การใช้งานแบตเตอรี่ทรงกระบอกลิเธียมโพลีเมอร์กำลังสูงจำเป็นต้องกระจายความร้อนหรือไม่?

ในสถานการณ์การใช้งานของการคายประจุพลังงานสูงอย่างต่อเนื่อง เช่น เครื่องมือไฟฟ้าแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ทรงกระบอกโดยปกติจะต้องติดตั้งระบบกระจายความร้อนแบบบังคับ เมื่อคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ทรงกระบอกจะรุนแรงขึ้น และความร้อนของจูลที่เกิดจากความต้านทานภายในจะสะสมอย่างรวดเร็ว แม้ว่าจะมีการปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนบ้าง ภายใต้สภาพการทำงานที่ต้องใช้พลังระเบิดทันทีที่รุนแรงและรอบการทำงานที่ยาวนาน (เช่น การสตาร์ทและหยุดซ้ำของสว่านไฟฟ้าและเครื่องเจียรไฟฟ้า) ก็เป็นเรื่องยากที่จะขจัดความร้อนได้ทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพโดยการกระจายความร้อนแบบพาสซีฟหรือการพาความร้อนตามธรรมชาติของเปลือกแบตเตอรี่ ส่งผลให้อุณหภูมิแกนแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วไปยังเขตอันตรายที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้นการบังคับกระจายความร้อนจึงกลายเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัย

การเพิกเฉยต่อการกระจายความร้อนแบบบังคับจะทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ทรงกระบอก- การเคลื่อนตัวของอุณหภูมิจะเร่งการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ การย่อยสลายของวัสดุออกฤทธิ์เชิงบวกและเชิงลบ และความไม่เสถียรของฟิล์ม SEI ซึ่งแสดงให้เห็นโดยตรงจากความจุที่มีอยู่ลดลงอย่างกะทันหัน ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และทำให้วงจรชีวิตสั้นลงอย่างมีนัยสำคัญ (การเสื่อมสลายของชีวิตสามารถไปถึงมากกว่า 70% ที่อุณหภูมิสูง) ที่จริงจังกว่านั้นคืออุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ของการหนีความร้อน ทำให้เกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัย เช่น แบตเตอรี่บวม การรั่วไหล และแม้แต่ไฟไหม้และการระเบิด พื้นที่ของเครื่องมือไฟฟ้ามีขนาดกะทัดรัด และเงื่อนไขการกระจายความร้อนมีจำกัด สำหรับแบตเตอรี่ทรงกระบอกลิเธียมโพลีเมอร์ความหนาแน่นกำลังสูงประเภทนี้ การจัดการระบายความร้อนแบบแอคทีฟถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

การปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าการกระจายความร้อนแบบบังคับที่มีประสิทธิผลเป็นวิธีการหลักในการรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของแบตเตอรี่ดังกล่าวในการใช้งานที่มีกำลังสูง วิธีแก้ปัญหาทั่วไป ได้แก่ การติดตั้งพัดลมขนาดเล็กในชุดแบตเตอรี่เพื่อระบายความร้อนด้วยอากาศ หรือใช้โครงโลหะนำความร้อนเพื่อถ่ายเทความร้อนไปยังครีบกระจายความร้อนของตัวเรือนเครื่องมือ ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถรักษาอุณหภูมิแกนให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย (โดยปกติจะต่ำกว่า 60°C) ในระหว่างการทำงานที่มีความเข้มข้นสูง ช่วยให้มั่นใจในความเสถียรของแท่นคายประจุและความต่อเนื่องของกำลังเอาท์พุต แต่ยังช่วยชะลออายุของแบตเตอรี่อย่างมากอีกด้วย แม้ว่าการเพิ่มระบบกระจายความร้อนจะทำให้ต้นทุนและความซับซ้อนของโครงสร้างลดลง แต่การกระจายความร้อนแบบบังคับถือเป็นการลงทุนที่จำเป็นและคุ้มค่าในการตระหนักถึงศักยภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ทรงกระบอกในสถานการณ์ที่มีพลังงานสูงและรับรองความปลอดภัยของผู้ใช้