsuas kub ntau yog -20 ~ 50 degree thiab qhov siab yog 0 ~ 250psi. Cov lus xaus tseem ceeb tau kos los ntawm cov kev ntsuam xyuas suav nrog: cov roj teeb ntub dej muaj qhov sib tiv tauj qis dua piv rau cov roj teeb qhuav thiab qhov kub ntawm cov electrode cais pawg thermal kuj tsis muaj zog. Txawm li cas los xij, qhov ntsuas thermal ntsuas ntawm no yog tag nrho cov thermal tsis kam, uas kuj suav nrog cov thermal tsis kam ntawm cov khoom nws tus kheej, tsis yog kev sib cuag thermal ntawm cov khoom sib txawv ntawm cov roj teeb. Cov thermal tiv thaiv ntawm cov electrodes siv thiab cov tooj liab rods tau raug ntsuas thiab tsis tshwj xeeb tshaj yog cuam tshuam rau kev ua haujlwm ntawm lub cell.
Daim duab 2-6 Kev ntsuas kub tsis tu ncua (ASTM D5470) los ntsuas hluav taws xob
Raws li pom nyob rau hauv daim duab 2-7, nyob rau hauv lwm yam hauj lwm, lub interface kub conduction ntawm lub cathode thiab lub separator kuj tau ntsuas los ntawm kev siv tus txheej txheem kub ntws mus tas li (ASTM D5470) [10]. Cov kev ntsuas qhia tau hais tias cov thermal zog ntawm lithium-ion roj teeb nyob ntawm qhov kub hloov mus thoob plaws lub cathode-separator interface es tsis yog los ntawm lub roj teeb nws tus kheej. Qhov no interface thermal kuj suav txog kwv yees li 88% ntawm tag nrho cov roj teeb thermal kuj.
Daim duab 2-7 Txoj kev ntsuas kub tsis tu ncua los ntsuas cov khoom siv roj teeb tiv thaiv thermal
Raws li pom nyob rau hauv daim duab {{0}}, lub dav hlau hloov mus rau qhov chaw tshav kub yog siv los ntsuas cov graphene muab tub lim sib xyaw cov khoom hloov pauv. Lub thermal conductivity ntawm paraffin theem hloov cov khoom ua ntej thiab tom qab ntxiv graphene yog 0.25W/mK thiab 0.25W/mK feem. 45 W/mK
Daim duab 2-8 Transient plane heat source method test probe and Measuring element
Rau cov ntaub ntawv nyias nyias xws li cov khoom siv roj teeb lithium-ion, lwm txoj hauv kev zoo rau kev ntsuas cov thermal conductivity yog qhov kub thiab txias yoj txoj kev. Txawm hais tias txoj kev no tau qhia ntau xyoo, nws tseem tsis tshua siv, tab sis nws yuav yog ib qho tseem ceeb thiab siv tau zoo rau yav tom ntej.
3. Cov yam ntxwv ntawm txoj kev xeem
Raws li tuaj yeem pom los ntawm kev tshuaj xyuas saum toj no, cov kev sim hauv qab no yog siv rau thermal conductivity ntawm cov khoom siv roj teeb:
Steady-state tiv thaiv tshav kub flow meter txoj kev: ASTM E1530; (2) Kev tiv thaiv kub phaj txheej txheem: ASTM C177; (3) Lub sij hawm sau reflectometry; (4) Flash txoj kev: ASTM E1461; (5) Steady-state heat flow meter Txoj kev: ASTM C518; (6) Kev ntsuas kub tsis tu ncua: ASTM D5470; (7) Transient dav hlau tshav kub qhov txheej txheem: ISO 22007-2; (8) Txoj kev ntsuas kub: ISO 22007-3.
Nws tuaj yeem pom los ntawm ntau txoj hauv kev los soj ntsuam nrog rau saum toj no, tsis zoo li cov khoom siv thermal conductivity kuaj, lithium-ion roj teeb khoom thermal conductivity kuaj qhia cov yam ntxwv tseem ceeb hauv qab no:
(1) Nyias zaj duab xis: Lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv yog nyob rau hauv ib tug nyias zaj duab xis daim ntawv, thiab dab tsi yog kev koom tes yog ib txwm nyias zaj duab xis thermal conductivity xeem technology;
(2) Anisotropy: Nyias-film lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv qhia pom cov yam ntxwv anisotropic, thiab thermal conductivity qhia pom tseeb qhov sib txawv ntawm cov thickness thiab cov kev taw qhia hauv dav hlau. Kev ntsuas thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv yog qhov teeb meem nrog kev sim thermal conductivity ntawm anisotropic zaj duab xis cov ntaub ntawv;
(3) Ntau qhov kev xeem sib txawv: Lwm qhov tseem ceeb ntawm kev ntsuas thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv yog tias muaj ntau yam kev ntsuas ntsuas. Ntxiv rau qhov kev sim ib txwm muaj ntawm qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias, lwm yam kev sim yuav tsum tau muab tso rau, xws li cov khoom sib txawv. Cov xwm txheej xws li siab, SOC them, huab cua, kev co, av noo, thiab lwm yam, txawm tias yuav tsum tau siv lub zog.
4. Kev tshuaj xyuas cov txheej txheem kev ntsuas thermal conductivity ntawm cov khoom siv roj teeb
Raws li cov yam ntxwv ntawm kev ntsuas thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv uas tau hais los saum no, ntau yam kev sim uas tau hais los saum toj no tau txheeb xyuas kom paub tias cov kev ntsuas twg yog qhov tsim nyog rau kev sim cov khoom siv roj teeb lithium-ion.
Saib ntawm cov qauv kev sim saum toj no, peb faib lawv mus rau hauv cov txheej txheem hauv lub xeev thiab cov txheej txheem hloov mus rau kev tshuaj xyuas.
4.1. Steady xeev txoj kev
Txoj hauv kev ruaj khov hauv xeev feem ntau suav nrog: txoj kev tiv thaiv tshav kub ntws ntsuas, tiv thaiv cov phaj kub, txoj kev ntsuas kub kub thiab qhov ntsuas kub tsis tu ncua.
Qhov tshwj xeeb ntawm txoj hauv kev ruaj khov yog tias raws li Fourier khov kho-lub xeev txoj cai hloov hluav taws xob, qhov ruaj khov ntawm ib sab ntawm cov cua sov yog tsim nyob rau hauv cov kev taw qhia ntawm cov khoom siv roj teeb coj mus kuaj, thiab qhov ntsuas kub sib xws. thiab cov cua kub khiav ceev yog txiav txim siab los ntawm kev ntsuas qhov kub thiab txias ntws ceev hauv cov xwm txheej sib txawv. thermal conductivity thiab tiv thaiv thermal kuj.
Raws li ib txwm siv, txoj hauv kev ruaj khov yog ib txoj kev sim tsim los ntawm cov khoom siv thermal ntawm cov ntaub ntawv tuab. Nws yog qhov tseeb heev thiab paub tab rau kev ntsuas thermal conductivity ntawm cov qauv loj thiab tuab, xws li tiv thaiv cov cua sov. 'meter' txoj kev, guarded kub phaj txoj kev, tshav kub flow meter txoj kev. Txhawm rau kuaj cov khoom siv roj teeb nyias nyias, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum tau saib xyuas ntau txheej txheej ntawm cov ntaub ntawv nyias nyias los ua cov qauv kom tau raws li qhov ntsuas qhov tseeb ntawm txoj kev nyob ruaj khov. Qhov ntau txheej txheej txheej no yuav ua rau muaj kev cuam tshuam loj rau kev tiv thaiv thermal.
Nyob rau hauv qhov kev pom ntawm cov kev txwv ntawm cov txheej txheem ib txwm nyob ruaj khov rau kev sim cov thermal conductivity ntawm cov ntaub ntawv nyias zaj duab xis, cov txheej txheem tsim cov cua sov tsis tu ncua ib nrab daws cov teeb meem kuaj. Los ntawm qhov tshwj xeeb ntawm qhov ntsuas kub ntsuas thev naus laus zis, thermal conductivity ntawm cov yeeb yaj kiab nyias nrog cov tuab ntawm ntau pua microns tuaj yeem ntsuas, uas yog qhov tsim nyog rau kev sim. Cov khoom siv roj teeb uas muaj ntau txheej txheej thiab cov thermal conductivity theem hloov cov ntaub ntawv sib xyaw.
Txawm hais tias muaj kev txhim kho zoo sib xws, ib qho kev siv zog ua los ntawm txoj hauv kev ruaj khov yog txhawm rau coj mus rau qhov muaj peev xwm ntawm txoj hauv kev ruaj khov thiab nthuav dav ntxiv qhov qis qis ntawm qhov kev ntsuas muaj peev xwm ntau yam ntawm txoj kev nyob ruaj khov. Tom qab tag nrho, qhov qis dua ntawm qhov kev xeem muaj peev xwm tseem tsawg heev. Txwv tsis pub, nws yog txwv tsis pub los ntawm txoj kev ruaj khov ntawm nws tus kheej, tshwj xeeb tshaj yog qhov tseeb ntawm qhov kub thiab txias ntsuas, uas ua rau qhov chaw nthuav dav no txwv tsis pub thiab cov nyhuv nyuaj rau lav.
Nyob rau hauv luv luv, rau lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv, ib ntus tsim nyog nyob rau hauv lub xeev txoj kev yog ASTM D5470 tas li cua sov txoj kev, uas yuav ntsuas thermal conductivity thiab thermal kuj. Cov qauv loj yog nruab nrab thiab tsim nyog rau kev thauj khoom ntau yam ciam teb.
4.2. Txoj kev hloov pauv
Txoj kev hloov pauv feem ntau suav nrog lub sijhawm sau lub sijhawm reflectometry, txoj kev flash thiab cov txheej txheem dav hlau mus rau qhov chaw sov.
Contrary to the steady-state method, the transient method is a test method based on the dynamic response of the sample material to the thermal excitation. Lub thinner tus qauv raug kuaj, qhov ceev cov lus teb rau thermal excitation. Yog li ntawd, lub hauv paus tseem ceeb ntawm txoj kev hloov pauv yog txhawm rau txheeb xyuas qhov kev hloov pauv ntawm lub cev ntau dhau lub sijhawm. Cov lus nug ntawm kev hloov ceev. Nyob rau tib lub sijhawm, thaum lub sijhawm teb ceev ceev ntawm cov qauv ntsuas rau thermal excitation, kev cuam tshuam ntawm ib puag ncig ib puag ncig thiab lwm yam ciam teb ua rau me me heev. Qhov tseem ceeb tshaj plaws yog tias nrog kev txhim kho thev naus laus zis, lub sijhawm teb cov lus teb zoo ntawm cov qauv ntau (tshwj xeeb yog cov ntaub ntawv nyias nyias) rau thermal excitation tsis nyob rau hauv qhov kev ntsuas ceev nyob rau hauv lub ntsej muag ntawm cov cuab yeej siv hluav taws xob tam sim no. Ntau yam khoom siv hluav taws xob tam sim no tau siv. Cov txhais tau yooj yim muaj rau kev ntsuas ceev thiab raug ntawm cov lus teb thermal excitation. Los ntawm lwm qhov kev xav, rau kev ntsuas kev ua haujlwm thermal ntawm cov ntaub ntawv, cov txheej txheem ntu ntu tuaj yeem ua tiav qhov ntsuas tau los ntawm kev siv cov cuab yeej hluav taws xob thiab cov cuab yeej siv nrog cov lus teb sib xws rau ntau qhov sib txawv thickness ntau (tej lub sijhawm) ntawm cov qauv kuaj. Tam sim no, cov cuab yeej hluav taws xob thiab cov cuab yeej siv Lub peev xwm ntsuas tau dhau qhov kev xav tau rau kev ntsuas thermal ua haujlwm ntawm cov ntaub ntawv nyias nyias. Qhov no yog qhov txiaj ntsig loj tshaj plaws ntawm txoj kev hloov pauv nws tus kheej, thiab nws kuj yog qhov laj thawj tseem ceeb vim li cas feem ntau cov cuab yeej ntsuas thermal ua haujlwm rau cov ntaub ntawv nyias nyias ntawm kev ua lag luam tam sim no siv txoj kev hloov pauv.
Hauv ntej, txoj kev hloov pauv yog txoj kev ntsuas ntsuas tsis tiv tauj yog qhov tsim nyog rau cov ntaub ntawv ua yeeb yam siv cov ntxas cov qauv sib dhos. Txawm li cas los xij, rau cov ntaub ntawv xov xwm tsawg dua xws li lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv, ntau yam teeb meem kev sim yuav raug ntsib, xws li porosity. Cov khoom siv zaj duab xis nyias xav tau kev kho saum npoo rau kev ntsuas thermal conductivity, tab sis kev kho saum npoo feem ntau ua rau nkag mus thiab hloov cov thermal zog ntawm cov qauv zaj duab xis. Tsis tas li ntawd, lwm qhov tsis txaus ntseeg ntawm txoj kev hloov pauv yog qhov nyuaj rau kev thauj khoom ntau yam kev ciam teb ntawm cov qauv ntsuas rau kev ntsuas thermal conductivity, xws li siab thiab hluav taws xob. Ib qho kev zam yog txoj cai kub yoj nyob rau hauv txoj kev hloov pauv, uas yuav qhia hauv ntu tom ntej.
5. Cov tswv yim yav tom ntej: Cov tswv yim tshiab
Los ntawm kev soj ntsuam saum toj no ntawm cov txheej txheem ntsuas thermal conductivity ntawm cov khoom siv roj teeb, nws tuaj yeem pom tau tias cov txheej txheem uas twb muaj lawm tsis tuaj yeem daws cov teeb meem zoo los ntawm kev ntsuas thermal conductivity ntawm lithium-ion roj teeb cov ntaub ntawv tau hais nyob rau thaum pib ntawm tsab xov xwm no, thiab kev sim tshiab. cov txheej txheem yuav tsum tau tshawb nrhiav thiab tsim. Hais txog cov teeb meem kev sib raug zoo.
Los ntawm peb cov kev tshawb fawb, peb ntseeg tias kev sib txuas cov txheej txheem saum toj no tsis tu ncua-xeev thiab cov txheej txheem hloov pauv yuav yog ib txoj hauv kev zoo. Daim ntawv sib xyaw tshwj xeeb yog kev txhim kho qhov kub thiab txias yoj txoj kev.
Txoj kev ntsuas kub nthwv dej tau teev tseg hauv ISO 22007-3 feem ntau yog siv los txiav txim siab thermal diffusion coefficient ntawm cov yeeb yaj kiab thiab cov ntawv yas hauv tag nrho cov tuab tuab. Cov txheej txheem kub nthwv dej yog ib txoj hauv kev los ntsuas cov thermal diffusion coefficient nyob rau hauv thickness kev taw qhia ntawm nyias thiab tiaj tus qauv los ntawm kev ntsuas cov theem hloov ntawm kub nthwv dej ntawm lub hauv ntej thiab nram qab qhov chaw ntawm tus qauv. Siv cov resistors sputtered los yog tiv tauj rau ntawm ob qhov chaw ntawm cov qauv, ib qho ua raws li lub tshuab cua sov los tsim cov cua kub tsis zoo ntawm AC Joule cua sov thiab lwm yam ua raws li tus pas ntsuas kub los ntsuas qhov ntsuas kub. Daim duab schematic ntawm qhov ntsuas kub yoj txoj kev ntsuas cov cuab yeej tau muab rau hauv ISO 22007-3, raws li pom hauv daim duab 5-1.
Daim duab 5-1 Schematic ntawm lub thermal diffusivity ntsuas cov cuab yeej siv cov txheej txheem kub nthwv dej
Raws li tuaj yeem pom los ntawm cov lus piav qhia saum toj no, qhov ntsuas kub yoj txoj kev ntsuas cov cuab yeej suav nrog lub microheater thiab ntsuas kub ntsuas qhov sib ntsib, nrog cov qauv nruab nrab ntawm lawv. Lub teeb liab tsis muaj zog sinusoidal hluav taws xob yog muab rau lub rhaub, ua kom sov nthwv dej ntawm cov qauv saum npoo. Qhov ntsuas kub ntawm qhov ntsuas kub yog qhov ntsuas qhov ntsuas siab heev uas siv lub preamplifier los ua kom lub zog tsis muaj zog ua ntej lawv nkag mus rau hauv lub ntsuas phoo hauv amplifier. Cov teeb liab pom qhov kub thiab txias yog qhov sib xyaw ntawm qhov kub thiab txias nthwv dej thiab cov teeb liab kub tom qab, xws li qhov kub ntawm ib puag ncig. Hauv kev ntsuas AC, ib qho txiaj ntsig ntawm kev kaw-hauv amplification yog nws lub peev xwm los rho tawm thiab txheeb xyuas cov kev hloov pauv hauv ib qho kev ntsuas zaus hauv lub teeb liab, offsetting qhov cuam tshuam ntawm kev hloov pauv ntawm chav tsev kub (qhov tseem ceeb ntawm qhov yuam kev) thiab lub suab nrov kom ua tiav siab- kev ntsuas rhiab heev. Los ntawm kev txwv qhov ntsuas qhov kub thiab txias yoj amplitude mus rau 1 degree lossis tsawg dua, convection thiab hluav taws xob tuaj yeem cuam tshuam zoo thiab ua kom muaj kev puas tsuaj me me rau cov qauv. Tsis tas li ntawd, siv qhov ntsuas me me me me tso cai rau lub thermal diffusivity raug txheeb xyuas hauv cov qauv me me.
Nyob rau hauv luv luv, txoj kev txhim kho kub yoj txoj kev yuav muaj cov nram qab no salient nta:
(1) Nyob rau hauv cov nqe lus ntawm cov qauv clamping, thickness tswj thiab ntsuas, cov txheej txheem kub nthwv dej yog qhov pib zoo ib yam li txoj hauv kev ruaj khov. Ib qho kev siab thiab lwm yam kev ntsuas tuaj yeem siv rau tus qauv thaum lub sijhawm ntsuas. Nyob rau tib lub sijhawm, cov txheej txheem kub nthwv dej kuj tseem muaj qhov zoo ntawm cov txheej txheem tsis sib cuag, hloov qhov ntsuas kub thiab qhov kub ntawm qhov ntsuas kub mus rau qhov ntsuas qhov ntsuas siab thiab theem ntsuas, txo qhov yuam kev thiab ua tiav cov kev ntsuas siab.
(2) Txawm hais tias cov txheej txheem ntsuas kub nthwv dej tau teev tseg hauv ISO 22007-3 yog siv los ntsuas cov thermal diffusion coefficient nyob rau hauv cov thickness kev taw qhia ntawm cov khoom siv zaj duab xis, txoj kev no kuj tseem siv tau los ntsuas cov thermal diffusion coefficient nyob rau hauv- dav hlau kev taw qhia ntawm zaj duab xis, thiab hloov dua siab tshiab Test Txoj kev yog classic Angstrom periodic thermal yoj txoj kev.
(3) Nws tuaj yeem pom los ntawm qhov ntsuas qhov ntsuas kub nthwv dej hauv daim duab qhia hauv daim duab 5-1 tias ntev npaum li daim ntawv cua sov AC tswj tau rau DC daim ntawv, cov txheej txheem kub nthwv dej dhau los ua cov qauv ntsuas kub ntawm qhov ntsuas kub thiab siv tau. rau phaj qauv ntsuas. Uas yog hais, thermal diffusion coefficient thiab thermal conductivity ntawm bagged thiab daim ntawv lithium-ion roj teeb ntawm ntau qhov ntau thiab tsawg tuaj yeem ntsuas.
(4) Qhov tseem ceeb tshaj plaws yog qhov kev txhim kho qhov kub thiab txias yoj txoj kev muaj cov qauv compact thiab tuaj yeem ua ke nrog lwm txoj kev ntsuas kev ua haujlwm thermal. Qhov no yuav raug qhia hauv cov ntawv ceeb toom tom ntej.
SOC kub pauv lub cev tsis muaj zog
|
H2 |
|||||
|
Kub |
Qhov ntomρ |
Cov cua kub tshwj xeeb ntawm qhov siab tsis tu ncua Cp |
viscosityμ |
Thermal conductivityλ |
Prandtl Nr |
|
K |
kg/m3 |
J/g/K |
pa•s |
W/m/K |
|
|
100 |
0.24255 |
11.23 |
0.00000421 |
0.067 |
0.707 |
|
150 |
0.16156 |
12.6 |
0.0000056 |
0.101 |
0.699 |
|
200 |
0.12115 |
13.54 |
0.00000681 |
0.131 |
0.704 |
|
250 |
0.09693 |
14.06 |
0.00000789 |
0.157 |
0.707 |
|
300 |
0.08078 |
14.31 |
0.00000896 |
0.183 |
0.701 |
|
350 |
0.06924 |
14.43 |
0.00000988 |
0.204 |
0.7 |
|
400 |
0.06059 |
14.48 |
0.00001082 |
0.226 |
0.695 |
|
450 |
0.05386 |
14.5 |
0.00001172 |
0.247 |
0.689 |
|
500 |
0.04848 |
14.52 |
0.00001264 |
0.266 |
0.691 |
|
550 |
0.04407 |
14.53 |
0.00001343 |
0.285 |
0.685 |
|
600 |
0.0404 |
14.55 |
0.00001424 |
0.305 |
0.678 |
|
700 |
0.03463 |
14.61 |
0.00001578 |
0.342 |
0.675 |
|
800 |
0.0303 |
14.7 |
0.00001724 |
0.378 |
0.67 |
|
900 |
0.02694 |
14.83 |
0.00001865 |
0.412 |
0.671 |
|
1000 |
0.02424 |
14.99 |
0.00002013 |
0.448 |
0.673 |
|
1100 |
0.02204 |
15.17 |
0.0000213 |
0.488 |
0.662 |
|
1200 |
0.0202 |
15.37 |
0.00002262 |
0.528 |
0.659 |
|
1300 |
0.01865 |
15.59 |
0.00002385 |
0.568 |
0.655 |
|
1400 |
0.01732 |
15.81 |
0.00002507 |
0.61 |
0.65 |
|
1500 |
0.01616 |
16.02 |
0.00002627 |
0.655 |
0.643 |
|
1600 |
0.0152 |
16.28 |
0.00002737 |
0.697 |
0.639 |
|
1700 |
0.0143 |
16.58 |
0.00002849 |
0.742 |
0.637 |
|
1800 |
0.0135 |
16.96 |
0.00002961 |
0.786 |
0.639 |
|
1900 |
0.0128 |
17.49 |
0.00003072 |
0.835 |
0.643 |
|
2000 |
0.0121 |
18.25 |
0.00003182 |
0.878 |
0.661 |
|
H2O |
|||||
|
Kub |
Qhov ceev ρ |
Cov cua kub tshwj xeeb ntawm qhov siab tsis tu ncuaCp |
viscosity μ |
Thermal conductivity λ |
Prandtl tus xov tooj Pr |
|
K |
kg/m3 |
J/g/K |
pa •s |
W/m/K |
|
|
380 |
0.5863 |
2.06 |
0.00001271 |
0.0246 |
1.06 |
|
400 |
0.5542 |
2.014 |
0.00001344 |
0.0261 |
1.04 |
|
450 |
0.4902 |
1.98 |
0.00001525 |
0.0299 |
1.01 |
|
500 |
0.4405 |
1.985 |
0.00001704 |
0.0339 |
0.998 |
|
550 |
0.4005 |
1.997 |
0.00001884 |
0.0379 |
0.993 |
|
600 |
0.3652 |
2.026 |
0.00002067 |
0.0422 |
0.993 |
|
650 |
0.338 |
2.056 |
0.00002247 |
0.0464 |
0.996 |
|
700 |
0.314 |
2.085 |
0.00002426 |
0.0505 |
1.000 |
|
750 |
0.2931 |
2.119 |
0.00002604 |
0.0549 |
1.000 |
|
800 |
0.2739 |
2.152 |
0.00002786 |
0.0592 |
1.01 |
|
850 |
0.2579 |
2.186 |
0.00002969 |
0.0637 |
1.02 |
hais txog cov khoom hauv ehisen
