Chaleur de la batterieNouveaux matériaux conducteurs thermiques

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Chaleur de la batterieNouveaux matériaux conducteurs thermiques-Avec le développement rapide de la science et de la technologie et la demande croissante d’énergie, la technologie des batteries a attiré beaucoup d’attention en tant que composant essentiel du nouveau domaine énergétique. Cependant, dans le fonctionnement quotidien des batteries, la gestion thermique dans des environnements à haute température constitue l’un des défis à relever. Cet article examinera en profondeur le rôle critique des matériaux de transfert de chaleur dans la technologie des batteries. De leurs fonctions essentielles et limitations traditionnelles à l'introduction de nouveaux matériaux et de leurs applications dans les batteries, en passant par les améliorations substantielles des performances des batteries, Trumonytechs fournira un aperçu global de l'importance de ce domaine.

Rôle des matériaux caloporteurs

Le transfert de chaleur joue un rôle essentiel dans les batteries. Sa fonction première est de conduire et de disperser la chaleur pour assurer les performances et la sécurité de la batterie. Ce qui suit présente brièvement le rôle essentiel et les limites traditionnelles des matériaux de transfert de chaleur.
Le rôle premier des matériaux caloporteurs :

1. Conduction et dispersion thermique : Les batteries génèrent de la chaleur lorsqu'elles sont en état de fonctionnement, et les matériaux conducteurs de chaleur peuvent efficacement l'absorber et la conduire vers l'environnement externe pour éviter d'endommager la structure et les propriétés chimiques de la batterie.

2. Stabilisation de la température du pack batterie : En contrôlant la température dans son état de fonctionnement, le matériau de transfert de chaleur peut empêcher la batterie de devenir trop chaude ou trop froide.

3. Retarder le vieillissement de la batterie : le contrôle et la dispersion de la température peuvent ralentir le vieillissement de la batterie

Les matériaux de transfert de chaleur traditionnels ont une conductivité thermique limitée, un poids, un encombrement et des coûts de fabrication importants, ainsi que d'autres défauts qui ne peuvent pas répondre aux besoins de plus en plus exigeants de l'industrie. Actuellement, les ingénieurs du secteur développent activement de nouveaux matériaux à conductivité thermique multifonctionnels, tels que des matériaux à haute conductivité thermique et des matériaux légers. Matériaux conducteurs thermiques multifonctionnels et matériaux respectueux de l'environnement à faible coût.

Introduction de nouveaux matériaux conducteurs thermiques

Ces dernières années, avec le développement rapide de la nouvelle industrie énergétique, l'industrie de la conduction thermique a émergé avec divers matériaux innovants pour répondre à la demande croissante d'appareils électroniques hautes performances, de systèmes de gestion thermique liés à la technologie des batteries et d'autres domaines de chauffage efficace. transfert. Ce qui suit décrit les matériaux et les avantages des matériaux de transfert de chaleur les plus innovants.

Conception et synthèse de matériaux d'interface multifonctionnels

Nanofeuilles de graphène, abrégées en GNSS (Graphene nanofeuilles) ou GNF (Graphene Nano Flakes), également connus sous le nom de CNF (Carbon nanoflakes) ou CNW (Carbon nanowalls), sont des nanomatériaux de graphite bidimensionnels d'épaisseur nanométrique, les extrêmes étant le graphène monocouche. Le graphène a une conductivité thermique et électrique et une résistance mécanique exceptionnellement élevées, ce qui en fait un matériau idéal pour le transfert de chaleur en raison de sa structure fine et légère. Par rapport aux matériaux métalliques traditionnels de transfert de chaleur, il présente l'avantage d'une conductivité thermique et d'une légèreté plus élevées et peut disperser et conduire la chaleur plus efficacement.

Nanotubes de carbone

La structure tubulaire formée d'atomes de carbone, avec une excellente conductivité thermique, conductivité électrique et résistance mécanique, est plus légère et plus conductrice thermiquement que les matériaux de transfert de chaleur métalliques traditionnels.

Nitrure de bore d'aluminium (AlN)

Le nitrure de bore et d'aluminium (AlN) est un matériau céramique doté d'une conductivité thermique et de propriétés isolantes extrêmement élevées, souvent utilisé dans la gestion thermique des appareils électroniques.
Ces nouveaux matériaux conducteurs thermiques offrent de nouvelles possibilités en matière de gestion thermique, améliorant l'efficacité thermique, l'efficacité et la durabilité.

Application de nouveaux matériaux conducteurs thermiques dans les batteries

Les matériaux conducteurs thermiques jouent un rôle essentiel dans les batteries, et leur principe de fonctionnement repose principalement sur la gestion thermique pour garantir que les cellules de la batterie sont expédiées à la bonne température. Avec de nouveaux matériaux de transfert de chaleur, le système de batterie actuel à haute densité d'énergie et à haute densité de puissance améliore mieux la dispersion de la chaleur et l'effet de gestion thermique. trumonytechs a répertorié certains des nouveaux matériaux de transfert de chaleur :

Graphène : Il peut être utilisé comme couche thermoconductrice ou additif de transfert de chaleur dans les batteries et est généralement utilisé pour recouvrir la surface de la batterie et pénétrer dans la couche de la batterie. Sa conductivité thermique élevée peut disperser rapidement la chaleur accumulée lors de la tempête et maintenir la batterie à la bonne température.

Nanotubes de carbone : Ceux-ci peuvent être intégrés dans le matériau de la batterie sous la forme d'un revêtement thermoconducteur appliqué sur la surface de la batterie, permettant une répartition plus uniforme de la chaleur au sein de la batterie pour éviter une surchauffe localisée.

Matériau en nitrure de bore et d'aluminium : principalement utilisé dans dissipation thermique de la batterie et gestion thermique, parfois également utilisé pour la couche d’isolation interne, améliorant ainsi l’efficacité thermique des composants de la batterie.

Amélioration des performances de la batterie grâce à de nouveaux matériaux conducteurs thermiques

Les nouveaux matériaux de transfert de chaleur, tels que le contrôle de la température, les performances du pack et la durée de vie de la batterie, ont considérablement amélioré les performances de la batterie. Voici quelques façons d’améliorer la conductivité thermique de la batterie :

La conductivité thermique

Les nouveaux matériaux à conductivité thermique ont une conductivité thermique plus élevée, ce qui peut conduire la chaleur générée dans la batterie plus efficacement et plus rapidement et aider à obtenir une répartition plus uniforme de la température pour éviter une surchauffe locale et des accidents d'emballement thermique.

Stress thermique

Un stress thermique sera généré à l’intérieur de la batterie, affectant sa durée de vie. En optimisant la conduction thermique, le stress thermique provoqué par les changements de température peut être atténué, réduisant ainsi l'impact sur la structure de la batterie.

Améliorer la densité énergétique et la stabilité du cycle

Grâce à une gestion thermique plus efficace, la densité énergétique de la batterie peut être mieux maintenue, tandis que la stabilité et les performances de la batterie peuvent être mieux garanties.

Perspectives et tendances du secteur

Les nouveaux matériaux conducteurs thermiques ont un impact considérable sur le développement de la technologie des batteries, favorisant les performances et l'amélioration de la technologie des batteries pour parvenir à l'innovation et à la mise à niveau technologique. Et les progrès de la technologie des batteries renforceront la croissance du marché potentiel.

1. Peut permettre à la batterie d'atteindre une densité d'énergie et une densité de puissance plus élevées afin que le kilométrage des véhicules à énergie nouvelle ait une autonomie plus étendue et une vitesse plus rapide.

2. Améliorer l'efficacité de l'intégration des énergies renouvelables ; de nouveaux matériaux de transfert de chaleur peuvent améliorer l'efficacité de charge et de décharge de la batterie et améliorer le taux d'utilisation global de l'équipement.

3. Améliorer la portée de l'appareil. Pour les appareils électroniques mobiles, de nouveaux matériaux de transfert de chaleur peuvent améliorer les performances de la batterie et améliorer l'expérience utilisateur du client.
La tendance générale est que les domaines d'application seront également plus étendus, tels que le marché des véhicules électriques, le marché des systèmes de stockage d'énergie, le marché de l'électronique des appareils mobiles, la densité de flux de chaleur élevée et d'autres domaines de labourage et d'expansion en profondeur.

En bref, les nouveaux matériaux de transfert de chaleur devraient améliorer l’efficacité énergétique, réduire les émissions de carbone et promouvoir le développement énergétique durable et le développement d’une économie à faibles émissions de carbone.