王朝阳院士ACS Energy Letters：电池热管理和安全性的基本见解

为应对气候变化，汽车电气化的蓬勃发展趋势将推动大众市场运输行业。随着锂离子电池占据主导地位的电化学引擎，这一行业的改革进程缓慢而艰巨。因此，电动汽车(EV)电池系统的工程设计仍然充满活力，因为它趋向于对最佳实践的共同理解。电池热管理(BTM)和安全性代表了EV设计中两个相互依存的关键要素，它们在很大程度上尚未解决，并且不断发展。

美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳院士等为摆脱安全性、能量密度和寿命之间的三难困境，提出了电动汽车电池热管理和安全性的新视角。

图1 电池热特性

在这个观点中，作者将先进电池指标与关键工艺参数联系起来，以提供热管理和安全的基本观点。通过对每种电池的基本原理进行定量分析，作者认为高温电池运行和耐热材料将成为未来电池研发的重要方向，以提高安全性、减少衰退和简化热管理系统。这里作者展示了一个通过开发具有被动空气冷却功能的耐热电池来实现这两个目标的示例。

图2 吸气式空气冷却的可行性

此外，作者发现耐热电池对于抵抗热失控以及最终的电池安全是必不可少的，同时，耐热电池在环境温度下闲置时可延长日历寿命，并大大简化工作时的热管理，因为温差大大增加了驱动冷却。这项工作阐明的基本原理揭示了随着社会向无处不在的电气化交通发展而开发当前和未来电池技术的一种非常规方法。

图3 单电池的高温稳定性和安全性

Fundamental Insights into Battery Thermal Management and Safety. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00077

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王朝阳院士ACS Energy Letters：电池热管理和安全性的基本见解

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