Membrana de enfriamiento de nanocompuestos adaptativos inspirados en la piel de mamíferos para la gestión térmica...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Ingeniería térmica

Sus antecedentes:

• La gestión térmica eficiente es crucial para la seguridad y el rendimiento de las baterías de iones de litio (LIB).
• Las estrategias de enfriamiento pasivo existentes a menudo carecen de suficiente eficiencia o resistencia a la llama.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una membrana de enfriamiento de nanocompuestos higroscópicos auto-adaptativa para los LIB.
• Para evaluar el rendimiento de refrigeración de la membrana, la resistencia a la llama y la estabilidad a largo plazo.

Principales métodos:

• Fabricación de una membrana nanocompuesta utilizando sal higroscópica, óxido de grafeno y fibra de carbono activo.
• Caracterización de las capacidades de gestión térmica mediante ciclos de desorción/absorción de humedad.
• El rendimiento de ensayo en un LIB de 3,7 V/12 Ah en condiciones de alto flujo de calor y ciclos.
• Evaluación de la resistencia al fuego y la estabilidad térmica.

Principales resultados:

• Se obtiene una potencia media de refrigeración de 802,5 W m-2 y una reducción de la temperatura de 34,3 °C.
• Extensión de la vida útil del LIB de 118 a 233 ciclos (tasa 4C), añadiendo una capacidad total de 1445,9 Ah.
• Se ha demostrado una excelente resistencia al fuego, estabilidad térmica y ausencia de fugas/corrosión después de 1000 horas.

Conclusiones:

• La membrana inspirada en la piel de los mamíferos proporciona una gestión térmica pasiva eficiente, autoadaptativa y retardante de llama para los LIB.
• Esta tecnología ofrece una solución rentable para mejorar la vida útil de la batería y evitar la fuga térmica.
• La membrana desarrollada muestra un potencial significativo para sistemas avanzados de gestión térmica de baterías.