用于鋰電池的納米流體冷卻系統(tǒng)

用于鋰電池的納米流體冷卻系統(tǒng)

與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鋰電池具有較高的安全性和能量密度，因而成為儲能裝置應(yīng)用中最具潛力的儲能類型。鋰電池放電時會產(chǎn)生大量的熱，如果這些熱量不能及時被散出，則會使鋰電池性能惡化，且造成其使用壽命降低，對于單體鋰電池還可能會造成鋰電池膨脹，甚至爆炸。因而，需要采用專門的冷卻系統(tǒng)輔助鋰電池散熱，以解決其存在的過熱問題。

常規(guī)冷卻系統(tǒng)使用純液體作為換熱介質(zhì)，而早前的研究表明在純液體中添加金屬、非金屬或聚合物固體納米顆粒，形成具有納米顆粒的換熱介質(zhì)，從而提高換熱介質(zhì)的換熱能力，因而出現(xiàn)了納米流體的概念。納米流體是以一定的方式和比例在純液體中添加納米粒子，形成均勻、穩(wěn)定、高熱導(dǎo)率的換熱介質(zhì)，其不僅能夠提高導(dǎo)熱系數(shù)，而且能在納米流體內(nèi)部產(chǎn)生熱擴(kuò)散，強(qiáng)化換熱過程。對納米流體的制備通常先制備納米顆粒，之后將其分散到基液（冷卻液）中實(shí)現(xiàn)。通過試驗(yàn)對納米流體的冷卻性能進(jìn)行分析。采用3.7V、3000mAh的鋰電池進(jìn)行持續(xù)放電操作，制備含0.04%納米顆粒（碳納米顆粒）和99.96%冷卻液（水）的納米流體，將其應(yīng)用在鋰電池上對鋰電池進(jìn)行冷卻，同時與不添加納米顆粒時的冷卻性能進(jìn)行對比，結(jié)果顯示，使用納米流體時，鋰電池冷卻系統(tǒng)的冷卻性能改善了9.36%。

目前，應(yīng)用納米流體存在的問題在于，納米流體中的納米粒子很容易團(tuán)聚在一起，形成粒徑較大的團(tuán)聚體，使其出現(xiàn)分層的現(xiàn)象且導(dǎo)致其冷卻性能下降，通過添加活性劑或分散劑能夠緩解團(tuán)聚現(xiàn)象的產(chǎn)生。除此之外，較高的生產(chǎn)成本也限制了納米流體的應(yīng)用。

刊名：Applied Nanoscience（英）

刊期：2017年第7期

作者：Lien Tran

編譯：王祥