HEKSAGONAL BOR NİTRÜR DOLDURULMUŞ EPOKSİ KOMPOZİT KULLANILARAK 18650 LİTYUM İYON PİLLERİN DEĞİŞKEN HAVA AKIŞ HIZLARINDA TERMAL YÖNETİMİNİN SAYISAL ARAŞTIRMASI
KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.29, sa.3, ss.1320-1331, 2026 (TRDizin)
- Yayın Türü: Makale / Tam Makale
- Cilt numarası: 29 Sayı: 3
- Basım Tarihi: 2026
- Doi Numarası: 10.17780/ksujes.1897026
- Dergi Adı: KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi
- Derginin Tarandığı İndeksler: TR DİZİN (ULAKBİM)
- Sayfa Sayıları: ss.1320-1331
- İstanbul Gelişim Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
18650 lityum iyon piller, termal kaçağı önlemek ve güvenli çalışmayı sağlamak için termal yönetime ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışma, bir batarya modülündeki saf epoksi reçine ile hekzagonal bor nitrür (h-BN) katkılı epoksi kompozitin termal performansını karşılaştırmak amacıyla hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemini kullanmaktadır. Analizler, 25°C ortam sıcaklığında ve 2, 3 ve 4 m/s hava giriş hızlarında gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık dağılımları, maksimum sıcaklıklar ve çıkış sıcaklıkları değerlendirilmiştir. h-BN katkılı epoksi, yüksek termal iletkenliği sayesinde tüm çalışma koşullarında maksimum sıcaklıkları düşürmüştür. 2 m/s hızında maksimum sıcaklık, saf epoksideki 48.08°C seviyesinden epoksi/h-BN kompoziti ile 38.8°C'ye gerilemiştir. Sadece havanın kullanıldığı kontrol durumunda tahmin edilen sıcaklık 4600°C'yi aşarak ısı atımının yetersiz kaldığını göstermiştir. Genel olarak kompozit malzeme, sıcaklık homojenliğini iyileştirmiş ve daha güvenli, daha güvenilir batarya operasyonunu desteklemiştir.
18650 lithium-ion batteries require thermal management to prevent thermal runaway and ensure safe operation. This study uses computational fluid dynamics to compare the thermal performance of pure epoxy resin and a hexagonal boron nitride (h-BN)-doped epoxy composite in a battery module. Analyses have been conducted at an ambient temperature of 25°C and air inlet velocities of 2, 3, and 4 m/s. Temperature distributions, maximum temperatures, and outlet temperatures have been evaluated. The h-BN-doped epoxy reduced the maximum temperatures across all operating conditions due to its high thermal conductivity. At 2 m/s, the maximum temperature decreased from 48.08°C with pure epoxy to 38.8°C with the epoxy/h-BN composite. In the air-only control case, the predicted temperature exceeded 4600°C, indicating insufficient heat dissipation. Overall, the composite improved temperature uniformity and supported safer, more reliable battery operation.