用于锂电池的纳米流体冷却系统

用于锂电池的纳米流体冷却系统

与传统铅酸电池相比，锂电池具有较高的安全性和能量密度，因而成为储能装置应用中最具潜力的储能类型。锂电池放电时会产生大量的热，如果这些热量不能及时被散出，则会使锂电池性能恶化，且造成其使用寿命降低，对于单体锂电池还可能会造成锂电池膨胀，甚至爆炸。因而，需要采用专门的冷却系统辅助锂电池散热，以解决其存在的过热问题。

常规冷却系统使用纯液体作为换热介质，而早前的研究表明在纯液体中添加金属、非金属或聚合物固体纳米颗粒，形成具有纳米颗粒的换热介质，从而提高换热介质的换热能力，因而出现了纳米流体的概念。纳米流体是以一定的方式和比例在纯液体中添加纳米粒子，形成均匀、稳定、高热导率的换热介质，其不仅能够提高导热系数，而且能在纳米流体内部产生热扩散，强化换热过程。对纳米流体的制备通常先制备纳米颗粒，之后将其分散到基液（冷却液）中实现。通过试验对纳米流体的冷却性能进行分析。采用3.7V、3000mAh的锂电池进行持续放电操作，制备含0.04%纳米颗粒（碳纳米颗粒）和99.96%冷却液（水）的纳米流体，将其应用在锂电池上对锂电池进行冷却，同时与不添加纳米颗粒时的冷却性能进行对比，结果显示，使用纳米流体时，锂电池冷却系统的冷却性能改善了9.36%。

目前，应用纳米流体存在的问题在于，纳米流体中的纳米粒子很容易团聚在一起，形成粒径较大的团聚体，使其出现分层的现象且导致其冷却性能下降，通过添加活性剂或分散剂能够缓解团聚现象的产生。除此之外，较高的生产成本也限制了纳米流体的应用。

刊名：Applied Nanoscience（英）

刊期：2017年第7期

作者：Lien Tran

编译：王祥