Med ökad efterfrågan från konsumenter på miljövänliga, hållbara transportalternativ prioriteras elfordons prestanda allt mer. Samtidigt kräver bärbara elektroniska enheter i allt högre grad mer strömförbrukning eftersom konsumenterna kräver ständigt ökande prestanda.
Varför är värmeledningsförmåga viktig för batterier och deras komponenter?
Intensiv forskning ägnas åt att öka batterisystemens energitäthet, lagringskapacitet och cyklingshastighet. Dessa egenskaper kommer dock med en konsekvens: mer och snabbare generering av spillvärme.
Detta kan utgöra en fara i fallet med batterisystem som är benägna att få problem med termisk rusning – här är litiumjonbatterier välkända, men även blybatterier och nickel-kadmium-batterier, bland andra. Termisk rusning har varit orsaken till kända olyckor, som kraschen av UPS Airlines Flight 6, rapporter om flygbränder på 787 Dreamliners samt elbilar, elsparkcyklar och mobiltelefoner, som spontant fattat eld, ibland även när de används. Hantering och minskning av risken för termisk rusning i dessa system är därför en viktig säkerhetsprioritet.
Men även när konsekvenserna av dålig värmehantering inte är katastrofala, medför de kostnader: kortare livslängd, minskad cyklingseffektivitet och lägre lagringskapacitet är alla vanliga konsekvenser av åldrande hos batterimaterial, vilket kan accelereras av överhettning och dålig värmehantering. Det är därför viktigt ur både ett säkerhetsperspektiv och ur ett prestandaperspektiv att på djupet förstå de termofysiska övervägandena av battericykelprocessen och de termiska riskerna som är involverade för att möjliggöra rationell och systematisk design av effektiva värmeledningssystem.
Hur mäter man batteriernas värmeledningsförmåga?
För att förstå hur mycket värme som kan föras bort från cellerna behövs en förståelse för grundläggande värmeöverföringsegenskaper hos cellkonstruktionen. Värmekonduktivitetsmätning ger denna förståelse. C-Therm Trident erbjuder MTPS för snabb och enkel karakterisering av material och elektrolytlösningar, som endast kräver ett prov. Tridents TPS tunnfilmsmodul möjliggör karakterisering av material till fastfas-elektrolyt och saltbryggor.
Denna förståelse kan också dra nytta av ett tillvägagångssätt med flera tekniker – TGA och kalorimetriska tekniker för att förstå termisk stabilitet, värmekapacitet och reaktionsvärme kommer att hjälpa till att mäta mängden värme som genereras och hur snabbt materialen kommer att värmas.
Läs mer om C-Therms termiska konduktivitetsmätare Trident här
Titta på C-Therms video om den termiska konduktivitetsmätaren Trident
