快充方式下考虑热辐射效应的锂离子电池热-力耦合分析

作者：林明钜; 锁要红^*; 赖光辉; 肖军文

来源：上海大学学报(自然科学版), 2023, 29(03): 450-459.

• 快速充电
• 热力耦合
• 热辐射
• 锂离子电池

锂离子电池充电过程中温升引起的热失控和过大的体积膨胀是电池爆炸、循环性能降低的主要原因.同时,充电效率低下使得充电时间过长.为了提高充电效率并弄清锂离子电池充电过程中的温度和应力分布,建立了快充方式下考虑热辐射效应的圆柱型锂离子电池热力耦合模型.以18650锂离子电池为研究对象,比较了快充和恒流充电方式下的充电效率、温度和应力分布,探讨了初始温度、对流换热系数和热辐射系数对充电过程中电池温度、径向应力和环向应力的影响.数值结果表明:快充在电池温度和应力服役范围内减少了充电时间,充电效率提高了20.8%;降低初始温度、提高对流换热系数或提高热辐射系数3种方案均可有效降低充电过程中锂离子电池的温度.

• 单位
  福州大学; 自动化学院