電池在真空烤箱的試驗變化過程

鋰電池、電芯等產(chǎn)品，在使用真空烤箱烘烤的過程中，水分幾乎也是通過電芯上端蒸發(fā)去除，但電芯內(nèi)部的溫度與水分變化過程并不可見。不過，我們可以通過理論分析這一變化過程，下面由“環(huán)儀儀器”小編為大家講解。

電池在真空烤箱的試驗變化過程：

試驗使用設(shè)備：環(huán)儀儀器 電池真空烤箱

試驗產(chǎn)品：鋰電池電芯

理論分析：

1.在烘烤過程中，熱源在烘烤箱上端，電芯與烤箱上下夾板之間留有一定間隙，用于保證電芯擁有合適的烘烤溫度，也利于蒸發(fā)的水分通過間隙擴散出烤箱以外。電芯在烘烤時的溫度變化可通過傅里葉熱傳導(dǎo)定律計算：

2.式中，ρg為電芯內(nèi)部正負極片平均密度; Cp為電芯比熱容; T為電芯溫度; K為電芯熱傳導(dǎo)熱效率; x、y、z為空間坐標函數(shù); L為電芯內(nèi)部的水分氣化潛熱; M為電芯內(nèi)部水分含量。電芯的邊界條件設(shè)定為：

3.式中，Tr、Ts、Tair分別為烘烤箱內(nèi)熱源設(shè)定溫度、電芯表面溫度、烘烤箱內(nèi)部環(huán)境溫度; DW為電芯內(nèi)部水分擴散系數(shù);ρW為液態(tài)水密度。

熱傳導(dǎo)系數(shù)分為2部分，hr為熱輻射源熱傳導(dǎo)系數(shù)，hc為烤箱內(nèi)對流熱傳導(dǎo)系數(shù)，其中

4.式中，Tr、Ts、Tair分別為烘烤箱內(nèi)熱源設(shè)定溫度、電芯表面溫度、烘烤箱內(nèi)部環(huán)境溫度; DW為電芯內(nèi)部水分擴散系數(shù);ρW為液態(tài)水密度。

熱傳導(dǎo)系數(shù)分為2部分，hr為熱輻射源熱傳導(dǎo)系數(shù)，hc為烤箱內(nèi)對流熱傳導(dǎo)系數(shù)，其中

5.式中Lsp為烤箱內(nèi)熱源與電芯表面之間的距離; asp與bsp為電芯長度與寬度，其中各系數(shù)由上列結(jié)果帶定。

為便于分析說明電芯不同位置溫度與水分變化，將電芯分為表面、中間與底部三個部分，電芯表面部分離熱源最近。計算可得到不同時刻電芯三個部分的溫度變化，如圖2所示。

通過上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，在烘烤開始時，電芯各個部位測量均為慢慢升高的趨勢，表面溫度升高最快，底部升高最慢，烘烤近95 min左右后，電芯各個部位逐漸達到最高溫度，與烤箱內(nèi)部溫度達到一致。