表面冷却はリチウムイオンポーチセルにおいてタブ冷却と比較して劣化を加速させる

リチウムイオンバッテリーにおける劣化の主要な原因の一つは、高温です。本研究では、セルの表面冷却とセルのタブ冷却の影響を探求し、実際のバッテリーパックで使用される2つの典型的な冷却システムを再現しました。新しいセルに対する低速標準化試験では、容量にほとんど違いは見られませんでした。しかし、高いレートでの試験では、セルを10分で放電すると、表面冷却は使える容量の9.2％を失ったのに対し、タブ冷却では1.2％でした。セルを1000回サイクリングした後、表面冷却は負荷下での使える容量の損失率がタブ冷却の3倍になりました。これは、表面冷却においては熱勾配が層に対して垂直であり、より高い局所電流と速い劣化を引き起こすためであり、タブ冷却の場合は層に対して平行であるため、より均一な動作を示します。したがって、熱管理システムがバッテリーの動作とどのように相互作用するかを理解することは、性能を延ばすために非常に重要です。自動車用途では80％の容量が寿命の終わりと見なされるため、表面冷却よりもタブ冷却を使用することは、パックの寿命を3倍に延ばすこと、または寿命コストを66％削減することに相当します。