储能电池散热技术浅析
背景
电池散热技术，也叫热管理冷却技术，实质是通过冷却媒介把电池内部的热量传递到外界环境中，从而降低电池内部温度的热交换过程。目前大规模应用在动力电池、储能电池，尤其是集装箱式储能系统内。锂电池在实际应用过程中，如同化学反应催化器，对温度十分敏感。因此散热的目的是为电池提供一个舒适的工作温度。当锂电池温度过高时，电池内部会发生固态电解质界面膜（SEI膜）分解等一系列副反应，极大地影响电池寿命。而锂电池温度过低时，电池性能会更快老化并存在析锂风险，放电能力迅速降低，在寒冷地区的使用也受到限制。且模组中单电芯间的温差也是不容忽略的因素。温差超出一定范围时会导致内部充放电不均衡，导致容量偏差。温差也会导致靠近负载点的电芯产热速率增大，导致电池故障。
目前较成熟的散热系统根据传热介质分别为风冷、液冷、相变材料冷却。
风冷散热技术
风冷散热技术又叫空气冷却技术，是目前使用最广泛的电池散热方式。
在一些中高倍率的产品中，由于充放电电流较大，仅仅依靠自然冷却不能将模组内部的热量快速有效地散发出去，极易造成热量在内部堆积，影响电芯循环寿命。因此强制风冷的散热方式更加适合中高倍率储能产品的应用场景。
液冷散热技术
液冷散热技术的优势在于其传热介质的比热容与导热系数更高，比风冷散热能更好地解决电池系统的热管理。目前以冷却液是否能直接接触电池，分为两类：直接接触式和间接接触式液冷系统。
直接接触液冷系统
间接接触式液冷系统
液体冷却比空气冷却的散热效果好，换热过程更为直接、高效、封闭。但是液体冷却对结构的密封性能要求高、制造成本 高。优化冷却板材料、冷却板位置、冷却液选择、管道形状、管道布置形式等都能提高散热性能。液冷散热技术将会是未来储能电池散热技术主要的发展方向。
相变材料技术
风冷、液冷主要是依赖外力驱动，而相变材料散热是一种被动的控温方式，适用于一些对散热要求高，但环境空间有限的场景。
总结
电池散热技术的研究是一个复杂的课题，在满足冷却效果优异，结构紧凑、安全性高以及普适性强等特点外，还需考虑经济性要求。特别是目前储能市场蓬勃发展，集装箱储能电池相对于其他电池来说在布置方式上电池堆砌数量多、密集程度高。在密闭的空间里，其工况和环境更为复杂恶劣，甚至需要不间断地工作。尤其具有可移动性的集装箱储能系统更需适应极其恶劣的外部环境，因此集装箱储能系统的储能电池对内外部环境适应性的要求更高。未来我们需要更高效、更稳定、更经济、更紧凑的电池散热技术的需求。
