Manajemen termal baterai daya kendaraan energi baru
Manajemen termal daya baterai adalah salah satu teknologi utama di bidang baterai lithium-ion. Hal ini bertujuan untuk memastikan keamanan suhu baterai selama penggunaan dan pengisian daya, serta untuk meningkatkan kepadatan energi dan masa pakai baterai. Bahan manajemen termal merupakan dukungan teknis yang diperlukan untuk mencapai tujuan ini. Di bawah ini, kami akan memperkenalkan Anda pada aplikasi dan analisis materi manajemen termal daya baterai.
Bahan konduktif termal
Bahan konduktif termal memainkan peran penting dalam manajemen termal daya baterai. Saat ini, bahan konduktif termal yang umum digunakan termasuk pasta konduktif termal dan lembaran konduktif termal.
Pasta konduktif termal banyak digunakan pada permukaan kontak antara baterai dan radiator, dan konduktivitas termalnya biasanya antara 1-8 W/mK. Sebagai bahan konduktif termal, bahan ini dapat secara efektif mentransfer panas dari area bersuhu tinggi ke area bersuhu rendah. Metode pembuatan pasta konduktif termal mencakup penggunaan partikel konduktif termal seperti partikel intan dan silikon nitrida sebagai pembawa untuk mengisi celah dan retakan kecil. Keunggulan ini membuat pasta konduktif termal banyak digunakan dalam manajemen termal baterai daya.
Lembaran konduktif termal biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium dan memiliki konduktivitas termal sekitar 200 W/mK. Lembaran ini dapat secara efektif mentransfer panas dari permukaan baterai ke radiator terdekat secara merata, sehingga menghasilkan pendinginan panas yang seragam pada radiator dan permukaan baterai. Pada saat yang sama, film juga dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi radiator ke baterai dan mencegah radiator terjatuh karena getaran.
Bahan penghalang termal
Material penghalang termal adalah material yang memperlambat aliran panas, dengan konduktivitas termal biasanya dalam kisaran 0.2-0,35 W/mK. Selain itu, bahannya mudah diolah dan dibentuk. Bahan penghalang termal sering kali digunakan di dalam modul baterai dan dipasang di antara sel baterai dan radiator untuk mengurangi gradien suhu, sehingga menurunkan suhu permukaan baterai dan memastikan keamanan baterai.
Ada dua kategori utama bahan penghalang termal: bahan isolasi dan bahan isolasi komposit. Bahan isolasi terutama digunakan untuk mengurangi suhu permukaan baterai dan biasanya dipasang di antara sel baterai dan radiator. Bahan bakunya terutama meliputi serat kaca dan keramik. Bahan insulasi komposit menggabungkan berbagai bahan berkinerja, seperti nanosilika dan polimer, untuk mencegah konduksi aliran panas dan arus. Selain itu bahan insulasi komposit memiliki kekuatan dan daya tahan yang tinggi sehingga banyak digunakan.
Bahan perubahan fasa
Bahan pengubah fasa adalah zat yang dapat menyerap dan melepaskan energi panas dalam jumlah besar secara efisien, dan titik lelehnya biasanya sangat stabil. Selama pengisian daya, ketika bahan perubahan fasa mencapai suhu tertentu, ia dapat menyerap sejumlah besar panas, sehingga mengurangi suhu permukaan puncak baterai selama pengisian dan pengosongan, menjaga kestabilan suhu permukaan baterai, dan dengan demikian memperpanjang masa pakai baterai. Oleh karena itu, bahan pengubah fasa telah banyak digunakan dalam manajemen termal baterai daya. Bahan pengubah fasa terutama dibagi menjadi dua jenis: bahan pengubah fasa organik dan bahan pengubah fasa anorganik. Bahan pengubah fasa organik biasanya digunakan dalam rentang suhu rendah dan memiliki kemurnian tinggi, namun menyerap dan melepaskan panas relatif lambat. Bahan pengubah fasa anorganik menyerap dan melepaskan panas lebih cepat, tetapi masalah seperti mudah meleleh pada suhu tinggi dan toksisitas juga membatasi cakupan penerapannya.
Singkatnya, mengoptimalkan manajemen termal baterai daya adalah kunci untuk meningkatkan keselamatan, kepadatan energi, dan masa pakainya. Menggunakan material seperti material konduktif termal, material penghalang termal, dan material pengubah fasa merupakan pendekatan yang efektif. Tentu saja, pemilihan material juga harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti biaya dan keberlanjutan untuk mencapai nilai terbaik untuk uang. Penerapan langkah-langkah ini dapat meningkatkan kinerja daya baterai secara signifikan.
