Исследование направленного теплового потока: тестирование анизотропной теплопроводности

В различных приложениях, таких как литиевые батареи, точное измерение анизотропной теплопроводности играет решающую роль в эффективном регулировании тепла. Литиевые батареи, характеризующиеся многослойной композитной структурой, требуют комплексной оценки как боковой, так и продольной теплопроводности.

Сложная природа их композитной микроструктуры в сочетании с флуктуирующими термическими свойствами и колебаниями температуры представляет существенные препятствия для обеспечения точного управления температурой, что имеет решающее значение для оптимизации производительности и безопасности батареи. По сути, литиевые батареи состоят из нескольких слоев композитных материалов, включая алюминиево-пластиковую пленку, материалы положительных и отрицательных электродов, сепараторы, токосъемники и электролиты. Комплексная теплопроводность батареи охватывает как поперечные, так и продольные аспекты.

Тестирование анизотропной теплопроводности Поскольку тепловые свойства материалов батареи и композитной микроструктуры изменяются в зависимости от температуры, теплопроводность батареи демонстрирует температурно-зависимое поведение. Поэтому получение данных о теплопроводности батареи при изменении температуры в пределах ее нормального рабочего диапазона имеет важное значение для повышения точности и эффективности моделирования теплового управления.

3D-анализатор термических свойств TCA 3DP-160

Обзор

TCA3DP -160  — это современный 3D-анализатор термофизических свойств, использующий такие передовые технологии, как инфракрасное тепловидение и трехмерная инверсия данных. Разработанный для подачи импульсного возбуждения через гибкий электрический нагреватель на дно мягкой литиевой батареи, он использует бесконтактное инфракрасное тепловидение с одной стороны батареи для измерения температуры. Эта установка облегчает определение как продольной, так и ориентированной теплопроводности посредством расчетов инверсии данных, что делает ее бесценным инструментом для проектирования теплового моделирования мягких батарей.

Применимые области

Это универсальное оборудование особенно полезно при анализе литиевых батарей в мягкой упаковке и композитных материалов, поскольку оно подходит для широкого спектра однородных и неоднородных образцов. Оно предназначено для образцов с различными характеристиками, твердостью поверхности, шероховатостью и пористостью.

Функции

• Адаптивность: возможность испытания образцов самых разных размеров с учетом особых требований к ровности поверхности.
• Неразрушающий контроль: позволяет точно измерить эквивалентную теплопроводность многослойных тонких пленок, не повреждая образцы.
• Точность управления: обеспечивает равномерный контроль температуры на шестисторонних охлаждающих пластинах, высокоточный контроль температуры масляной ванны и регулируемую температуру окружающей среды для обеспечения последовательности измерений.
• Передовые методы измерения: включают бесконтактное измерение с автоматической компенсацией любых помех, вызванных рассеиванием тепла поверхностью и опорой, что повышает точность результатов.
• Удобный интерфейс: обеспечивает простое управление прибором с полностью автоматизированным запуском и выполнением эксперимента. Он включает цветной графический дисплей, который демонстрирует данные испытаний, прогнозируемые данные, данные об ошибках и оценку ошибок для быстрой проверки результатов эксперимента.
• Управление данными: автоматически создает и сохраняет графики и данные процессов, а также обеспечивает поддержку запросов исторических данных.

Технические характеристики

TCA 3DP-160 оснащен исчерпывающими техническими характеристиками:

• Диапазон теплопроводности: для продольных измерений диапазон составляет от 0,2 Вт/(мК) до 5 Вт/(мК), а для поперечных измерений — от 5 Вт/(мК) до 100 Вт/(мК).
• Диапазон температуропроводности: продольная температуропроводность составляет от 0,1 мм²/с до 2 мм²/с, а поперечная — от 2 мм²/с до 50 мм²/с.
• Размер образца: подходит для поперечных образцов размером до 400 мм на 250 мм и продольных образцов размером от 3 мм до 20 мм.
• Продолжительность: каждое измерение занимает менее 10 минут.
• Повторяемость: Устройство обеспечивает повторяемость менее 3%.
• Диапазон температур: Диапазон рабочих температур от 0 до 60°
• Стабильность температуры: стабильность температуры поддерживается на уровне 0,03°
• Точность измерения температуры: Точность измерения температуры системы составляет 0,1°.

Благодаря такому комплексному решению TCA 3DP-160 становится незаменимым инструментом для отраслей, где требуется точный анализ тепловых свойств.

Двухрежимный тестер тепловых параметров TCA 2SC-080

Обзор

TCA 2SC-080  использует передовое бесконтактное измерение температуры с помощью инфракрасной термографии в сочетании с технологией анализа инверсии модели теплопередачи 3D. Он специально разработан для оценки гетерогенных образцов со структурой ядро-оболочка и особенно эффективен для прямого неразрушающего тестирования теплопроводности и внутреннего теплового сопротивления ячеек литиевых аккумуляторов с твердой оболочкой.

Применимые области

Этот тестер идеально подходит для аккумуляторов квадратной и цилиндрической формы, отвечая особым потребностям этих применений.

Функции

• Неразрушающий контроль: обеспечивает точное измерение многомерной теплопроводности образцов аккумуляторов на месте, сохраняя их целостность.
• Универсальность: возможность испытания образцов самых разных размеров, даже тех, к которым предъявляются низкие требования к плоскостности поверхности.
• Интеллектуальная автоматизация: обеспечивает автоматическую настройку экспериментальных параметров на основе информации об образце с динамической корректировкой в ​​процессе испытания для обеспечения оптимальных результатов.
• Комплексный анализ: использует трехмерную модель теплопередачи для детального тестирования и инверсионного анализа, измерения поперечной теплопроводности сердечника, продольной теплопроводности сердечника и общей эквивалентной теплопроводности.
• Поддержка реалистичного моделирования: Интеграция с внешним оборудованием для зарядки и разрядки аккумуляторов для имитации реальных тепловых условий, возникающих во время этих процессов.
• Регулируемые условия: обеспечивает регулируемые температуры охлаждающей пластины образца и скорости потока для имитации различных сценариев рассеивания тепла.
• Высокоточное управление: поддержание равномерной температуры на шестисторонних охлаждающих пластинах, высокоточный контроль температуры масляной ванны и регулируемая температура окружающей среды.
• Удобное управление: упрощает использование благодаря полностью автоматизированному запуску и выполнению теста.

Технические характеристики

• Параметры испытания: Измеряет поперечную и продольную теплопроводность сердечника, тепловое сопротивление контакта сердечник-оболочка и общую эквивалентную теплопроводность.
• Максимальный размер образца: может вмещать образцы размером до 400 мм×250 мм×
• Продолжительность: каждый тест занимает менее 15 минут.
• Повторяемость: менее 8% для поперечной теплопроводности сердечника и менее 10% для продольной теплопроводности сердечника.
• Точность: Менее 10% как по общей эквивалентной поперечной, так и по продольной теплопроводности.
• Диапазон температур: работает от 0 до 80°
• Стабильность температуры: поддерживает стабильность 0,03°
• Точность измерения температуры: обеспечивает точность измерения температуры 0,1°

TCA 2SC-080 — это современный инструмент, предназначенный для точного тестирования образцов аккумуляторных батарей в различных температурных условиях, способствующий пониманию и развитию аккумуляторных технологий.

Заключительные слова

Изучение сложностей направленного теплового потока посредством испытаний анизотропной теплопроводности открывает значительные достижения в материаловедении и инженерии. Благодаря точному измерению и пониманию разнообразного теплового потока в разных направлениях внутри материалов инженеры и ученые могут адаптировать материалы для конкретных применений, повышая эффективность и производительность в таких отраслях, как электроника, аэрокосмическая промышленность и строительство. Разработка специализированного оборудования, такого как TCA 3DP-160 и TCA 2SC-080, повышает нашу способность не только точно измерять эти уникальные свойства, но и применять эти знания для инноваций и решения практических задач по управлению температурой. Это постоянное исследование и совершенствование испытаний анизотропной теплопроводности обещает привести к дальнейшим прорывам в технологии и проектировании материалов, гарантируя, что материалы не только соответствуют, но и превосходят требования современных приложений.