電子發燒友網報道（文/黃山明）在“雙碳”目標推動下，可再生能源并網與儲能產業迎來高速發展，鋰/鈉離子電池作為電化學儲能的核心載體，在高集成度、高功率密度應用場景下的熱安全問題成為行業發展的關鍵瓶頸。據不完全統計，2017-2024年全球累計發生電化學儲能電站安全事故約89起，均與電池熱失控引發的連鎖反應相關。

相較于傳統風冷技術，液冷技術憑借高散熱效率、優異的溫度均勻性，成為解決鋰/鈉離子電池熱管理難題的核心方案。

液冷技術的分類與發展

目前，國內儲能液冷技術主要分為三大類。一是冷板式液冷，通過內部集成流道的液冷板與電池表面接觸，常用乙二醇和水混合溶液作為冷卻液在流道內循環流動帶走熱量。優勢在于結構簡單、安全性高、維護便捷，且適配現有電池組設計；局限是空間占用大、接觸熱阻導致溫度均勻性欠佳。

二是浸沒式冷卻，將電池組直接浸沒在絕緣冷卻液中，實現直接熱交換。根據冷卻液是否發生相變，又可以分為單相浸沒式，基于顯熱傳遞，熱力學穩定，介質適配性好；兩相浸沒式，基于相變潛熱，傳熱效率更高，溫度均一性更好，相對系統密閉性要求高。

三是噴淋式液冷，在電池模組上方或側面布置噴頭，冷卻液直接噴淋在產熱電池上實現散熱。優勢是用液量少、靈活性高；挑戰在于系統緊湊性、液體管理和噴頭要求較高。

從行業數據來看，2023年溫控配套出貨中，工商業儲能項目液冷技術占比已經達到約71%，廣州地區更是達到97%，源網側大儲目前仍以風冷為主，但隨著大電芯、高倍率應用，液冷滲透率預計持續提升。

在儲能溫控中，液冷已經從配角走向了主角。同時技術上，近年來，國內外學者圍繞液冷技術的效率提升、成本優化、安全性增強開展了大量研究，冷板式、浸沒式、噴淋式三大技術均取得了突破性進展，從結構設計、冷卻液優化、系統集成等方面實現了性能升級。

冷板式液冷的研究重點集中在流道結構創新與冷卻液優化，旨在降低接觸熱阻、提升溫度均勻性。傳統蛇形流道存在流量分布不均、溫差較大的問題，科研人員受生物結構啟發，設計了葉形、仿生血管形流道，在相同熱交換區域下，葉形流道可使電池平均溫度降低0.4℃，溫差與能耗分別降低11%和13%；雙進雙出的流道結構設計，相較于單進單出結構，可將電池組最大溫差從7.43℃降至指標范圍內，在電動振動電池等特殊場景中實現了可靠冷卻。

在冷卻液優化方面，向乙二醇/水混合溶液中添加石墨烯納米顆粒，可使電池組溫差降低24%~29%，顯著提升冷卻效果。此外，冷板式液冷與阻燃材料的結合成為新趨勢，冷板-阻燃板-冷板（CFCP）復合系統，可有效抑制熱失控電池的熱量傳播，提升系統安全性能。

浸沒式液冷憑借優異的散熱性能，成為研究最活躍的液冷技術方向，其創新集中在導流結構設計、冷卻液適配與系統能效優化。通過在浸沒式系統中增設魚形孔導流結構，可在降低電池最高溫度12.2%的同時，將泵功耗降低42.1%，綜合性能因子提升39.3%；強制流浸沒式冷卻相較于靜流浸沒式，可使電池最高溫度再降低5.70%，通過調控冷卻液流速，可進一步提升散熱效率。

在應用效果上，浸沒式液冷可將電池組最大溫差控制在1.5℃以內，遠低于風冷的15℃，經600次循環后，電池容量保持率可提高3.3%；在快速充電場景下，浸沒式液冷較強制風冷，峰值溫度可降低19.6℃，且冷卻能耗僅為風冷的40.37%，展現出優異的節能效果。

噴淋式液冷的研究聚焦于常規散熱優化與熱失控抑制兩大方向，在噴嘴設計、冷卻液選擇、噴射模式等方面實現了多項創新。通過仿真優化確定了噴淋式液冷的最佳工藝參數：噴嘴直徑0.47mm、噴淋角度88.16°，可將電池組最高溫度降至25.43℃，溫差控制在3.41℃，較傳統系統分別降低27.28%和69.39%；將氫氟醚（HFE）與強制空氣結合，優化噴嘴布置與噴射速率，可使電池組最高溫度降低6℃，溫差降低4℃。

在熱失控抑制方面，噴淋式液冷展現出獨特優勢，通過提前噴淋、增加噴嘴數量，可有效降低過熱電池溫度，切斷熱傳播路徑；針對電池過熱的不同階段，采用分級噴淋策略，在固體電解質界面（SEI）分解階段施加0.8MPa噴霧壓力即可防止反應繼續，在電解質分解階段可延遲熱失控時間18.7s，為電池系統的安全防護提供了新方案。

液冷技術的應用與展望

隨著新能源裝機比例的持續攀升，電化學儲能正從示范應用走向規模化商用。在這場能源變革中，溫控系統雖是輔助子系統，卻直接關系到電站的安全命脈與投資收益。

這種趨勢下，讓主流廠商推出的工商業儲能柜幾乎全部采用液冷方案，“AllinOne”的設計理念使得液冷系統高度集成化，安裝便捷性大幅提升。

尤其伴隨著鈉離子電池的普及，憑借鈉資源豐度高、成本低、本征熱穩定性好的優勢，在分布式儲能、低速電動載具等領域具有廣闊應用前景，目前正從實驗室走向產業化。

盡管鈉離子電池熱安全性更優，但在高集成度儲能場景下，其充放電過程中產生的熱量仍需高效散出，液冷技術在鋰離子電池中的成熟經驗為其向鈉離子電池的遷移提供了重要參考，同時需結合鈉離子電池的電極體系、電芯結構、產熱特性進行針對性創新。

當前，鈉離子電池液冷技術的研究已從基礎散熱向精準化、系統化、混合化發展。在產熱特性研究與精準控溫方面，針對鈉離子電池產熱功率的階段性變化特征，研究人員建立了分階段流量控制策略，通過低產熱階段降低泵耗、高熱階段提升流量，實現能效優化；針對不同規格的方形鈉離子電池，建立了液冷仿真模型，為液冷系統的個性化設計提供了理論支撐。

在混合式熱管理系統方面，將冷板式液冷與相變材料結合，采用乙醇-水混合介質與十八烷相變材料的復合散熱方案，有效提升了散熱效率；鋁板與液冷板的集成設計，可將鈉離子電池組最高溫度降低17℃，為高功率密度鈉離子電池熱管理提供了新路徑。

未來，液冷技術在鈉離子電池領域的發展需圍繞“低成本、高適配、智能化”三大核心方向展開。

首先，結合鈉離子電池的電極材料、電芯結構與充放電特性，開發適配的液冷系統，如針對鈉離子電池軟包電芯、方形電芯的結構特點，優化冷板式流道設計與浸沒式系統布局，降低接觸熱阻，提升散熱效率。

其次，匹配鈉離子電池的低成本優勢，開發經濟型冷卻液，如優化水基冷卻液的絕緣性，實現其在鈉離子電池浸沒式液冷中的應用，改性碳氫化合物類冷卻液的抗氧化性與流動性，降低高閃點硅油的黏度，提升其散熱性能，同時推動氫氟醚等冷卻液的成本下降，實現規模化應用。

最后，開發多技術融合與智能化管理策略，結合液冷與風冷、熱管冷卻的優勢，構建分級熱管理系統，降低系統能耗；通過三維仿真模型實時預測電池組溫度分布，動態調整冷卻液流量、流速與流道切換，避免局部過熱，實現熱管理的精準化、智能化。

此外，新型冷卻液的研發與液冷系統的集成化將成為鈉離子電池液冷技術的重要發展趨勢。通過分子結構設計開發高性能冷卻液，在提高熱導率的同時降低運動黏度；優化冷卻液配方，添加導熱添加劑與穩定劑，避免納米顆粒、導熱材料在冷卻液中聚集沉積；加快環保型冷卻液研發，提高生物降解率，降低環境影響。

在系統集成方面，推動液冷系統與電池包的一體化設計，減少空間占用，提升能量密度；開發標準化、模塊化的液冷組件，降低設計與制造成本，推動鈉離子電池液冷技術的產業化落地。

總結

液冷技術的普及，本質上是儲能行業從重規模向重質量轉變的縮影。未來，隨著溫控策略的智能化、工質材料的環保化以及系統設計的標準化，液冷技術將不再僅僅是一個散熱部件，而是儲能系統數字化、精細化管理的中樞神經。對于產業鏈企業而言，能否在液冷領域構建起成本與技術的雙重護城河，將決定其在儲能萬億賽道中的座次。