锂离子电池必须要做热管理吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-23 18:15
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锂离子电池的热管理
手机电池过热造成里面的离子液体汽化，在一定的温度上自燃，变成爆炸品，可见锂离子电池必须要做热管理。
徐剑博士分析说，先进电池材料的研究方向主要有两个。一是提升安全性，二是提升电池的能量密度。锂离子电池是一个未来很有前途的，有大机会的一个方向，应用领域众多，因此它的热管理很重要。
第一个，是电池冷却技术。
锂离子电池的工作温度需要维持到15度到35度之间，温度过高或者过低都会影响它的性能。为了满足锂离子电池的性能和安全需要，目前主要的电动汽车厂家普遍采用先进的冷却技术来给电池降温。
常用的冷却方法有两种，一个是空气冷却。比如混合动力车丰田普锐斯、尼桑Leaf，空气经过冷却和过滤之后，被引入电池组的缝隙之间，并且带走热量，这种方式在一定程度上可以给电池降温，但是效率不高。
第二种是液体冷却。比如现在BMW推出来的i3，Chevy推出来的Volt和Bolt，Volt是混合动力，Bolt是一个纯电动，特斯拉的几款车Roadster、Model S和Model X的冷却方式比空气冷却的效果好。它需要在电池和电池之间，或者电池底部布置一些给液体流动的通道，电池产生的热量就进入这些通道，被里面的液体带走。根据液体通道布置的方式不同，冷却效果和复杂程度也会有所不同。
除了这两种冷却方式以外，相变材料冷却也吸引了大量研究者的注意。另外，很多大学等研究机构也在开发热管、微型通道等冷却技术。上述车厂，除了Chevy的Bolt和Volt采用Dana公司的冷却技术以外，其他的主要都是根据自己的电池组机构以及散热要求自行研发的，因此冷却和电池组本身结合很紧，大多数都车厂是自己解决电池组的散热问题。
另一种思路是在电池的化学结构上多想办法。
由于锂离子电池的安全问题主要来自于电解质的易燃性，下面多家行业的初创公司针对这个问题提出了不同的解决方案。基本上功成名就的大公司普遍采取微创新，已经有电池组了，就在上面想散热的办法。但是对小企业、初创企业来说，大公司微创新不用他们，小公司干脆就更革命性一点，采用颠覆式创新，开发一个不易燃的新电池。徐剑博士给大家举了一些例子。
第一个公司叫做SEEO，这家公司专门研究在汽车当中使用的电池，它不同于液态的电解质，而是采用固态的电解质。这种固态电解质不可燃烧，也不挥发，从而在提高电池性能的同时，也极大的提高了它的安全性。
第二个公司叫做Blue Current，研发一种具有不可燃电解质的锂离子电池。该电解质是一种氟代溶剂，具有良好的不可溶性。该公司目前还有一些技术难题需要攻克，例如如何增加锂离子在氟代溶剂中的电导率等。
第三个公司叫做Sakti，也是致力于固态电池的研发。固态电池相比传统锂电池，第一是更安全，即使把电池劈成两半或者放在高温环境里，电池也能继续工作；第二是电池能量密度更大，目前最好的锂电池，电池能量密度提升了一倍多，可以达到每升1100瓦；第三点，价格更便宜，每千瓦时大约100美元，远低于目前的200到300美元的价钱。这种电池一旦启用，可以把电动汽车的行驶里程增加一倍以上。
第四个公司叫做SolidEnergy，2012年创建，它不直接做电池，而是做电池负极和电解质材料的开发，也就是说为电池提供原材料。这个公司的核心技术是由MIT的华人胡启朝博士——2012年的福布斯的30位30岁以下杰出科学家之一和另一个教授Prof.Sadoway——2012年《时代周刊》世界最有影响力的100人之一一起研究的，叫固体聚合物离子液锂金属电池材料。
在相同体积下，该公司的电池容量可以达到传统锂离子电池的两倍，而成本只有后者的80%，成本更低，容量更大。2016年1月，该公司获得了上汽集团、美国通用汽车、美国应用材料公司Applied Materials总共1200万美金的B轮战略投资。
