热管理对于锂离子电池快充的影响

锂离子电池体系对于温度十分敏感，温度过高会导致电池寿命急剧衰降，温度过低则容易导致充电析锂，也会严重影响电池的使用寿命，严重的情况下甚至会引发安全事故，因此如何做好热管理对于提升锂离子电池的快充性能也有重要的意义。

散热

根据散热介质，我们通常可以将散热系统分为风冷散热、液冷散热和相变散热，其中风冷散热成本最低，结构最为简单，但是散热效果较差，因此不适合快充系统。液体热容较高，因此散热效果远远高于风冷散热，在一些研究中为了最大程度的改善散热效果，甚至直接将电池浸入到冷却液之中，为了避免短路，通常需要采用非电子导体液体，例如去离子水和矿物油等。相变散热主要是利用材料的相变潜热吸收电池在充放电过程中产生的热量，这一策略也存在明显的缺点，例如环境温度过高时，由于材料提前发生相变，因此无法吸收电池放热，而且材料一旦发生相变，从固体转变为液体后，热导率较低，因此无法及时将电池内部的热量扩散出去，

预热

锂离子电池快充除了要解决快充导致的产热问题外，还需要解决温度过低时快充容易导致析锂的问题。在北方地区的冬天，温度通常会降的比较低，为了避免充电析锂，因此在开始充电时需要首先对电池进行预热，快速让锂离子电池的温度升高到可以充电的温度，从而缩短充电时间。锂离子电池预热的方式有很多，其中效率最高的为内部加热，常见的内部加热包括放电加热、交互脉冲加热和交流电压加热，研究显示通过10mV振幅的交流电流能够在80s内容18650电池从-20℃升温到20℃，近年来有学者提出的在电池内部预置加热片的方式也能够实现电池内部的快速加热。

随着新能源汽车续航里程的不断增加，里程焦虑问题已经基本解决，而如何缩短充电时间就成为了我们下一个需要克服的难题，快充技术是缩短充电时间的有效方法，但是如何做好快充却不是一件简单事的事情，我们需要从材料的选择、电极设计、电池设计，以及电池组和热管理系统的设计等方面综合考虑，在提升动力电池充电速度的同时又不对动力电池的循环寿命产生影响。