恒功率放電是電池實際運行工況中的典型放電方式,其放電過程中的產熱對電池的性能和安全運行有重要影響。為了研究恒功率放電方式下電池的產熱特性,首先建立了電化學-熱耦合模型;然后通過實驗驗證了模型的合理性;最后分析了放電過程電池內部集流體、正負極和隔膜各層的產熱特性,討論了放電功率和正極電極厚度對電池內部各層產熱量的影響。結果表明:在放電過程中負極產熱率的變化程度最大;放電功率對各層產熱量占總產熱量的比值影響不大,其中正極產熱量所占的比值最大（不同放電功率下的占比均在70%以上）;增大正極電極厚度可降低電池的產熱量,但隨著電極厚度的增大,其影響效果會降低。 

【文章來源】：華南理工大學學報(自然科學版). 2020,48(07)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

鋰離子電池模型計算域的示意圖

正負極的熵變可通過實驗確定[17- 18],其變化曲線如圖2所示。充/放電過程中固相擴散系數、液相電導率和反應速率常數隨溫度變化均有顯著變化。可用阿倫尼烏斯公式表示上述物理量隨溫度的變化關系[19]:

放電過程的產熱量是影響鋰離子電池溫度分布的關鍵因素。放電功率(P)為32 W時鋰離子電池單元各層的產熱率隨放電時間的變化曲線如圖4所示。由圖4可知,正極的產熱率最大,負極次之,正負極集流體的最小。負極的產熱率變化程度最大,在放電過程中,初期基本不變,然后緩慢增大,最后急劇增大;正極的產熱率僅在放電后期急劇增大;隔膜和正負極集流體的產熱率基本保持不變。這與各層產熱率的來源有關,隔膜和正負極集流體的產熱率只由不可逆歐姆熱組成,而正負極的產熱率還受到不可逆極化熱和可逆電化學熱的影響。

【參考文獻】：
期刊論文
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