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為應對氣候變化，汽車電氣化的蓬勃發展趨勢將推動大眾市場運輸行業。隨著鋰離子電池占據主導地位的電化學引擎，這一行業的改革進程緩慢而艱巨。因此，電動汽車(EV)電池系統的工程設計仍然充滿活力，因為它趨向于對最佳實踐的共同理解。電池熱管理(BTM)和安全性代表了EV設計中兩個相互依存的關鍵要素，它們在很大程度上尚未解決，并且不斷發展。

美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽院士等為擺脫安全性、能量密度和壽命之間的三難困境，提出了電動汽車電池熱管理和安全性的新視角。

圖1 電池熱特性

在這個觀點中，作者將先進電池指標與關鍵工藝參數聯系起來，以提供熱管理和安全的基本觀點。通過對每種電池的基本原理進行定量分析，作者認為高溫電池運行和耐熱材料將成為未來電池研發的重要方向，以提高安全性、減少衰退和簡化熱管理系統。這里作者展示了一個通過開發具有被動空氣冷卻功能的耐熱電池來實現這兩個目標的示例。

圖2 吸氣式空氣冷卻的可行性

此外，作者發現耐熱電池對于抵抗熱失控以及最終的電池安全是必不可少的，同時，耐熱電池在環境溫度下閑置時可延長日歷壽命，并大大簡化工作時的熱管理，因為溫差大大增加了驅動冷卻。這項工作闡明的基本原理揭示了隨著社會向無處不在的電氣化交通發展而開發當前和未來電池技術的一種非常規方法。

圖3 單電池的高溫穩定性和安全性

Fundamental Insights into Battery Thermal Management and Safety. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00077

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王朝陽院士ACS Energy Letters：電池熱管理和安全性的基本見解

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