储能热管理难?这项新技术或将改变这一现况

在此前，行业内只能通过建模的方式预估电池内部的温度……

文／NE-SALON新能荟小编团

不管是动力电池领域还是储能电池领域，热管理一直是让人头疼的问题。近日，英国伦敦大学一研究团队展示了一项新技术——他们成功实现了给电池进行无损测量“体温”。据悉，该技术或将极大程度地改善储能热管理这个行业难题。目前，该文章以Mapping internal temperatures during high-ratebattery applications为题发表在Nature上。

在动力电池领域，电动汽车需要较高的充放电倍率，以减轻充电站的拥堵和货物运输的停机时间，随之而来的是快速放热导致的电池内部温度急剧升高产生潜在危险。为了防止短路和污染，锂离子电池在制造过程中被密封，，加上电池内部复杂的化学反应，这使得内部温度难以探测。

与动力电池系统相比，储能系统聚集的电池数目更多，电池容量和功率也更大。大量的电池紧密排列在一个空间内，运行工况复杂多变，时而高倍率，时而低倍率，容易造成产热不均匀、温度分布不均匀、电池间温差较大等问题。而这些问题可能会导致部分电池的充放电性能、容量和寿命等下降，从而影响整个储能系统的性能，严重时会引发热失控，造成安全事故。

因此，行业内迫切需要一项技术，能够实时监控电池内部的温度。

在这个背景下，英国伦敦大学学院的P.R. Shearing教授及其团队利用XRD技术对商业化圆柱形电池（例如18650电池）进行了研究，并提出了两种无损温度测量方法。第一种方法是利用XRD-CT技术，可以生成完整的横截面温度图，适用于研究电池在充电或放电结束时的温度分布情况。第二种方法是利用多通道准直仪（MCC），可以实时量化所选内部位置的温度，以便在操作期间进行监测。（注：研究中使用了两种商业化18650电池，一种采用高镍NMC811正极与Gr-SiO x正极匹配，另一种采用LFP正极与Gr负极匹配）

在此前，行业内只能通过建模的方式预估电池内部的温度。一项专利显示，通过建立电化学热耦合模型，模拟电池工作过程中的电化学过程和热行为的相互作用，进而获取在放电过程中不同时间点对应电池的中心温度、表面温度，然后利用数据拟合方法，获取中心温度、表面温度的差值与时间的关系式，将其导入电池管理系统，再结合测量得到的表面温度，就可以实时预估电池的中心温度。（来源：用于电池管理系统的锂离子电池内部温度实时预估方法）

但随着英国伦敦大学的P.R. Shearing教授及其团队的研究成果的问世，电池热管理领域迎来了一项引人瞩目的突破。通过无损测量电池的内部温度，他们为储能系统和动力电池提供了一种前所未有的解决方案。这项技术的出现将极大地改善电池热管理这个长期困扰行业的难题。

通过实时监测电池的内部温度，我们可以及时发现和处理潜在的安全隐患，确保电池系统的稳定运行。这将极大程度地推动电动汽车行业的快速发展及推动能源存储技术的进步。一个更加智能、高效的电池管理时代正在来临……来源：NE-SALON新能荟G

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