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中美研究人員開發全新3D熱管理網狀物提高EV電池安全性

蓋世汽車 Elisha 2022-03-30 14:33

蓋世汽車訊盡管受益于高能鋰離子電池和快速充電技術，電動汽車的發展仍然存在挑戰性。例如，電池散熱效率低導致安全問題。據外媒報道，中美研究人員著手尋找一種經濟有效的電池熱管理策略，以將電池溫度保持在安全范圍內。研究人員開發了一種3D、互聯、導熱的氮化硼網狀物，可大大提高導熱性。

（圖片來源：sciencedirect）

傳統的氣體或液冷卻方法，在充電過程中存在空間限制和漏電問題。作為固體冷卻介質，新型相變材料日益受到關注。其中，石蠟（PW）具有較大的潛熱容，并且成本較低，是理想的散熱和熱管理材料，但其導熱系數較低且易滲漏，存在一定局限性。

在此項研究中，研究人員通過冰模板法，構建高度有序互聯的六方氮化硼（h-BN）網狀物，并將其引入石蠟中，以提高材料導熱性。

在電池散熱管理中，h-BN/PW復合材料表現出良好的散熱性能。當h-BN負載量為20 wt%時，復合材料可以確保高度有序的網狀物狀態，而且熱導率高達1.86 W m?1 K?1，比隨機分布的h-BN高4倍，比最基本的PW高近8倍。結果表明，在2-5℃下持續充放電，電池的最高表面溫度降低了6.9℃。研究人員認為，這表明該工藝在電池熱管理系統中具有高應用潛力。

浙江大學的張兵教授解釋說：“研究人員設計了一種3D氮化硼網狀物，并系統性研究其對電池熱管理性能的影響。研究人員發現，在不同的溫度梯度下，通過冰模板法構建的六方氮化硼熱網狀物（h-BN），在不同方向上表現出結構差異。通常來說，結構決定性能，不同方向上的結構不同，意味著性能范圍更廣泛。利用石蠟制造的h-BN/PW復合材料，可以在鋰離子電池中實現卓越的抗漏電性能和超快散熱性能。”