用聚乙烯"内衣"为可靠的电池安全管理而装饰烯/化相变复合材料
Yongzheng Zhang1,2, Keqing Xie2, Jiawei Shi1
1Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry of Education, Department of Polymer Science and Engineering, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, 210094, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 27, 2023
概括
这项研究引入了一种新型相变材料 (PCM) 复合材料,该复合材料可提高导热率和机械强度,从而提高电池的安全性. 这种新材料有效地管理离子电池系统中的热失控和机械应力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 变相材料 (PCM) 对于电池系统的热管理至关重要,但往往缺乏足够的热传输和机械可靠性.
- 现有的无机复合PCM在平衡导热性和结构完整性方面面临挑战,特别是在应力条件下.
研究的目的:
- 开发一种先进的PCM,具有增强的导热性和机械强度,以提高电池的安全性.
- 解决传统PCM在热管理和机械滥用耐受性方面的局限性.
主要方法:
- 一种新型的复合PCM是通过将巴拉芬/化与螺旋织成的聚乙烯纤维织物结合而创建的.
- 评估了复合PCM的导热性 (通过平面和内平面) 和机械性能 (穿孔和拉伸强度).
- 复合PCM被集成到三重离子电池系统中,以评估其在热和机械滥用场景中的性能.
主要成果:
- 复合PCM显著增强了通过平面 (10.05 W m-1 K-1) 和平面内 (7.92 W m-1 K-1) 的导热.
- 该材料表现出高穿孔强度 (47.13 N) 和抗拉强度 (18.45 MPa),甚至超过其相位过渡温度.
- 将其集成到离子电池系统中,导致电池电极在循环过程中温度下降>10°C,这表明有效的热管理.
结论:
- 开发的PCM复合材料提供了优越的热传输和机械强度的协同组合.
- 这种材料为离子电池提供了可靠的安全管理,可以防止热和机械滥用.
- "功能性内衣"的设计方法有效地克服了传统PCM的局限性.
