近年來(lái)，新材料和新技術(shù)的發(fā)展為電動(dòng)車工業(yè)注入了新的活力，有效地解決了能源危機(jī)的緊迫問(wèn)題，減少了溫室氣體排放。鋰離子電池是電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的核心部件。有效的熱管理對(duì)于確保電池的正常運(yùn)行、電動(dòng)車輛的耐久性以及預(yù)防危及公共安全的火災(zāi)至關(guān)重要。相變材料(PCM)可以儲(chǔ)存和釋放大量的熱量,以響應(yīng)在相變期間的小溫度變化。這種能力使pcms成為一種有效的熱管理技術(shù)，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭谶m當(dāng)?shù)臏囟认驴刂齐姵啬K。
02 成果掠影
近日，廣東工業(yè)大學(xué)王長(zhǎng)宏教授團(tuán)隊(duì)以無(wú)毒、安全和高溫的聚乙二醇(分子量為3000、4000和6000)為基質(zhì)，通過(guò)聚合反應(yīng)制備了一種高度穩(wěn)定的固-固相變材料。聚乙二醇4000由于其包裝效果,熱儲(chǔ)存能力和相變溫度，被認(rèn)為是最合適的熱管理材料。團(tuán)隊(duì)利用材料工作室2020模擬軟件研究了碳納米管與SSPCM之間的微機(jī)制。比較了不同羥基化碳納米管(CNT-OH)與SSPcm的相互作用能和力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)5%羥基化碳納米管是最有效的。然后采用CNT-OH技術(shù)制備了具有高導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性的復(fù)合固體-固體相變材料。建立了一套電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)來(lái)測(cè)試SSPEM-CTT的性能，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有優(yōu)良的熱管理能力。即使在高放電率(5c)下,SSPCT-CT系統(tǒng)也有效地解決了溫度不均勻問(wèn)題,將系統(tǒng)溫度維持在50℃(即48.92℃)以內(nèi)，將溫度差異維持在2.5℃以內(nèi)。研究成果以“Highly stable solid-solid phase change materials for battery thermal management systems”為題發(fā)表在《Journal of Energy Storage》。
03 圖文導(dǎo)讀
圖1 (a) CNT, (b) PEG, MBA, and AA, (c) 30*30*30 ? PEG molecular module, (d) 30*30*30 ? CNT-OH/SSPCM molecular module.
圖2 (a)SSPCM的具體實(shí)驗(yàn)制備流程，(b)SSPCM-CNT的具體實(shí)驗(yàn)制備流程，(c)SSPCM的制備原理圖，(d)SSPCM-CNT的制備原理圖，(e)SSPCM和SSPCM-CNT的物理樣品
圖3 接觸熱阻試驗(yàn)
圖4 純CNT、CNT-OH2.5 %、CNT-OH5%的徑向分布函數(shù)
圖5 (a) 1 W、(b) 2 W和(c) 3 W處的界面溫度曲線。(d) 1 W、(e) 2 W和(f) 3 W處的接觸熱阻變化曲線
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