Nano katkılı parafin bazlı faz değiştiren malzeme ile li-iyon bataryalarda termal yönetimin deneysel analizi

Elektrikli araçlarda (EV) kullanılan lityum-iyon (Li-iyon) bataryaların güvenli, verimli ve uzun ömürlü şekilde çalışabilmesi, batarya sıcaklığının uygun sınırlar içerisinde tutulmasına bağlıdır. Bu kapsamda, batarya termal yönetimi elektrikli araç teknolojilerinin kritik bileşenlerinden biri hâline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, Li-iyon bataryaların pasif soğutma performansını artırmak amacıyla parafin esaslı faz değiştiren malzemeler (FDM) geliştirilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, parafin matrisi içerisine farklı türlerde (alüminyum nitrür (AlN), magnezyum oksit (MgO) ve bor nitrür(BN)) ve farklı oranlarda (%2, %5 ve %7) nano katkılar ilave edilerek kompozit FDM yapıları hazırlanmıştır. Geliştirilen FDM'ler, 18650 tip Li-iyon hücrelerden oluşan, 2 seri 2 paralel (2S2P) bağlantıya sahip iki farklı batarya paketi geometrisi (düz ve kare) üzerinde test edilmiştir. Deneyler, 20 °C ve 40 °C ortam sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Deneysel analizlerde batarya hücrelerinin sıcaklık değişimleri izlenmiş; termal performans değerlendirmeleri hücreler arası sıcaklık farkı (ΔT), maksimum sıcaklık (Tmax), sıcaklık artış miktarı ve sıcaklık artış hızı (SAH) gibi temel termal göstergeler üzerinden yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, nano katkı içeren kompozit FDM'lerin katkısız parafin yapıya kıyasla batarya sıcaklık artışını ve sıcaklık artış hızını anlamlı ölçüde azalttığını göstermiştir. Özellikle yüksek katkı oranlarına sahip AlN ve MgO katkılı kompozitlerin farklı test koşullarında daha iyi termal performans sergilediği belirlenmiştir. Bu tez kapsamında elde edilen bulgular, nano katkılarla güçlendirilmiş parafin esaslı FDM'lerin Li-iyon batarya sistemleri için etkili, uygulanabilir ve düşük maliyetli bir pasif batarya termal yönetim çözümü sunduğunu ortaya koymaktadır.