鋰離子電池的熱量從來(lái)源上來(lái)分重要可以分為兩類：1）可逆的熵變熱；2）不可逆熱，如歐姆阻抗熱，電荷交換阻抗熱等，因此鋰離子電池在工作過(guò)程中的產(chǎn)熱功率可以用下式來(lái)表達(dá)，其中式中第一項(xiàng)為不可逆熱，第二項(xiàng)為可逆的熵變熱。

鋰離子電池除了產(chǎn)熱外，散熱同樣重要，鋰離子電池的散熱特性受到電池形狀，電池材料和散熱方式等的影響，在該項(xiàng)研究中作者提出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的散熱系數(shù)概念，在實(shí)驗(yàn)中作者將散熱方式統(tǒng)一為效率更高的極柱散熱方式，從而防止了電池形狀關(guān)于散熱系數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)中作者采用了兩種尺寸的軟包鋰離子電池作為研究對(duì)象，其電池參數(shù)如下表所示。其中電池A為高功率型5Ah電池，電池B為高比量型7.5Ah電池，電池A的正極為NCM111材料，電池B的正極為L(zhǎng)i(Ni0.4Co0.6)O2材料，表2為兩種電池內(nèi)部電芯的基本參數(shù)和熱特性參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)中用于測(cè)試A和B兩款電池的發(fā)熱特性的裝置如下圖所示，其中用于電連接的母線也同時(shí)起到了極耳散熱的用途，實(shí)驗(yàn)中作者采用了15個(gè)K型熱電偶用于測(cè)量電池和烘箱溫度的變化，這些熱電偶的具體分布如下圖所示。

電池通過(guò)正負(fù)極的母線的散熱速率可以通過(guò)下式表達(dá)，其中ABB位母線的截面積，而ΔTBBneg位母線上的兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)之間的溫差，關(guān)于負(fù)極位9號(hào)和10號(hào)測(cè)溫點(diǎn)之間的溫差，關(guān)于正極則為11和12號(hào)測(cè)溫點(diǎn)之間的溫差

實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量鋰離子電池在不同的SoC狀態(tài)下的發(fā)熱特性，作者作者采用了脈沖放電的策略，也就是以20A脈沖充電1s，然后20A脈沖放電1s，持續(xù)6個(gè)小時(shí)，保證電池在整個(gè)過(guò)程中都維持同一個(gè)SoC，這一過(guò)程的熱量重要來(lái)自于不可逆熱。采用極耳散熱時(shí)電池內(nèi)部的溫度差別小于1℃，而假如在電池的一側(cè)施加一個(gè)1.49W的加熱條件下電池內(nèi)部最大的溫差就會(huì)新增到3℃（如下圖c所示），假如在電池的兩側(cè)同時(shí)施加一個(gè)1.49W的加熱，則我們能夠從下圖d中看到電池內(nèi)部的溫差又變的非常小，從模擬結(jié)果來(lái)看，脈沖充放電能夠在鋰離子電池內(nèi)部出現(xiàn)一個(gè)較為均勻的溫度場(chǎng)。

熱功率曲線可以分為兩類：1）產(chǎn)熱功率；2）散熱功率，從下圖能夠看到在開始的非穩(wěn)態(tài)時(shí)電池的溫度會(huì)緩慢的升高，隨著電池極耳處溫度與母線散熱處溫差不斷增大，電池通過(guò)母線的散熱功率也在不斷增大，當(dāng)產(chǎn)熱功率與散熱功率相等時(shí)電池就達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。

由于在該實(shí)驗(yàn)中鋰離子電池的熱量重要是通過(guò)正極極耳、負(fù)極極耳擴(kuò)散出去，因此在計(jì)算鋰離子電池的散熱系數(shù)時(shí)作者也分別計(jì)算了負(fù)極散熱系數(shù)CCCneg，正極散熱系數(shù)CCCpos，以及電池總散熱系數(shù)CCCtot（如下式所示）。下圖為利用實(shí)驗(yàn)1中穩(wěn)態(tài)階段數(shù)據(jù)計(jì)算得到的三個(gè)散熱系數(shù)，從下圖我們能夠看到負(fù)極的散熱系數(shù)要顯著高于正極。

電池A1在不同SoC和不同的電流下計(jì)算得到的正極、負(fù)極和電池的散熱系數(shù)，從下圖我們不難看出電池的SoC狀態(tài)和工作電流關(guān)于電池的散熱系數(shù)沒(méi)有影響，這表明無(wú)論電池處于何種工況，只要能夠達(dá)到熱平衡，我們就可以計(jì)算電池的散熱系數(shù)。

A和B兩種電池的散熱系數(shù)比較，可以看到關(guān)于兩種電池而言負(fù)極的散熱系數(shù)都要顯著高于正極，而電池A由于采用了功率型的設(shè)計(jì)，因此散熱系數(shù)也要明顯高于電池B，其中A電池的負(fù)極散熱系數(shù)比B電池高65.13%，正極散熱系數(shù)高63.18%，電池整體散熱系數(shù)高62.70%。