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       近年來，市場對鋰電池的容量需求越來越大，但其應用空間有限，這就促使了鋰電池容量向高單位發展，布置也向緊湊化發展。而高容量的鋰電池在使用過程中會產生大量的熱，這些熱量長時間積聚，會導致鋰電池內部溫度升高，從而加快電池容量的衰減，降低電池的使用壽命。如果溫度繼續升高到一定程度，甚至會導致電池內部產生分解反應，從而可能產生爆炸和火災。2019 年4 月21 日，一輛特斯拉電動汽車發生自燃現象，引起了車庫內多輛汽車串聯爆炸，造成了極大的經濟損失；2020 年一輛奇瑞艾瑞澤深夜充電時自燃，索性未造成人員傷亡。

       中國科學院院士歐陽明高對于國內頻繁發生的電動汽車起火事故明確指出“電池熱失控是事故的主因”。此外，當電池組的溫度低于安全工作溫度極限時，電池的反應效率降低，功率隨之下降，進而會達不到目標的電壓使用要求。當電池處于0 至25℃范圍內，電池溫度每下降一度，電容量就會下降1％。而當電池所在環境溫度處于0℃以下，溫度每下降一度，電容量下降會超過1％。因此，在充分認識鋰電池的溫度特性和熱釋放特點的基礎上，研究及開發安全高效的電池熱管理技術，對鋰電池的廣泛應用具有重要意義。

     現有鋰電池熱管理技術

       無論是電動汽車中的動力電池，還是電站中的儲能電池，采用一種或多種熱管理技術來控制電池的內外溫度，使電池處于安全、高效的運行狀態，對鋰電池的發展具有重要作用。目前，鋰電池熱管理技術主要有以下幾種。

       1.空氣冷卻技術

       以空氣為傳熱介質的熱管理技術簡稱空氣冷卻技術或空冷。該技術利用空氣介質，通過熱對流和熱傳導將熱量從電池表面帶走，從而實現冷卻電池的目的。空冷技術以其系統簡單、成本低、易于維護等優點，得到了廣泛應用。目前，鋰電池空冷技術的主要研究方向是空氣流量、電池布局和風道布置的優化等方面。

       2 液體冷卻技術

       以液體為傳熱介質的熱管理技術簡稱液體冷卻技術或液冷。該技術一般是以換熱系數高、比熱容大的液體通過管道或者將熱源浸沒其中的方式將熱量傳遞出去。冷卻液的種類通常有水、硅油、乙二醇、丙二醇、空調制冷劑等。相比于空冷，液冷的冷卻介質換熱系數更高、比熱容更大、冷卻速度也更快，可更加有效地降低電池溫度并提高溫度分布均勻性，此外，液冷系統也更加緊湊。目前，鋰電池液冷技術的主要研究方向是冷卻介質的研發、流道和流速的優化以及熱電耦合模型的構建與優化等。

半螺旋導管式電池液體冷卻技術原理

       3 熱管冷卻技術

        熱管冷卻技術就是利用工質在管殼內的吸熱端蒸發，放熱端冷凝，通過管芯完成循環，從而實現冷卻電池的目的。相比于空冷和液冷，熱管技術在導熱性、恒溫性等方面更具突出優勢，此外其熱流密度和方向還具有可變性，因此在核電、航天、精密電子器件等領域應用較為廣泛，在電池系統中的研究也有所報道，主要研究方向是熱管冷卻性能評估、與其他冷卻方式耦合、構建熱-電化學模型并優化分析。

      4 相變材料冷卻技術

       相變材料冷卻技術是利用材料(phase changematerial，PCM)相態轉換過程中吸收電池箱內熱量，以達到冷卻目的。該技術具有系統簡單、可靠性高等優點，近年來成為研究熱點之一，主要研究方向是相變材料的選擇和優化，相變材料冷卻與其他冷卻系統耦合等。

     未來展望

       相比于其他電池，鋰電池具有能量密度高、循環壽命長、無環境污染等優點，但同時也存在對工作溫度要求苛刻的問題。在電動汽車中，動力鋰電池長時間中小倍率放電，或者在啟動時以及不良路況時大倍率放電過程會產生大量的熱。這些熱量如果沒有被及時帶走，就會導致電池性能降低，甚至產生安全事故。而在電站儲能系統中，儲能鋰電池通常數量特別多，電池的總容量和功率也特別大，存放在有限空間中，非常容易出現電池箱內溫度過高，溫度分布不均勻等問題，嚴重危害儲能電池的安全、高效使用。現有的熱管理技術如空冷、液冷、熱管冷卻相變材料冷卻在一定程度改善了鋰電池的散熱問題，但其自身也存在著如系統復雜、體積龐大、冷卻介質易泄露、價格昂貴等挑戰。根據目前熱管理技術的研究現狀，未來的研究可重點在以下幾個方面開展。

       （1）針對電動汽車使用的動力型鋰電池，重點開發體積更小，結構更加緊湊的熱管理系統，便于汽車整體設計和安裝。大力開發緊湊型熱管冷卻技術；研發新型相變材料，通過骨架負載、添加改性元素等方法提高材料的導熱性、循環穩定性；設計和優化更合理的熱管冷卻與相變冷卻耦合系統。

       （2）針對電站儲能所使用的儲能型鋰電池，重點開發更加經濟高效的熱管理系統。繼續加大空氣冷卻技術的優化力度，除了已有的流道、流量等方面的研究，還可以通過增加額外裝置來提高溫度的均勻性；開發新型的液冷介質，提高介質的電絕緣性、導熱性，降低介質黏度，解決介質泄露等問題；研發更加經濟的熱管，以克服目前熱管冷卻技術應用于大容量儲能電池系統中成本過高的問題。