● 摘要
锂电池作为新型的高能化学电源，在国防工业各个领域有着不可替代的作用。锂电池的热安全性问题是其在实际应用中最重要的问题。本文以Li/SO2电池放电过程的热效应为研究对象，主要开展了以下工作：（1）基于锂电池放电过程的电化学基本原理，建立了电化学-热学耦合的数学物理模型，为锂电池热特性的研究提供基本的理论指导；（2）采用改进的下落式量热计法对Li/SO2单体电池的比热容进行了试验测量，分析了电池的放电制度、工作环境和放电时间对单体电池比热容的影响，结果表明放电制度和工作环境对比热容无明显影响，比热容只随放电时间发生变化；（3）以集总参数法作为理论基础，采用对流法测量单体电池放电过程的发热量，分析了电池的放电制度和工作环境对单体电池发热量的影响，结果表明发热量随放电电流的增大而增大并呈现二次多项式关系，而工作环境对发热量无明显影响；（4）根据电池热物理参数测量的试验数据，结合电池的结构，利用FLUENT 14.0软件对单体电池温度场进行了仿真计算，分析了荷电状态、工作环境的温度和对流表面换热系数对电池温度分布的影响，结果表明工作环境是影响电池温度分布的重要因素，同时试验结果与仿真结果相符，证明对流法的合理性与实用性；（5）根据电池热物理参数测量的试验数据，结合相变热控试验装置的结构，利用FLUENT 14.0软件对装置的温度场进行了仿真计算，分析了以52#石蜡作为相变材料的相变热控方法在电池组热控中的应用效果，结果表明所选石蜡的相变温区适宜、相变潜热大，热控效果良好。 论文研究工作为锂电池热效应的深入研究提供了关于试验方法和试验数据的参考，同时为电池组的热控提供了设计依据，具有较强的工程应用价值。