相变储能材料在电池热管理系统中的应用研究进展

相变储热技术研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐渐加强，高效、环保的能源存储技术成为了研究热点。

相变储热技术作为一种重要的热能存储方式，因其能在特定温度下进行热能的吸收和释放，从而实现对热能的有效管理和利用，受到了广泛关注。

本文旨在全面综述相变储热技术的研究进展，包括其基本原理、材料研究进展、应用领域以及未来的发展趋势。

通过对现有文献的梳理和分析，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，推动相变储热技术的进一步发展和应用。

二、相变储热材料的研究进展相变储热技术作为一种高效、环保的储热方式，近年来受到了广泛关注。

其核心在于相变储热材料（Phase Change Materials, PCMs），这些材料能够在特定的温度下吸收或释放大量的热能，从而实现对热能的储存和利用。

近年来，相变储热材料的研究取得了显著的进展，不仅拓宽了材料种类，还提高了储热效率和稳定性。

在材料种类方面，传统的相变储热材料主要包括无机盐类、石蜡类和脂肪酸类等。

然而，这些材料在某些应用场合下存在导热性差、易泄漏、化学稳定性不足等问题。

因此，研究人员开始探索新型相变储热材料，如高分子材料、纳米复合材料等。

这些新材料不仅具有更高的储热密度和更好的稳定性，还能通过纳米效应、界面效应等提高导热性能，从而满足更广泛的应用需求。

在储热效率方面，研究者们通过改变材料的微观结构、优化复合材料的配比、引入纳米增强剂等方法，有效提高了相变储热材料的储热效率和热稳定性。

一些研究者还将相变储热材料与其他储能技术相结合，如与太阳能、地热能等可再生能源相结合，实现了热能的高效利用和存储。

在应用方面，相变储热材料已广泛应用于建筑节能、工业余热回收、航空航天等领域。

在建筑节能领域，相变储热材料可以用于墙体、屋顶等建筑构件中，通过储存和释放热能来调节室内温度，提高建筑的保温性能。

在工业余热回收领域，相变储热材料可以回收和利用工业生产过程中产生的余热，提高能源利用效率。

相变蓄热技术与电池热管理中的应用摘要：一、相变蓄热技术简介1.定义及原理2.特点与应用领域二、电池热管理的重要性1.电池工作原理与热管理关系2.热管理对电池性能的影响三、相变蓄热技术在电池热管理中的应用1.相变蓄热材料选择与设计2.相变蓄热技术在不同类型电池中的应用四、相变蓄热技术的发展趋势与前景1.技术创新方向2.市场应用前景正文：一、相变蓄热技术简介1.定义及原理相变蓄热技术是一种利用物质在相变过程中吸收和释放热量的原理，实现能量的储存和传输的技术。

相变蓄热材料在加热过程中，从固态向液态相转变，吸收大量热量；在冷却过程中，从液态向固态相转变，释放热量。

这种技术具有高效、环保、安全等优点。

2.特点与应用领域相变蓄热技术具有以下特点：（1）高效：相变过程中吸收和释放的热量较大，可有效提高热能利用率。

（2）环保：相变蓄热材料无污染，符合绿色环保要求。

（3）安全：相变蓄热材料具有较好的热稳定性，可确保系统安全运行。

相变蓄热技术广泛应用于太阳能、地热能、工业余热等领域，尤其在电池热管理中具有重要的应用价值。

二、电池热管理的重要性1.电池工作原理与热管理关系电池在充放电过程中，内部会发生化学反应，产生大量热量。

合理的热管理对于电池的安全、可靠、高效运行至关重要。

电池热管理主要包括散热和保温两个方面。

2.热管理对电池性能的影响（1）散热：有效散热有利于维持电池工作温度在适宜范围内，提高电池充放电效率，延长电池寿命。

（2）保温：良好的保温性能可以降低电池在低温环境下的性能损失，提高电池在低温环境的启动性能。

三、相变蓄热技术在电池热管理中的应用1.相变蓄热材料选择与设计在电池热管理中，相变蓄热材料的选择应考虑以下因素：（1）相变温度：相变温度应与电池工作温度相匹配，确保在电池充放电过程中有足够的热量吸收和释放。

（2）相变潜热：相变蓄热材料应具有较大的相变潜热，以提高热能储存和传输效果。

（3）热稳定性：相变蓄热材料应具有较好的热稳定性，确保长时间运行不发生性能衰减。

相变材料用于锂离子电池热管理系统的研究进展凌子夜;方晓明;汪双凤;张正国;刘晓红【摘要】良好的热管理系统是电池安全及高效使用的保证,电池的热管理需要确保电池温度在安全温度范围以及电池组内最大温差不超过5℃.传统的热管理方式,如空气冷却,不仅需要额外的动力输入,而且越来越不能满足高能量密度的新型锂离子电池的热管理需要.使用相变材料的电池热管理系统,利用相变材料的相变潜热吸收电池产生的热量,在不使用外界功耗的条件下,可以长时间保持电池的温度在适宜的范围内.通过与膨胀石墨、金属泡沫复合,相变材料的热导率可以大大提高,电池组内体系温度均匀性可以满足工作要求.而且,相变材料的形状不固定,可以使用在任意形状的电池上.被动式热管理是应用于电池热管理系统中最具前景的技术.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2013(002)005【总页数】9页(P451-459)【关键词】锂离子电池;热管理系统;相变材料【作者】凌子夜;方晓明;汪双凤;张正国;刘晓红【作者单位】华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640;华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640;华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640;华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640;广东轻工职业技术学院汽车系,广东广州510300【正文语种】中文【中图分类】TK02锂离子电池由于具有高放电电压、高能量密度、高功率密度以及良好的循环性能，已经在手机、相机、手提电脑等便携式电子设备中得到广泛应用[1]，也是新一代混合动力汽车（HEV）和电动汽车（EV）的优秀动力源[2]。

然而，通过并联和串联构建的锂离子电池组放电时会产生大量的热量，如果热量不能及时散出，会引起电池温度上升。

过高的锂离子电池温度会导致电池循环寿命下降，并可能引发单个电池或整个电池组的热失控（thermal runaway），从而导致电池无法正常工作[3]，因此必须对锂离子电池组进行相应的热管理。

相变材料在储能技术中的应用随着能源需求的不断增加，能源储存技术的研究越来越重要。

相变材料是一种新型储能材料，具有高储能密度、长寿命、高节能等优点。

它的应用已经引起了越来越多的关注。

本文将介绍相变材料的基本原理、热力学过程、应用现状以及未来发展方向。

一、相变材料基本原理相变材料是指具有相变能力的物质。

它们在温度、压力、电场、磁场、电流等条件下发生相变。

相变是一种物理和化学变化，可以将物质从一个稳定平衡状态转化为另一个稳定平衡状态。

相变材料主要包括固态-固态相变、固态-液态相变和液态-气态相变等。

在固态-固态相变中，相变材料的晶格结构得到了重组，产生了不同的物理性质。

固态-液态相变是相变材料从固态转变为液态。

这种相变主要发生在金属和无机盐类等物质中。

液态-气态相变则是指相变材料从液态转变为气态，包括汽化和沸腾等过程。

相变材料的相变过程是热力学过程。

相变过程可分两个阶段进行：吸热阶段和放热阶段。

吸热阶段是指相变材料在相变过程中吸收热能，从而使温度升高。

放热阶段则是指相变材料从高温状态转变到低温状态，放出储存在相变中的热能。

相变材料的热力学性质是其储能能力的基础。

二、相变材料在储能领域的应用现状近年来，相变材料在储能领域得到了广泛的应用。

例如，相变材料储存冷能的技术可用于被动房屋的空调系统、电子设备散热等领域。

相变材料储存热能的技术也被应用于太阳能集热板、热泵、热能回收等各种系统中。

经典的相变材料是差热材料。

它们的相变峰值在零度附近，可以用来控制室温加热或冷却。

差热材料主要用于家用和商用空调设备以及个人计算机的散热控制等。

相变储能材料的应用具有很大的潜力。

其最大的优势是高储能密度和高效率。

相对于化学储能材料，相变储能材料具有更长的寿命和更高的放电效率。

相对于传统的储能方式，相变储能技术还有很大的改进空间，可以进一步提高效率和储能密度。

三、相变材料在储能领域的未来发展相变材料的应用前景十分广阔。

未来的发展方向包括：通过研究和设计新型相变材料，可以进一步提高储能密度和效率。

相变储能材料的研究及应用新进展周建伟1,刘　星2(1.平原大学能源与燃料研究所,河南新乡　453000; 2.河南工业大学化学化工学院,河南郑州　450001)摘　要:综述了近年来相变储能材料的研究和应用新进展。

介绍了相变材料的种类及各类相变材料特点,并对各类相变材料的性能、储能机理和优缺点进行了讨论;探讨了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。

关键词:相变材料;储能;太阳能;应用中图分类号:T Q050.43 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2007)10-0007-04New Progress on Research and Appli ca ti onof Pha se Change Energy Storage M a ter i a lsZHO U J i a n-we i1,L I U X i n g2(1.I nstitute of Fuel&Energy,Pingyuan University,Xinxiang　453000,China;2.I nstitute of Che m2 istry and Che m ical Engineering,Henan University of Technol ogy,Zhengzhou　450001,China) Abstract:Ne w p r ogress on research and app licati on of phase change energy st orage materials in recent years are su mmarized.The s pecies and characteristics of phase change materials are intr oduced,and the perf or mance,energy st orage mechanis m,merits and faults of all kinds of phase change materials are dis2 cussed.The app licati on of the phase change materials in the fields of s olar energy utilizati on and building energy saving is stated,and the devel opment trend and the app licati on p r os pect of the phase change ma2 terials are p r os pected.Key words:phase change material;energy st orage;s olar energy;app licati on 物质的相变过程一般是一个等温过程,相变过程中伴随有大量的能量吸收或释放,这部分能量称为相变潜热。

相变储能材料的研究进展与应用相变储能材料是近年来备受研究关注的一种新型储能材料，具有高能量密度、长寿命、高效率等特点，是未来智能电网和可再生能源等领域的关键技术之一。

本文将从相变储能材料的基本原理、研究进展和应用等方面进行分析和探讨。

一、基本原理相变储能材料是利用物质在相变过程中所释放或吸收的潜热实现储能和释能的一种功能材料。

相变储能材料通常由两种物料组成，一种是相变材料，另一种是传热材料。

相变材料是指在特定温度范围内，其内部结构发生相变，从而在储能和释能过程中释放或吸收热量。

传热材料是指能够促进相变材料与环境之间的热传递的材料，它们构成了相变储能材料的基本组成部分。

二、研究进展相变储能材料的研究起源于20世纪60年代，最初的应用是在太空科技领域。

随着全球能源危机和环境问题的日益严重，人们开始更加重视新能源技术的发展，相变储能材料也越来越受到研究者的关注。

目前，相变储能材料的研究范围已经涵盖了多个领域，包括建筑节能、汽车空调、电子产品、工业生产等。

其中，建筑节能领域是相变储能材料最为广泛的应用领域之一。

使用相变储能材料进行建筑节能，可以减少建筑物对空调的依赖性，降低能耗，减缓全球气候变化等方面发挥着重要作用。

三、应用前景随着人们对环境和能源问题的日益重视，相变储能材料的应用前景也越来越广阔。

相变储能材料的主要应用领域有：1. 建筑节能。

相变储能材料可以应用于建筑外墙、屋顶、地板等位置，实现建筑节能。

当前，相变储能材料已经得到了广泛的应用，如利用相变墙体技术进行绿色建筑改造等。

2. 汽车空调。

相变储能材料可以应用于汽车空调系统，通过储存汽车内部的剩余能量和外界环境热量，使汽车可以更加智能化地进行热调节，提升舒适度。

3. 电子产品。

相变储能材料可以应用于电子产品中，如手机配件、电脑散热器等。

它可以将电子产品中产生的废热转化为储存热量的形式进行存储，实现节能减排。

4. 工业生产。

相变储能材料可以应用于工业生产中，如炼钢、铸造、密封等领域。

相变材料在热电转换中的应用研究热电转换技术是目前国际上研究的热电能领域，有广泛的应用前景。

热电材料通过热电效应将热能转化为电能，在可持续能源领域和环境保护领域中具有重要的科学意义和工程应用价值。

其中，相变材料作为一种新的热电材料，因其具有热响应快、体积不变、长时间稳定等特点，在热电转换研究中得到了广泛关注。

本文将分析相变材料在热电转换中的应用研究现状和发展前景。

一、相变材料的热电转换原理相变材料是指在一定温度和压力条件下，它能够发生形态、结构、化学组成等方面的变化，并伴随着相应的物理和化学性质的变化。

当相变材料发生相变时，其热响应非常迅速，而且能量密度巨大，可以实现热能捕捉、储存和释放。

这为热电转换提供了一个重要的途径。

热电转换是指通过热电材料的热电效应将热能转化为电能，或通过施加电场将电能转化为热能。

而相变材料的热电转换原理基本上是通过材料的相变实现热电转换。

一般来说，相变材料发生相变时，其晶格结构、能带结构和电导率等物理和化学性质均会发生变化。

由于热电效应可以被视为电势差和温度差之间的关系，因此可以通过相变材料中的热电效应实现热电转换。

二、相变材料在热电转换中的应用现状目前，在相变材料的研究中，液-固相变和固-固相变是两种常见的热电转换方式。

首先是液-固相变。

由于相变材料液固相变具有热容大、相变潜热和体积变化等特点，因此其能够实现高效的能量转换。

对于液态相变材料，其热电转换效率可以达到10%以上，可在室温下工作，因此有望应用于低温能源收集和转化领域。

近年来，许多研究工作提出了利用相变材料实现热电转换的新方法和新思路。

例如，有研究报道了利用液态相变材料制备纳米热电材料的方法，通过控制相变材料中的纳米颗粒大小和形状，实现材料的热电性能调控。

其次是固-固相变。

与液-固相变不同，固-固相变材料有很高的密度和结构稳定性，可以实现更加稳定的热电转换。

近年来，大量的研究工作表明，固-固相变材料的热电性能也非常优异，可以通过控制其微结构和配比来实现热电性能的调控。

相变材料在能量储存中的应用及研究随着能源需求的增加，如何储存和使用能源成为了人们热议的话题。

在能量储存方面，相变材料逐渐获得了广泛的应用和研究。

相变材料，又称相变储能材料，是一种能够通过相变来储存和释放能量的材料。

本文将介绍相变材料在能量储存中的应用及研究。

一、相变材料的基本原理相变材料的储能原理与我们日常生活中的物质状态变化有关。

当物质状态发生改变时，其内部结构和形态也会发生相应的变化，从而导致能量的储存和释放。

相变材料的储能原理基于物质状态的变化，它可以通过温度、压力等外部因素来控制储存和释放能量的过程。

相变材料储存和释放能量时，其物理状态可分为液态、固态和气态。

其中，从液态到固态的相变释放的能量是最为常见的。

二、相变材料的应用1. 热管理相变材料在热管理方面有着广泛的应用。

例如，在夏季高温时，人们通常使用空调设备来降低室内温度，而相变材料可以在夜间储存冷却能量，然后在白天放出，起到降温作用。

其中，相变材料的转换温度应该与人们所需的温度相符合，例如，大部分人在舒适的环境下所需的室温为20-28℃之间，因此相变储能材料的转换温度设定在25℃左右将会是更为合适的选择。

2. 太阳能电池板太阳能电池板需要采集和储存能量，以便在需要时供电。

选择适合的储能材料可以提高电池板的转化效率。

相变储能材料可以在电池板表面储存能量，并在太阳光照射时释放。

当太阳光照射不足时，相变材料可以作为备用能源，以维持电池板的运转。

3. 锂电池锂离子电池是现代电子设备中最常用的电池类型之一。

相变材料被用于发挥锂电池的最大储能效率。

例如，在智能手机等小型电子设备中，相变储能材料可以起到保护和延长电池寿命的作用。

而在电动汽车等大型电子设备中，相变材料可以在电池充电时储存能量，并在行驶过程中释放出来以供应源。

三、相变材料的研究虽然相变材料已经获得了广泛的应用，但科学家们仍在对其储能原理和更好的应用进行研究。

下面是一些最新的研究内容。

相变材料在储能技术中的应用前景分析随着可再生能源的快速发展和能源需求的不断增长，储能技术成为了解决能源供应不稳定性的重要手段。

相变材料作为一种新型的储能材料，具有独特的热学特性和高能量密度，被广泛应用于储能技术中。

本文将对相变材料在储能技术中的应用前景进行分析。

首先，相变材料具有较高的能量密度，这使得它成为一种理想的储能材料。

相变材料的能量密度远高于传统的储能材料，如锂离子电池等。

相变材料的能量密度主要来自于其相变过程中的潜热释放，这种潜热释放可以在储能过程中高效地储存和释放能量。

相变材料的高能量密度使得它在储能技术中具有广阔的应用前景。

其次，相变材料具有良好的循环稳定性和长寿命。

相变材料在储能过程中的相变循环可以进行数千次，而且不会发生明显的容量衰减。

相比之下，传统的储能材料如锂离子电池在循环过程中容易发生容量衰减，导致储能效率降低。

相变材料的循环稳定性和长寿命使得它在储能技术中具有更长久的使用寿命和更高的储能效率。

此外，相变材料具有良好的热稳定性和安全性。

相变材料在储能过程中会发生相变，吸收或释放大量的热量。

这种热量的吸收和释放可以有效地调节储能系统的温度，提高储能系统的热稳定性。

相变材料还具有较低的燃烧和爆炸风险，相比之下，传统的储能材料如锂离子电池存在着较高的燃烧和爆炸风险。

相变材料的热稳定性和安全性使得它在储能技术中具有更高的可靠性和安全性。

然而，相变材料在储能技术中还存在一些挑战。

首先，相变材料的制备成本较高。

相变材料的制备过程较为复杂，需要较高的工艺和设备成本。

这使得相变材料的成本较高，限制了其在储能技术中的大规模应用。

其次，相变材料的热传导性能较差。

相变材料的热传导性能对于储能系统的热管理至关重要，而相变材料的热传导性能相对较差，需要进一步提高。

此外，相变材料的稳定性和循环寿命还需要进一步提高，以满足长期稳定运行的需求。

综上所述，相变材料在储能技术中具有广阔的应用前景。

相变材料的高能量密度、循环稳定性和热稳定性使得它成为一种理想的储能材料。

相变储能材料及其应用研究一、引言近年来，随着能源需求的不断增长，寻找新型的高效储能材料已经成为了当务之急。

相变储能材料表现出了从固态到液态或气态时的巨大能量变化，因此受到了广泛的关注。

本篇文章将详细介绍相变储能材料的基本概念、物理特性、制备方法以及其在电子、建筑、航空航天等领域的应用研究进展。

二、相变储能材料的基本概念和物理特性相变储能材料是指在温度、压力或其他物理条件变化下发生相变并释放或吸收大量热量能够以此进行储能、释能的一种材料。

相变储能材料主要表现出以下优点：高能量密度、高效储能和节能环保。

紧随着工业发展的需要，科学家们研制出了各种相变储能材料，其中最具代表性的包括：氢气、水、氢氧化锂、氢氧化钠、氯化锂和铵盐等。

从物理特性上来看，相变储能材料的关键特性是其相变温度和相变潜热。

相变温度是指材料在不同环境下发生相变的温度，可以通过热分析等实验手段进行测定。

相变潜热是材料在相变过程中释放的或吸收的热能，是一个标志性的数据。

相变潜热越高，储存和释放的热能就越大，这也意味着材料的储能效率极高。

三、相变储能材料的制备方法相变储能材料的制备方法主要包括物理法、化学法和复合法三种。

物理法主要是利用降温、升温、扩散等方式进行相变，例如冷冻干燥、蒸发法和蒸馏法等；化学法主要是通过化学反应来制备相变储能材料，例如水合物、碘化铹、氢气等；复合法则是把两种或两种以上的化合物混合在一起，以促进材料的相变。

四、相变储能材料的应用研究进展相变储能材料具有高效、节能、环保等优点，广泛应用于多个领域。

1.电子领域相变储能材料可以在微处理器和其他电子设备中起到冷却作用。

微处理器在工作时会产生大量的热能，会影响电路的稳定性和寿命，而相变储能材料可以将这些热量吸收并储存，发挥出相变潜热对处理器具有冷却的作用。

2.建筑领域相变储能材料也可以应用在建筑领域中，可以通过调节室内温度来降低节能的需求，同时也可以制造具有防盗、防火等功能的建筑材料。

相变材料与电池热管理相变材料（PCM）是一种能够在特定温度范围内吸收和释放大量热量的材料。

在取得热量时，PCM会发生相变，即从固态变为液态或气态，而在释放热量时，PCM会从液态或气态返回到固态。

这种相变过程可以在较小的温度范围内持续进行，因此PCM被广泛应用于电池热管理。

电池是许多现代设备和系统的核心组成部分，例如电动汽车、便携式电子设备等。

然而，电池在充放电过程中会产生大量的热量，如果不能有效地管理这些热量，将导致电池过热并降低其性能和寿命。

这就是为什么电池热管理非常重要的原因。

传统的电池热管理方法包括使用散热器、风扇等被动散热技术，以及采用液体冷却剂的主动散热技术。

然而，这些方法存在一些问题。

被动散热技术通常需要大型的散热系统，不适用于密集型电子设备。

而主动散热技术需要定期替换和维护液体冷却剂，增加了维护成本和操作复杂性。

相变材料提供了一种创新的解决方案，可以有效地管理电池产生的热量。

PCM的特点使其成为电池热管理的理想选择。

当电池开始发热时，PCM会吸收热量并发生相变，将热量储存起来。

这样一来，电池的温度可以被控制在一个相对稳定的范围内，避免过热问题。

当电池停止发热或需要释放热量时，PCM会释放储存的热量，防止电池过冷。

在电池热管理中，PCM材料的选择至关重要。

首先，PCM应具有合适的相变温度范围，以适应电池的工作温度。

其次，PCM应具有高吸热和放热能力，以提供足够的热量储存和释放能力。

此外，PCM还应具有高热导率和耐久性，以确保热量的快速传导和循环使用。

常见的PCM材料包括蜡状物质、盐和金属合金等。

蜡状物质是一种常用的PCM材料，因为它们具有较低的相变温度和较高的热能密度。

蜡状PCM可以通过混合不同的蜡状物质来实现多个相变温度，以满足不同应用的需求。

盐是另一种常见的PCM材料，其优点是具有较高的热导率和热储存能力。

金属合金是一种新兴的PCM材料，具有高热导率和良好的机械性能，但成本相对较高。

相变储能材料在太阳能光伏电池中的应用研究太阳能光伏电池是一种将太阳能转化为电能的技术，它在现代清洁能源和可持续发展中发挥着重要的作用。

然而，由于太阳能光伏电池对气象条件和光照强度的依赖性，其能量输出在日夜间、阴雨天等不同环境下存在较大波动，限制了其实际应用和储存技术的进一步发展。

因此，相变储能材料的研究和应用成为了解决这一问题的重要方向。

相变储能材料是指通过改变温度、压力和化学成分等因素，造成固定物质在这些因素影响下形态、结构和属性等方面的变化，从而实现能量存储和释放的物质。

近年来，相变储能材料被广泛应用于热管理、储热、制冷等方面，随着其对太阳能光伏电池的应用逐渐受到重视，也引起了学术界的广泛关注。

太阳能光伏电池的能量输出不仅受光照条件影响，其输出电压、电流等也会随着环境温度等因素的改变而产生波动。

而相变储能材料具有储热、释热等优良特性，可以通过控制储能材料的相变过程，实现对太阳能光伏电池环境温度的调节，进而减小太阳能光伏电池的温度波动，提高其能量输出稳定性和效率。

与传统的热管理技术相比，相变储能材料不仅具有更高的能量存储密度和更低的成本，还能适应因地理位置、气象条件不同而产生的差异，实现对各类太阳能光伏电池的定制化设计和应用。

近年来，许多研究机构和企业开始在太阳能光伏电池中应用不同类型的相变储能材料，以改善其环境温度波动和能量输出稳定性。

这些材料包括有机相变材料、无机相变材料和复合相变储能材料等。

其中，有机相变材料具有相变温度低、储热量大等特点，适合用于太阳能光伏电池的微型化和轻量化设计；无机相变储能材料则具有较高的相变温度和更好的耐久性，适合用于太阳能光伏电池的建筑一体化等大规模应用领域；复合相变储能材料则将有机相变材料和无机相变材料的优点相结合，具有高储热量和储热效率等优势，可应用于太阳能光伏电池和其他清洁能源技术的开发。

相变储能材料在太阳能光伏电池中的应用研究仍面临着许多挑战和问题。

首先，相变储能材料的稳定性和经济性需要进一步研究和提高，以满足太阳能光伏电池多样化应用的需求；其次，相变材料与太阳能光伏电池的集成技术需要更加精细化和可靠性，避免光伏系统的不稳定性；再次，相变储能材料的环境影响和生态问题也成为了亟待解决的课题。

基于相变材料的电动汽车电池热管理研究进展发布时间：2022-04-11T11:16:28.680Z 来源：《中国科技信息》2022年1月上作者：吴国伟[导读] 锂离子电池组被广泛应用于电动汽车动力源、电网储能系统和用户侧分布式储能系统等，相比其他储能方式，锂电储能具备高能量密度、高功率密度以及良好的循环性能等显著优势。

车载动力电池的数量往往较多，通过串并联方式密排构成电池组，在复杂的工况下，电池组以不同的倍率放电、以不同的升热速率产生热量，如果热量不能及时散出，加上空间积聚效应，会引起电池温度快速上升甚至引发热失控。

科大国创新能科技有限公司吴国伟摘要：锂离子电池组被广泛应用于电动汽车动力源、电网储能系统和用户侧分布式储能系统等，相比其他储能方式，锂电储能具备高能量密度、高功率密度以及良好的循环性能等显著优势。

车载动力电池的数量往往较多，通过串并联方式密排构成电池组，在复杂的工况下，电池组以不同的倍率放电、以不同的升热速率产生热量，如果热量不能及时散出，加上空间积聚效应，会引起电池温度快速上升甚至引发热失控。

为了给锂离子电池提供良好的热安全保护，电池热管理系统已经开发出多种冷却方式。

基于相变材料的被动冷却方法不需要额外的设备或能耗、结构简单、潜热值高、相变过程中温度稳定，能够有效缓解电池包内的温度均一性问题，与传统热管理方式组合还能进一步提高热管理效率，提供了节能环保方案，未来具有较大的应用前景。

关键词：相变材料；电动汽车；电池热管理；引言随着人们对能源短缺和环境污染的关注，纯电动汽车和混合动力电动汽车的相关研究得到了迅速发展。

众所周知，锂离子电池的安全状态与温度密切相关。

温度会影响化学反应速率和锂离子电池内部各结构的寿命，从而直接影响电池的性能。

锂离子电池作为电动汽车的核心部件，其安全性能直接关系到车辆的安全和生命安全。

在实际应用中，当电池产生的大量热量不能及时传递时，电池内部结构会因温度过高而遭到破坏，这将直接影响电池的性能。

相变材料在热管理中的应用及优化随着科学技术的不断发展，热管理问题已经成为了一个热门话题。

为了解决热管理问题，科学家们发现了一种新型材料 -- 相变材料。

那么，相变材料在热管理中的应用及优化是什么呢？一、相变材料的背景相变材料是指能够在温度和压力变化等外界条件之下发生相变的材料。

相变材料包括有机相变材料和无机相变材料两种。

其中，有机相变材料可以根据其相转变方式分为固-液相变材料和固-气相变材料；而无机相变材料则可以分为金属氢化物、金属氧化物、硫酸盐、水合物等多种类型。

相变材料具有许多优异性能，如高储能密度、高能量效率、可重复使用等。

具有这些特性的相变材料可以被广泛应用于许多领域，如高能物理、空间航天、新能源开发等。

但是，其中最广泛的应用便是在热管理领域。

二、相变材料在热管理中的应用在现代工业生产活动中，许多设备是需要进行热管理的。

而这一过程需要投入大量的人力和物力。

因此，许多科学家将目光投向了新型材料，其中就包括了相变材料。

在热管理中，相变材料具有以下主要应用：1、相变材料在空调系统中的应用空调系统中，传统的制冷方式是使用蒸发器进行制冷。

在蒸发器制冷中，需要使用制冷剂对空气进行冷却。

这种制冷方式不仅耗费能源，而且对环境也有影响。

而如果使用相变材料，就可以减小能源消耗，降低污染物排放量。

相变材料可以调节室内温度，使室内环境更加舒适。

同时，相变材料具有节能性能，可以有效地减少对能源的消耗。

2、相变材料在建筑物绝热材料中的应用对于建筑物，绝热是一个非常重要的方面。

绝热材料可以起到保温、防污、隔声等多方面作用。

而在绝热材料中，相变材料具有重要的应用价值。

相变材料可以使建筑物在穿过太阳辐射和室外和室内温度差异的时候得到有效的绝热。

这是因为相变材料可以吸收和释放大量的热量。

这有效地提高了建筑物的保温性能。

3、相变材料在锂离子电池中的应用锂离子电池是目前被广泛使用的电池。

但是，随着移动互联网的发展，对电池的要求也越来越高。

相变材料的应用及研究进展近年来，相变材料作为一种新型的功能性材料，在各个领域的应用越来越广泛，引起了人们的关注和研究。

相变材料具有独特的物理和化学性质，具有从一种物理状态到另一种物理状态转变的能力。

本文将介绍相变材料的基本概念，讨论其在能源、环保和信息技术等领域的应用及研究进展。

一、相变材料的概念相变材料是指具有相变能力的材料。

它是指在确定的条件下，由于外界引入或自身内部物理和化学因素的作用，物质在热力学上发生相变的现象，这种现象是由于物质的内部状态发生变化而产生的。

相变材料广泛应用于热管理和储能系统、传感器和数据存储系统等领域。

二、相变材料在能源领域的应用由于相变材料在物理状态转变时，会吸收或释放大量的能量，因此它在热管理和储能系统中具有广泛的应用。

相变材料可以作为热容器来调节室温，从而降低空调的使用频率，节省能源。

同时，相变材料也可以储存热量，使得它可以在夜间或低峰期释放热量，减少能源的浪费。

相变材料还可以用于太阳能电池板的制造。

由于太阳能电池板的功率与温度有关，因此使用相变材料来维持太阳能电池板的温度，可以显著提高太阳能电池板的效率。

此外，相变材料也可以作为蓄热媒介，使得太阳能的热能可以被储存起来，起到节能的作用。

三、相变材料在环保领域的应用相变材料在环保领域的应用主要体现在节能和减少碳排放方面。

相变材料可以用于制造环保电器，如低功率的电风扇、电热水器等。

由于相变材料可以吸收和释放热量，可以减少这些电器的能耗，从而减少碳排放。

相变材料还可以用于制造隔热材料，如隔热管和保温材料等。

相变材料可以在温度升高时吸收热量，并在温度下降时释放热量，从而可以起到很好的保温作用。

此外，相变材料还可以制造节能材料，如保温窗户、开合门等，可以减少能耗和碳排放。

四、相变材料在信息技术领域的应用相变材料可以用于制造光盘、闪存等数据存储设备，以满足人们对数据存储量的需求。

相变材料的基本原理是利用相变的能量来实现数据存储。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第3期基于相变储热技术的电池热管理系统研究进展罗明昀1，凌子夜1，2，方晓明1，2，张正国1，2（1华南理工大学化学与化工学院，传热强化与过程节能教育部重点实验室，广东广州510640；2广东省热能高效储存与利用工程技术研究中心，广东广州510640）摘要：动力电池的最佳工作温度范围为20~50℃，因此热管理系统是其运行过程中不可分割的一部分。

相变储热材料在发生相变时可以吸收或释放大量的热量并且温度基本保持不变，在电池热管理中得到广泛应用。

本文综述了国内外基于相变储热技术的电池热管理系统的研究进展，主要介绍了基于相变材料的被动式热管理系统、主动式热管理系统以及主动式和被动相结合的耦合式热管理系统。

综合来看，复合相变材料形状稳定性好、热导率高，可以有效地降低电池组的温度，提高电池组的温度均匀性。

导电复合相变材料的电热转换特性还可用于低温下快速加热电池，实现加热-冷却一体化。

然而在相变材料被动式热管理系统中，相变材料吸收的热量无法及时释放出去，热量的堆积会造成系统失效。

将主动散热技术与相变材料耦合得到的耦合式热管理系统具有更好的控温性能、稳定性和安全性。

此外，相变乳液以及相变微胶囊浆液具有比热容大、可相变等优点，替代水作为电池热管理系统的冷却介质可以获得更好的温度均匀性和更低的功耗。

但相变乳液本身的稳定性差、过冷度大等问题亟需解决。

总之，电池在高温和低温下都需要进行有效地温控，相变材料如何解决电池全温度段的热管理还值得进一步研究。

关键词：复合相变材料；动力电池；热管理系统；微通道冷却；相变乳液中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）03-1594-14Research progress of battery thermal management system based onphase change heat storage technologyLUO Mingyun 1，LING Ziye 1，2，FANG Xiaoming 1，2，ZHANG Zhengguo 1，2(1Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,The Ministry of Education,School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2GuangdongEngineering Technology Research Center of Efficient Heat Storage and Application,Guangzhou 510640,Guangdong,China)Abstract:Thermal management system is essential for power batteries to ensure their optimal operation temperature range of 20—50℃.Phase change materials (PCM)can absorb or release a lot of heat while keep the temperature unchanged by phase change,and have been widely used in battery thermal management.This paper reviews the research progress of battery thermal management systems based on phase change heat storage technology,mainly introducing the passive thermal management system,active thermal management system,and thermal management system coupled with active heat dissipation and phase change.As a result,composite PCMs have good shape stability,high thermal conductivity that can特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2278收稿日期：2021-11-08；修改稿日期：2021-12-25。

相变蓄热技术与电池热管理中的应用一、相变蓄热技术简介1.定义与原理相变蓄热技术是一种利用物质在相变过程中吸收和释放热量的原理，实现热能的储存和传输的技术。

在这种技术中，相变材料在加热过程中由固态向液态相转变，吸收热量；在冷却过程中由液态向固态相转变，释放热量。

2.特点与优势相变蓄热技术具有以下特点和优势：（1）高热容量：相变材料在相变过程中吸收和释放的热量较大，可有效提高热能的储存和传输能力。

（2）温度调节范围广：相变材料的选择范围广泛，可根据实际需求选择适合的相变温度和相变材料。

（3）储能密度高：与传统蓄热材料相比，相变蓄热材料具有较高的储能密度，有利于减小设备体积和重量。

（4）循环寿命长：相变蓄热材料在反复相变过程中性能稳定，具有较长的使用寿命。

二、电池热管理的重要性1.电池热失控的影响电池在使用过程中，由于内部电阻、极片电阻和电解液电阻产生的热量，可能导致电池温度升高。

若电池热失控，可能引发电池燃烧、爆炸等严重事故，对人身和财产安全构成威胁。

2.电池热管理的目的电池热管理旨在通过有效的散热措施，确保电池在安全工作范围内运行，提高电池的使用寿命和安全性。

三、相变蓄热技术在电池热管理中的应用1.相变蓄热材料的选择选择具有适宜相变温度、高热容量和良好循环稳定性的相变材料，如蜡类、熔融盐类等。

2.相变蓄热模块设计根据电池的热特性，设计相变蓄热模块，使其在电池热失控时能迅速吸收和释放热量，降低电池温度。

3.相变蓄热技术的实际应用案例（1）电动汽车电池热管理系统：通过相变蓄热材料，实现电池组在高温和低温环境下的热均衡，提高电池组的使用寿命和安全性。

（2）便携式电子产品散热：利用相变蓄热模块，实现对便携式电子产品内部电池的热管理，提高产品性能和可靠性。

四、相变蓄热技术的发展趋势与展望1.技术创新方向（1）研发新型相变材料，提高热容量和循环稳定性。

（2）优化相变蓄热模块设计，提高热传输效率。

（3）探索相变蓄热技术与其他热管理技术的结合，实现更高性能的电池热管理。

相变储能材料的研究与应用概述相变储能材料是一种应用广泛的高科技材料，也是未来能源存储和利用的重要组成部分。

此类材料具有温度变化时能够产生大幅度的物化学反应而引起相变的特性，能够有效地储存和释放能量。

相变储能材料的研究和应用广泛涉及各个领域，如节能建筑、电力系统、智能电子产品等，将对未来人类社会的可持续发展产生深远影响。

一、相变储能材料概述相变储能材料是一种将热能或化学能转化为电力或机械运动等其他形式的高效能源转换材料。

具体来说，是基于相关相变机制的物质，当该物质从低温状态转变为高温状态时，通过吸收热能或化学能，实现相变，使物体表面温度保持在一个恒定的水平。

相变储能材料的热能吸收和释放具有超大的潜热，这使得其在能源储存和利用应用领域得到广泛的关注。

二、相变储能材料的种类目前，研究较多的相变储能材料主要包括有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料。

1、有机相变材料有机相变材料是指使用有机化合物作为相变储能材料。

由于其具有容易获取、制备方便、生物可降解等优点，目前在工程应用中得到了广泛的关注。

最常见的有机相变材料是聚乙二醇（PEG），其分子结构与相变能量具有关系。

在不同分子量的PEG中，经过控制其配比，可以制成各种具有不同相变温度及潜热值的相变储能材料，应用在多个领域。

2、无机相变材料无机相变材料主要是指石墨烯、氧化铁等无机材料。

这些材料不能够与有机物混合，但它们具有独特的化学成分，提供了更高的相变能量密度和热导率，能够更加适用于高温环境中的能量储存和释放。

3、复合相变材料复合相变材料是将有机相变材料和无机相变材料进行复合而制成。

该类材料具有高度的定制化和可调性，在能量储存效率、热导率、稳定性和生产成本等方面具有很大优势。

三、相变储能材料的应用相变储能材料密切关联于能源储存和利用，因此在各个领域都有广泛的应用。

下面将从建筑、电力系统、智能电子产品等三个方面来介绍其应用。

1、在建筑领域中的应用相变储能材料在建筑领域中应用的主要是在该领域中需要冬季保温和夏季降温的材料，如保暖和隔热材料。

相变材料的制备及其在热管理中的应用研究随着科学技术的不断发展，相变材料在热管理领域中的应用越来越受到人们的关注。

相变材料（Phase Change Material，PCM）是一种在一定温度范围内可在凝固和熔化之间相互转化的材料。

它们具有高能量密度、高存储密度、高相变潜热和良好的可重复性等特点，在热管理方面具有很大的潜力。

一、相变材料的制备相变材料的一般制备方法包括物理法、化学法和生物法等。

物理法分为蒸发结晶法、溶液法、烧结法等。

化学法包括有机和无机两类方法。

生物法是一种新兴的方法，主要应用于天然有机相变材料的提取。

化学法的主要原理是在材料中掺入某种化学物质，使其发生相变，从而实现热管理。

物理法则是将相变材料制成具有一定形状和尺寸的各种型号，以便于在设计实际应用中选择、安装和更换。

二、相变材料在热管理中的应用相变材料的应用主要包括被动热管理和主动热管理。

被动热管理是指利用相变材料吸热发生相变，实现热稳定性的目的，而主动热管理则是通过外部驱动力改变相变材料的相，使之达到所需的温度、湿度等条件。

1、被动热管理应用被动热管理最典型的应用是在建筑物和汽车等领域，其主要作用是在冷却、采暖、储能和保温等方面。

在建筑物领域，相变材料在遇到高温时能够吸收热量，从而降低室内温度，而在低温时则能够释放热量，提高室内温度，从而达到节能的目的。

在汽车领域，汽车座椅和空调等相关部件都能运用相变材料，达到舒适性、保持恒温等效果。

2、主动热管理应用主动热管理主要是利用相变材料的铁热效应来实现热控制。

铁热效应是指相变材料在磁场中发生相变时会释放热能的现象。

利用这种现象可以实现热量的控制和转移，从而达到优化能量利用、提高能源效率的目的。

主动热管理主要运用在微型电子学和航空航天等领域中，因为这些领域的工作温度范围较窄，需要精确控制热量的传递和转移。

三、相变材料的应用前景随着能源和环境问题的日益突出，相变材料的应用前景越来越被大家所重视。