नवीन ऊर्जा वाहनों में पावर बैटरियों के लिए थर्मल प्रबंधन सामग्रियों का अनुप्रयोग
पावर बैटरी का थर्मल प्रबंधन लिथियम-आयन बैटरी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण तकनीक है। इसका मुख्य उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि बैटरी का तापमान उपयोग और चार्जिंग के दौरान सुरक्षित सीमा के भीतर रहे, जबकि बैटरी की ऊर्जा घनत्व और सेवा जीवन में सुधार हो। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए थर्मल प्रबंधन सामग्री एक अपरिहार्य तकनीकी सहायता है। आगे, मैं आपको पावर बैटरी के लिए थर्मल प्रबंधन सामग्री के अनुप्रयोग और विश्लेषण से परिचित कराऊंगा।
1. तापीय चालक सामग्री
पावर बैटरी के थर्मल प्रबंधन में ऊष्मा चालन सबसे बुनियादी समस्या है, और थर्मल कंडक्टिव सामग्री इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। वर्तमान में, पावर बैटरी में उपयोग की जाने वाली थर्मल कंडक्टिव सामग्री के दो मुख्य प्रकार हैं: थर्मल कंडक्टिव पेस्ट और थर्मल कंडक्टिव शीट।
थर्मल कंडक्टिव पेस्ट एक थर्मल कंडक्टिव पदार्थ है जो उच्च तापमान से निम्न तापमान तक ऊष्मा स्थानांतरित करता है, और अक्सर बैटरी और रेडिएटर के बीच संपर्क सतह पर उपयोग किया जाता है। थर्मल कंडक्टिव पेस्ट की थर्मल चालकता आमतौर पर 1-8 W/mK के बीच होती है। थर्मल कंडक्टिव पेस्ट को हीरे के कणों, सिलिकॉन नाइट्राइड और अन्य थर्मल कंडक्टिव कणों को वाहक के रूप में उपयोग करके तैयार किया जा सकता है। चूंकि थर्मल कंडक्टिव पेस्ट छोटे अंतराल और दरारों को भर सकता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से पावर बैटरी के थर्मल प्रबंधन में उपयोग किया जाता है।
थर्मल कंडक्टिव शीट एक ऐसी सामग्री है जो बैटरी की सतह से पास के रेडिएटर तक समान रूप से गर्मी स्थानांतरित करती है। थर्मल कंडक्टिव शीट आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम से बनी होती हैं, और उनकी तापीय चालकता लगभग 200 W/mK होती है। थर्मल कंडक्टिव शीट के उपयोग से रेडिएटर और बैटरी की सतह को अधिक समान रूप से ठंडा किया जा सकता है, और बैटरी में रेडिएटर के सोखने में सुधार किया जा सकता है ताकि कंपन के तहत इसे गिरने से रोका जा सके।
2. थर्मल बैरियर सामग्री
थर्मल बैरियर सामग्री एक ऐसी सामग्री है जो गर्मी के प्रवाह को धीमा कर सकती है। इसका उपयोग अक्सर बैटरी मॉड्यूल के अंदर किया जाता है और बैटरी सेल और रेडिएटर के बीच तापमान ढाल को कम करने, बैटरी की सतह के तापमान को कम करने और बैटरी की सुरक्षा बढ़ाने के लिए स्थापित किया जाता है। थर्मल इन्सुलेशन सामग्री की तापीय चालकता आमतौर पर 0.2-0.35 W/mK के बीच होती है और इसे संसाधित करना और बनाना आसान होता है।
थर्मल बैरियर सामग्री के दो मुख्य प्रकार हैं: इन्सुलेटिंग थर्मल इन्सुलेशन सामग्री और समग्र थर्मल इन्सुलेशन सामग्री। इन्सुलेटिंग थर्मल इन्सुलेशन सामग्री मुख्य रूप से बैटरी की सतह के तापमान को कम करने के लिए उपयोग की जाती है और बैटरी कोशिकाओं और रेडिएटर के बीच स्थापित की जाती है। उनके मुख्य कच्चे माल में ग्लास फाइबर, सिरेमिक आदि शामिल हैं। समग्र थर्मल इन्सुलेशन सामग्री कई प्रदर्शन सामग्री, जैसे नैनो-सिलिकॉन डाइऑक्साइड और पॉलिमर का एक संयोजन है। वे गर्मी और वर्तमान के चालन को रोकते हैं, और उच्च शक्ति और स्थायित्व रखते हैं, इसलिए उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
3. चरण परिवर्तन सामग्री
चरण परिवर्तन सामग्री एक ऐसा पदार्थ है जो बड़ी मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित और मुक्त कर सकता है, जो इसे पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन में व्यापक रूप से उपयोग करता है। चरण परिवर्तन सामग्री का उपयोग चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान बैटरी के चरम सतह के तापमान को कम कर सकता है, जिससे बैटरी जीवन में सुधार होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि चरण परिवर्तन सामग्री का गलनांक आमतौर पर बहुत स्थिर होता है, इसलिए जब चार्जिंग या डिस्चार्जिंग एक निश्चित तापमान तक पहुँचती है, तो चरण परिवर्तन सामग्री बड़ी मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करेगी, जिससे बैटरी की सतह के तापमान की स्थिर स्थिति बनी रहेगी।
वर्तमान में, चरण परिवर्तन सामग्री मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित हैं: कार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री और अकार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री। कार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री मुख्य रूप से कम तापमान सीमा में उपयोग की जाती है और इसकी शुद्धता की डिग्री उच्च होती है, लेकिन गर्मी का अवशोषण और रिलीज अपेक्षाकृत धीमी होती है। अकार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री गर्मी को तेजी से अवशोषित और जारी करती है, लेकिन उच्च तापमान पर आसानी से पिघलने और विषाक्तता की समस्याएं भी इसके आवेदन की सीमा को सीमित करती हैं।
