一种用于热管理的柔性相变薄膜材料
来源 | Journal of Energy Storage
背景介绍
热能是最常见、应用最广泛的能源之一,但一旦发生热失控,可能造成重大危害。当产生的热量没有得到有效释放时,热量就会积累,热量的积累就会引起多米诺骨牌一样的连锁反应现象,其中由于温度升高引起的一些变化会使温度进一步升高。电池部件、动力发动机、电子部件、放热化学反应等的热失控是极其危险的。
目前,空气冷却、液体冷却、热管冷却等技术已应用于热管理。然而,单一的主动冷却技术的热管理还不能满足需求,并且这些主动冷却技术的级联增加了系统的复杂性和操作难度。因此,开发一种紧凑、安全的热管理技术是至关重要和迫切的。
相变材料(PCMs)可以通过改变自身的物理状态来储存或释放热能,并在一定时间内保持温度恒定,它们已被用作电池热管理或热失控抑制的有效工具。然而,PCM热管理不可避免的问题是它的泄漏问题。
为了解决这一问题,提出了多种制备形状稳定的复合相变材料的方法。然而,这些复合PCM在固态下通常是刚性的,不能很好地贴合在热器件表面,增加了界面热阻和安装难度。然而,目前使用的PCM在实际应用中,由于其固有的刚性、易脆性破坏和不可回收性,导致其相互接触不良、热接触电阻高、使用寿命短。为了克服这些问题是目前研究的重点方向之一。
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成果掠影
图1.PVP/PVA/Ery相变膜的制备方案。
图2.材料的XRD结构示意图。
图3.相变薄膜材料的防漏实验。
图4.相变薄膜的自愈合过程。
图5.相变膜光学图片以及材料的TGA/DSC曲线。
图6.热管理性能应用示意图。
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