Việc áp dụng chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt trong các mô -đun pin: liên kết, tảnnhiệt và tối ưu hóa hiệu suất

Với sự phát triển bùngnổ củangành côngnghiệp xenăng lượng mới, các mô -đun pin, là thành phần cốt lõi, đang phải đối mặt với các yêu cầungày càngnghiêmngặt về mật độnăng lượng, an toàn, tuổi thọ và quản lýnhiệt. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt,như các vật liệu tiên tiến kết hợp liên kết cấu trúc và độ dẫnnhiệt, đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế và sản xuất các mô -đun pin. Bài viếtnày sẽ đi sâu vào việc áp dụng chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt trong các mô -đun pin, phân tích các yếu tố chính và phương pháp ứng dụng củanó,nhằm cung cấp tài liệu tham khảo chonhân viên kỹ thuật trong các lĩnh vực liên quan.
Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt không phải là một chất kết dính đơn giản; Nó đóngnhiều vai trò trong các mô -đun pin, ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất và an toàn của pin. Đầu tiên,nó cung cấp cao-sức mạnh liên kết cấu trúc và cố định. Các tế bào pin là các đơn vị cơ bản của các mô -đun pin, và số lượng và sự sắp xếp của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến mật độnăng lượng của mô -đun. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt có thể liên kết chắc chắn các tế bào pin vớinhau, tạo thành cấu trúc tổng thể ổn định, đảm bảo khoảng cách đồng đều giữa các tế bào pin vàngănngừa sự dịch chuyển hoặc hư hỏng do rung động và tác động. Caonày-Liên kết cấu trúc sức mạnh lànền tảng của việc đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của các mô -đun pin. Thứ hai,nó cung cấp quản lýnhiệt hiệu quả. Tế bào pin tạo ranhiệt trong quá trình sạc và xả. Nếunhiệt không thể bị tiêu tan kịp thời,nó sẽ dẫn đến sự gia tăngnhiệt độ tế bào pin, lão hóa tăng tốc và thậm chí cónguy cơ chạy trốnnhiệt. Chất kết cấu dẫn dẫnnhiệt có thể chuyển hiệu quảnhiệt do các tế bào pin tạo ra một cách hiệu quả (chẳng hạnnhư tấm làm mát, ống làm mát chất lỏng hoặc vỏ mô -đun), giảmnhiệt độ pin pin và duy trìnó trong phạm vi hoạt động an toàn. Quan trọng hơn,nó có thể tối ưu hóa tính đồngnhấtnhiệt độ của toàn bộ mô -đun pin, tránh việc tạo ra các điểmnóng cục bộ, do đó kéo dài tuổi thọ của pin và cải thiện mật độnăng lượng và sạc/Hiệu quả xả thải. Thứ ba,nó cung cấp cáchnhiệt điện và bảo vệ môi trường. Điện áp cao tồn tại bên trong các mô -đun pin, vì vậy cách điện giữa các tế bào pin là rất quan trọng. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt thường có đặc tính cách điện tốt, có thểngăn chặn các mạchngắn một cách hiệu quả giữa các tế bào pin. Đồng thời,nó có thểngănngừa độ ẩm, bụi, khí ăn mòn và các chất gây ônhiễm khác xâmnhập vào mô -đun pin, bảo vệ các tế bào pin khỏi thiệt hại môi trường và cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ của mô -đun pin. Thứ tư,nó cung cấp giảm xóc rung và phân phối căng thẳng. Các phương tiệnnăng lượng mới trảinghiệm các điều kiện đường bộ phức tạp trong quá trình lái xe, và các mô -đun pin cần phải chịu được các rung động và tác động từ xe. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt có một mức độ đàn hồinhất định, có thể đóng một vai trò trong giảm chấn rung, giảm thiệt hại cho các tế bào pin khỏi tác động và rung động. Ngoài ra,nó có thể phân phối căng thẳng trên bề mặt của các tế bào pin, tránhnồng độ ứng suất, do đó cải thiện khảnăng chống mỏi của mô -đun pin.
Chọn chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt phù hợp là một bước quan trọng để đảm bảo hiệu suất của mô -đun pin. Các chỉ số kỹ thuật chính sau đây cần được xem xét. Một là độ dẫnnhiệt, là một chỉ số quan trọng để đo khảnăng phân tánnhiệt của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt, với các đơn vị W/m·K. Độ dẫnnhiệt càng cao, hiệu suất truyềnnhiệt càng cao. Theo mật độnăng lượng và yêu cầu tảnnhiệt của mô -đun pin,nên chọn một kết cấu cấu trúc dẫn điện với độ dẫnnhiệt thích hợp. Phạm vi độ dẫnnhiệt của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt hiện có trên thị trường rộng, dao động từ 0,5 W/m·K đến 5 w/m·K hoặc thậm chí cao hơn. Hai là cường độ kết dính, phản ánh khảnăng hỗ trợ cấu trúc của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt, thường là trong MPA. Độ bền dính càng cao, các tế bào pin càng chắc chắn. Một chất kết dính cấu trúc dẫnnhiệt với cường độ kết dính đủnên được chọn dựa trên thiết kế cấu trúc, môi trường sử dụng và điều kiện ứng suất của mô -đun pin. Đồng thời, cũng cần chú ý đến các tính chất cơ học của chất kết dính, chẳng hạnnhư độ bền cắt và độ bền kéo. Ba là đặc điểm chữa bệnh, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất và kiểm soát quy trình. Thời gian bảo dưỡng càngngắn, hiệu quả sản xuất càng cao. Nếunhiệt độ bảo dưỡng quá cao,nó có thể làm hỏng các tế bào pin. Do đó, một chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt vớinhiệt độ bảo dưỡng phù hợp và thời gian bảo dưỡng có thể kiểm soátnên được chọn. Các phương pháp bảo dưỡng phổ biến bao gồm bảo dưỡngnhiệt, bảo dưỡng tia cực tím và bảo dưỡng độ ẩm. Bốn là hiệu suất cáchnhiệt (Sức mạnh điện môi, điện trở suất). Đối với các mô -đun pin yêu cầu cáchnhiệt, hiệu suất cáchnhiệt là rất quan trọng. Độ bền điện môi đề cập đến cường độ điện trường tối đa mà vật liệu có thể chịu được trước khi phân hủy và điện trở suất phản ánh độ dẫn của vật liệu. Một chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt với cường độ điện môi cao và điện trở suất cao phải được chọn để đảm bảo cáchnhiệt giữa các tế bào pin. Năm là phạm vinhiệt độ hoạt động. Các mô -đun pin trải qua các thay đổinhiệt độ khácnhau trong quá trình hoạt động và chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt cần duy trì hiệu suất ổn định trong phạm vinhiệt độ hoạt động. Một chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt có phạm vinhiệt độ hoạt động đáp ứng môi trường hoạt động thực tế của mô -đun pin để tránh suy giảm hiệu suất do thay đổinhiệt độ. Sáu là thixotropy. Thixotropy đề cập đến tính chất của chất keo làm giảm độnhớt khi chịu lực cắt và phục hồi độnhớt khi dừng cắt. Thixotropy tốt giúp chất kết dính dễ dàng hơn trong quá trình phủ, lấp đầy khoảng trống và duy trì hình dạng củanó sau khi bảo dưỡng,ngăn chặn dòng chảy và đảm bảo tính đồngnhất và độ chính xác của lớp phủ. Bảy là kháng hóa chất và kháng ăn mòn. Khí hoặc chất lỏng bị ăn mòn có thể tồn tại bên trong các mô -đun pin và chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt-thời hạn ổn định. Tám là sự chậm phát triển củangọn lửa. Với sựnhấn mạnhngày càng tăng vào các vấn đề an toàn về pin, độ trễngọn lửa của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt cũng đangnhận được sự chú ýngày càng tăng. Chọn một chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt với các đặc tính chống cháy có thể làm giảmnguy cơ chạy chạynhiệt trong các mô -đun pin.
Phương pháp ứng dụng của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt có tác động quan trọng đến hiệu suất và độ tin cậy của các mô -đun pin. Các phương pháp ứng dụng phổ biến bao gồm: Pha xử, sử dụng thiết bị phân phối chính xác để phủ chính xác bề mặt tế bào pin hoặc giữa các tế bào pin với chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt. Phân phối có lợi thế của việc kiểm soát chính xác lượng lớp phủ và giảm chất thải, và phù hợp cho các dây chuyền sản xuất tự động. Lớp phủ, sử dụng quét, cuộn cuộn hoặc phun thiết bị để phủ đều bề mặt tế bào pin với chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt. Lớp phủ có lợi thế về hiệu quả cao và phù hợp cho lớn-Lớp phủ khu vực. Chân, tiêm kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt vào vỏ của mô -đun pin để lấp đầy khoảng trống giữa các tế bào pin và cải thiện hiệu suất phân tánnhiệt tổng thể và cường độ cấu trúc của mô -đun. Chân phù hợp cho các mô -đun pin với các cấu trúc phức tạp. Để có được hiệu ứng ứng dụng tốtnhất, lớp phủ, bảo dưỡng và các quy trình khác cần được tối ưu hóa. Đầu tiên, điều trị bề mặt. Trước khi phủ chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt, bề mặt của pin pin cần được làm sạch và xử lý để cải thiện cường độ dính của chất kết dính. Thứ hai, kiểm soát số lượng lớp phủ. Nếu lượng lớp phủ quánhỏ,nó sẽ dẫn đến tảnnhiệt kém, vànếu lượng lớp phủ quá lớn,nó sẽ làm tăng chi phí và trọng lượng. Số lượng lớp phủ cần được kiểm soát theo tình huống thực tế. Thứ ba, bảo dưỡng kiểm soát quá trình. Kiểm soátnghiêmngặtnhiệt độ, thời gian và áp lực bảo dưỡng để đảm bảo rằng chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt được chữa khỏi hoàn toàn và đạt được hiệu suất tốtnhất. Cuối cùng, sản xuất tự động. Sử dụng thiết bị phủ và bảo dưỡng tự động có thể cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Với sự phát triển liên tục của côngnghệ xenăng lượng mới, các yêu cầu cao hơn được đưa ra cho hiệu suất của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt. Xu hướng phát triển trong tương lai chủ yếu tập trung vào các khía cạnh sau đây. Một là độ dẫnnhiệt cao. Với sự gia tăng liên tục về mật độnăng lượng pin,nhiệt được tạo ra bởi các tế bào pin đang tăng lên và các yêu cầu cao hơn được đưa ra cho độ dẫnnhiệt của chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt trong tương lai sẽ áp dụng chất độn dẫn điệnnhiệt mới (chẳng hạnnhư ốngnano carbon, graphene, v.v.) và thiết kế công thức tiên tiến để đạt được độ dẫnnhiệt cao hơn. Hai là đa-Tích hợp chứcnăng. Chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt trong tương lai sẽ không chỉ có độ dẫnnhiệt và chứcnăng kết dính mà còn cónhiều chứcnăngnhư độ trễngọn lửa, cáchnhiệt, hấp thụ sốc và phòng chống ăn mòn để đạt được đa-Tích hợp chứcnăng và đơn giản hóa việc thiết kế và sản xuất các mô -đun pin. Ba là độ dẫnnhiệt thông minh. Nghiên cứu và phát triển chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt với các chứcnăng dẫnnhiệt thông minh có thể tự động điều chỉnh độ dẫnnhiệt theo thay đổinhiệt độ để đạt được quản lýnhiệt chính xác hơn. Bốn là thân thiện với môi trường. Phát triển thân thiện với môi trường hơn, không-Độc tính, và có thể tái chế chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt để đáp ứng các yêu cầu của sự phát triển bền vững.
Tóm lại, chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt đóng vai trò quan trọng trong các mô -đun pin và các phương pháp ứng dụng và hiệu suất của chúng có tác động sâu sắc đến hiệu suất, an toàn và tuổi thọ của pin. Với sự phát triển liên tục của côngnghệ xenăng lượng mới, các yêu cầu cao hơn được đưa ra cho chất kết cấu cấu trúc dẫnnhiệt. Chỉ bằng cách liên tục thực hiện đổi mới côngnghệ và tối ưu hóa quy trình, chúng ta mới có thể đáp ứngnhu cầu phát triển mô -đun pin trong tương lai.