石蜡/膨胀石墨复合相变材料耦合热管电池热管理性能研究

为了改善相变材料用于电池热管理导热率较低的问题，制备了不同含量的石蜡（Paraffin, PA）-膨胀石墨（Expanded Graphite, EG）复合相变材料，在相变储能单元中使用PA-EG复合相变材料包裹热源并耦合热管增强其散热能力。使用方形发热源模拟高密度能量电池充放电时的发热，在不同发热功率下探究不同EG含量的PA-EG复合相变材料耦合热管的热管理性能。实验结果表明，发热功率较低时，各相变材料热管理性能相当，发热功率较高时，更高的EG含量将带来更高的导热率以及更好的热管理效果。在EG含量为5%时，PA-EG复合相变材料导热率可提高至纯石蜡的6.36倍，实验中最大降温幅度可达7.6%，相变储能单元中温差峰值为纯石蜡散热系统温差峰值的37.7%。当EG含量较低时，PA-EG复合相变材料未熔融时呈现固态，导热率呈现各向同性，但当PA熔融后，PA-EG复合相变材料总体呈现液态，出现较强的自然对流换热，将导致储能单元内温度分布不均，容易导致电池表面温度不均产生应力，因此EG含量不宜低于5%。