当前位置：首页 > 行业资讯
锂亚硫酰氯电池热控制研究现状
发布时间:2018-02-19 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]1 引言
锂是金属中最轻和电电感器厂家势最负的一种元素，锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是一种以锂为负极，碳作正极，无水四氯铝酸锂的亚硫酰氯(SOCl2)溶液作电解液的锂电池。Li/SOCl2电池具有比能量高、比功率大、放电电压平稳、储存寿命长等特性，在航天器、水中兵器、导航设备等军事和民用工业中都有广泛的应用。不同电池的比能量与比功率关系如图1所示[1] [2]。从图中可以看出，Li/SOCl2电池是比能量和比功率最高的电池。大型Li/SOCl2电池主要用于不依靠工业电源的军事用途，作为一种无须充电的备用电源，如导弹深井发射时的地面备用电源等，一次锂电池在军事装备中的特殊功能，是其他电池无法替代的[3][4]。
Li/SOCl2电池存在的主要问题是电压滞后与安全问题，其中安全问题是最主要的问题。锂电池在使用过程中发生化学反应，产生热量不能及时有效地散发，就会在电池内部积累热量，引起电池的升温，进一步促使反应的加剧，形成产热与温升的正反馈，当热量积累到一定程度的时候，就有鼓胀、泄漏、着火、爆炸等危险，这种现象被称之为热失控。因此，分析电池的热特性，并有针对性地使用热控措施，迅速导出电池放出的热量，减少电池内部热量积累，防止热失控，保证电池的安全，具有十分重要的意义。
2 Li/SOCl2电池发热机理研究
有关Li/SOCl2电池的发热机理的研究主要侧重于深入了解电池内部化学机理，建立电池热模型，目的是减少电池放电发热量和热流密度。
分别从传热学、电学和化学角度分析，电池热模型有三种不同的形式。
从传热学角度分析，假设单体电池温度内部均匀，应用傅立叶导热定律，可以得出电池热平衡控制方程为[5]
(1)上式中：
为电池密度(kg/m3)，cp为定压比热容(J/(kg﹒K)-1)，T为电池温度(K)，t为时间(s)，
为导热系数(W/(m﹒K)-1)，
为单位体积热生成率(W/m电感器市场需求3)。从电学角度分析，电池发热功率由下式确定[6]
(2)式中：QT为发热功率(W)，I为放电电流(A)，Er为开路电压(V)，E1为负载电压(V)，其中IE1为电池可用功率(W)，从工程应用共模电感器的角度分析，电池热控制的主要目的是减少发热功率，而并非减少可用功率。
从化学角度分析，电池发热功率由下式确定[7]：
(3)式中：QP为极化热(W)，来源于正负极的极化和电解液阻值升高，是电池优化设计能够降低的主要热量；
QS是由熵变引起的热量(W)，电池电极的熵变对电池的电化学和热行为有显著影响，Gu W. B. 建立了热和电化学耦合的模型，对热—电化学交互作用进行了分析，认为在热滥用的情况下，电池温度逐渐升高，电池正极发生热分解，最终导致热失控[8]；QA为化学反应热(W)，主要源于金属锂的腐蚀，还包括电池化学副反应。Li/SOCl2电池反应方程式见式(4)，此反应是放热反应，除此反应外，Li/SOCl2电池内部其他反应也是剧烈的放热反应。
(4)由于Li/SOCl2电池寿命可长达10年，电池的自放电反应对电池性能影响很大，所以研究长时间储备后进行放电的Li/SOCl2电池时，QA需要考虑自放电产热。Spotnitz R.M.等建立了Li/SOCl2电池自放电特性的电化学模型，用于预测电池寿命，提高安全系数[9]。
电池的发热是与电化学联系在一起的。Gomadam P. M.建立的锂电池的一维热模型与电化学相关，用于优化螺旋卷绕的锂电池[10]。Surampudi S.等在JPL(美国喷气推进实验室)的报告中分析了Li/SO插件电感Cl2电池的安全因素，认为热机制和化学机制的共同作用使电池发生泄漏或爆炸[2]。
通过以上分析可以发现，三种热模型并不是孤立的，建立电池热模型要综合分析电池热—电—化学的综合作用。
3 电池热物理参数测量
测量电池的热物理参数对电池的热性能分析是十分必要的。将准确的热物理参数用于电池热物理模型，进行数值模拟，可以预测电池热特性，设计和优化电池结构设计和热控制方式。
基于DSP的蓄电池充放电装置研究 在蓄电池生产过程中，为了保证产品质量，常需对成品蓄电池进行几次充放电处理。传统充放电设备通常采用晶闸管作为整流逆变功率器件。装置比较复杂，交流输入、输出的功率因数较低。对电网的谐波污染也比较大。为此
便携式家庭心电检测诊断仪的研制1、引言随着人民生活水平的提高以及社会老龄化程度的加深，心脑血管疾病的发病率呈上升趋势，已成为威胁人类身体健康的杀手之一。因为心脏病的发作具有突发性和随机性，为患者提供普及性心电图机以成为发展的必然趋
凌力尔特推出双输出、低静态电流同步 DC/DC 控 凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出双输出 (升压 + 降压)、低静态电流同步 DC/DC 控制器 LTC7813。该器件级联时，其独立的升压和降压型控制器在输入电压高
- 上一篇：无线SoC的信号完整性分析
- 下一篇：基于BQ24060的锂离子电池充电器的设计
