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中美研究人员开发全新3D热管理网状物提高EV电池安全性

盖世汽车 Elisha 2022-03-30 14:33

盖世汽车讯尽管受益于高能锂离子电池和快速充电技术，电动汽车的发展仍然存在挑战性。例如，电池散热效率低导致安全问题。据外媒报道，中美研究人员着手寻找一种经济有效的电池热管理策略，以将电池温度保持在安全范围内。研究人员开发了一种3D、互联、导热的氮化硼网状物，可大大提高导热性。

（图片来源：sciencedirect）

传统的气体或液冷却方法，在充电过程中存在空间限制和漏电问题。作为固体冷却介质，新型相变材料日益受到关注。其中，石蜡（PW）具有较大的潜热容，并且成本较低，是理想的散热和热管理材料，但其导热系数较低且易渗漏，存在一定局限性。

在此项研究中，研究人员通过冰模板法，构建高度有序互联的六方氮化硼（h-BN）网状物，并将其引入石蜡中，以提高材料导热性。

在电池散热管理中，h-BN/PW复合材料表现出良好的散热性能。当h-BN负载量为20 wt%时，复合材料可以确保高度有序的网状物状态，而且热导率高达1.86 W m−1 K−1，比随机分布的h-BN高4倍，比最基本的PW高近8倍。结果表明，在2-5℃下持续充放电，电池的最高表面温度降低了6.9℃。研究人员认为，这表明该工艺在电池热管理系统中具有高应用潜力。

浙江大学的张兵教授解释说：“研究人员设计了一种3D氮化硼网状物，并系统性研究其对电池热管理性能的影响。研究人员发现，在不同的温度梯度下，通过冰模板法构建的六方氮化硼热网状物（h-BN），在不同方向上表现出结构差异。通常来说，结构决定性能，不同方向上的结构不同，意味着性能范围更广泛。利用石蜡制造的h-BN/PW复合材料，可以在锂离子电池中实现卓越的抗漏电性能和超快散热性能。”