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由于多孔材料、泡沫金屬、碳材料的剛性較強(qiáng)，PCM在實(shí)際應(yīng)用中容易產(chǎn)生脆性和較大的接觸電阻，導(dǎo)致熱管理效率低下。然而，熱管理溫度范圍有限，剛性強(qiáng)，缺乏有效的可視化熱管理方法，阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此開發(fā)多功能相變材料用于人體熱管理，對提高人體舒適度具有重要意義。

相變材料(PCMs)可以通過改變自身的物理狀態(tài)來儲存或釋放熱能，并在一定時間內(nèi)保持溫度恒定，它們已被用作電池熱管理或熱失控抑制的有效工具。然而，PCM熱管理不可避免的問題是它的泄漏問題。為了解決這一問題，提出了多種制備形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材料的方法。然而，這些復(fù)合PCM在固態(tài)下通常是剛性的，不能很好地貼合在熱器件表面，增加了界面熱阻和安裝難度。

相變材料（PCM）多年來一直用于許多領(lǐng)域，包括電子和建筑中的儲能和熱管理。通常，基于 PCM 的 TIM 由基質(zhì)和熱填料組成。在相變溫度下，PCM基體會從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱能并充分潤濕粗糙表面以減少接觸熱阻，因此，開發(fā)出具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及柔性的導(dǎo)熱復(fù)合相變材料對于電子器件的進(jìn)一步發(fā)展有著重要作用。

這一探索在刺激相變材料的發(fā)展方面展現(xiàn)出巨大的潛力，并為鋰離子電池熱管理提供了一種新技術(shù)。

電池組過熱、過冷或溫度分布不均勻可能導(dǎo)致系統(tǒng)過早失效，甚至發(fā)生火災(zāi)和爆炸。因此，為了安全高效的運(yùn)行，LIB電池組需要配備優(yōu)秀的熱管理系統(tǒng)。相變材料作為被動冷卻方法之一，可以作為熱管理介質(zhì)。當(dāng)固液轉(zhuǎn)變發(fā)生時，PCM可以吸收相當(dāng)大的潛熱，同時保持相變區(qū)溫度穩(wěn)定，為電池提供舒適均勻的溫度條件。

它很容易發(fā)生熱失控導(dǎo)致大規(guī)模的火災(zāi)事故。 近年來，各種電池模塊的冷卻方法得到了廣泛的研究。包括風(fēng)冷和液冷在內(nèi)的主動冷卻方式一般需要額外的輔助消耗設(shè)備和空間，這將相應(yīng)地提高成本和重量。相比之下，基于相變材料PCM的電池熱管理系統(tǒng)(BTMS)因其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、冷卻效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。

來源 | Small 01背景介紹 相變材料具有儲存和釋放潛熱的功能，在熱管理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)的相變材料只能一次性釋放完畢所有存儲的能量，而不能像電化學(xué)電池一樣能夠按需啟動和停止能量釋放能量，從而造成了極大的不方便和能源浪費(fèi)。

熱失控是導(dǎo)致電池安全問題的主要因素之一。通常源于充放電過程中嚴(yán)重的熱量積累，劇烈的熱量產(chǎn)生會導(dǎo)致鋰電池功能異常甚至爆炸。因此，能夠提供良好的耐熱和機(jī)械性能的先進(jìn)材料對于可靠的電池安全管理非常重要。相變材料(PCM)可以為電池系統(tǒng)提供一個緩沖平臺，以應(yīng)對熱沖擊和熱積累等熱失效問題，在電池熱管理系統(tǒng)中受到廣泛關(guān)注。

過熱引起的溫度升高會限制電子設(shè)備的工作適應(yīng)性，導(dǎo)致頻繁的故障甚至自燃。因此，開發(fā)提高散熱效率的熱管理材料具有重要的意義。相變材料(Phase change materials, PCMs)作為一種高效的熱管理材料，可以通過固-液相變過程吸收和釋放熱量。然而，PCMs存在漏液、導(dǎo)熱系數(shù)低、剛性強(qiáng)等固有缺陷，嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)用。大多數(shù)PCMs都表現(xiàn)出脆性和易碎性。

Molaeimanesh團(tuán)隊研究出一種混合動力電池熱管理系統(tǒng)（BTMS），基于相變材料的主動熱管理系統(tǒng)（TMS）和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內(nèi)，同時與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果，并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個研究中，該團(tuán)隊對具有三種不同冷卻管道結(jié)構(gòu)和三種不同冷氣流壓力差的九個案例進(jìn)行了模擬和研究。

Hamdan研究團(tuán)隊通過將相變材料封裝在保護(hù)殼中，EPCM可以克服相變過程中的泄漏問題，并可以提高PCM的熱穩(wěn)定性、可靠性和性能。此外，EPCM還可以定制以滿足特定的應(yīng)用要求，例如不同的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱率。

但在長期的經(jīng)營過程中，電池在充放電過程中產(chǎn)生的熱量積累，必然會導(dǎo)致溫度升高、溫度均勻性惡化，從而產(chǎn)生爆炸等熱失控安全問題。因此，建立有效的熱管理以確保電池在最佳工作溫度下運(yùn)行是非常有必要的。熱致柔性復(fù)合相變材料（CPCM）近年來在電池熱管理（BTM）領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但其窄溫域和低電阻率不利于保障電池熱安全。

來源 | Nature Communications01背景介紹相變材料(PCMs)是一系列具有優(yōu)異能量存儲能力的材料，能夠在接近恒定的溫度下存儲/釋放大量潛熱，使其在熱管理技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮不可或缺的作用。同時在應(yīng)對環(huán)境污染和能源危機(jī)方面具有相當(dāng)大的潛力。

02 成果掠影 近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所田爽老師團(tuán)隊針對鋰離子軟包電池模塊的溫升和溫差問題，提出了一種新型混合液體和相變材料（PCM）蜂窩結(jié)構(gòu)的電池熱管理系統(tǒng)（BTMS）。開路電壓（OCV）、內(nèi)阻、開路電壓溫度導(dǎo)數(shù)、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)電池的性能是通過實(shí)驗(yàn)獲得的。

該工作為制備具有高光吸收性能的新型EGaIn基相變儲能材料和EGaIn在相變儲能和熱管理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用鋪平了新的道路。

復(fù)合相變材料（CPCM）作為被動電池熱管理系統(tǒng)（BTMS）仍然面臨著易泄漏、高剛性和低導(dǎo)熱率等諸多挑戰(zhàn)。

02成果掠影 近日，蘭州大學(xué)拜永孝教授團(tuán)隊在用于熱管理的復(fù)合相變材料方面取得了最新研究進(jìn)展。針對相變材料導(dǎo)熱系數(shù)低、易泄漏、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，該團(tuán)隊提出通過構(gòu)建仿生葉脈狀三維(3D)結(jié)構(gòu)的氮化硼(BN)并浸漬聚乙二醇(PEG)制備相變復(fù)合材料，該材料在低填料含量下，綜合性能得到了明顯提高。

來源 | ACS Applied Materials Interfaces 01背景介紹相變材料(PCMs)在特定溫度下的相變時吸收或釋放潛熱，被認(rèn)為是各種系統(tǒng)的有效被動熱管理的有前途的材料。

2026第十七屆上海國際熱管理材料博覽會?（簡稱“CIME熱博會”）是全球熱管理行業(yè)規(guī)模最大、影響力最廣的專業(yè)展會之一，聚焦導(dǎo)熱散熱材料、液冷技術(shù)及全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。

因此，將VASCFs摻入硅橡膠(SR)和石蠟(PA)的材料中，以制造形狀穩(wěn)定的相變材料。VASCFs/PA/SR材料的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)7.00 W/(m·K)，遠(yuǎn)高于之前報道的PCTIMs。更重要的是，PA相變引起的熱阻降低導(dǎo)致VASCFs/PA/SR的散熱性能更好，從而使VASCFs/PA/SR相變熱墊具有實(shí)際應(yīng)用潛力。