创新材料研究 | 动力电池热安全的阻燃复合相变材料防护原理探索

2024-03-10 生活常识 关注公众号
    无机硅/磷微纳阻燃剂助力动力电池热安全革命
The Innovation Materials | 面向动力电池系统热安全的阻燃型多功能复合相变材料的防护机理研究    【导语】
The Innovation Materials | 面向动力电池系统热安全的阻燃型多功能复合相变材料的防护机理研究    动力电池作为纯电动汽车的动力源泉,其安全性与整车息息相关。针对电池热失控这一核心安全隐患,研究团队突破性地将有机相变材料与无机硅/磷微纳阻燃剂相结合,创造出一种兼具高效热管理和优异热失控防护性能的复合相变材料,为提升动力电池系统的热安全提供了全新的解决方案。
The Innovation Materials | 面向动力电池系统热安全的阻燃型多功能复合相变材料的防护机理研究    
The Innovation Materials | 面向动力电池系统热安全的阻燃型多功能复合相变材料的防护机理研究    1. 创新设计
The Innovation Materials | 面向动力电池系统热安全的阻燃型多功能复合相变材料的防护机理研究    为了有效应对动力电池在高温条件下的热失控风险,研究人员巧妙构建了无机硅基微纳聚合体阻燃层,通过在有机相变材料中添加纳米SiO₂@C稳定的APP(ammonium polyphosphate),显著增强了材料的阻燃效果和热稳定性。
    2. 热泄露抑制与稳定性提升
    采用这种新型复合材料后,电池在达到150℃高温时仍能保持极低的热泄露率,加热实验结果显示,在持续高温环境下,材料质量保持率高达99.5%,展现了出色的耐高温性能。
    3. 卓越的燃烧与阻燃特性
    对比常规有机相变材料在热失控后的“火上浇油”效应,新型PS/APP/SiO₂@C3复合材料在燃烧测试中表现出色。它能够在高压燃烧气体冲击下维持结构完整性,延长热量释放平台至700秒,并能在去除火源后迅速停止燃烧,样品保留率高达99%。
    4. 实际应用验证与前景展望
    通过在电池模组中的实际应用验证,该复合相变材料成功地将电池系统在5 C放电倍率下的最大温度控制在61℃以内,且其优良的传热性能有助于迅速、均匀地分散热失控产生的热量,从而大大提升了整个动力系统的热安全水平。
    结论:
    本研究开创性地研发出一种结合无机硅/磷微纳阻燃剂的多功能复合相变材料,实现了从热管理到触发热失控全温域内的有效防护策略,为提高电动汽车的热安全性能及保障驾乘人员的安全带来了重要的实用价值。这项成果不仅彰显了科研团队在动力电池热安全领域的前沿探索,也为未来电动汽车产业的发展奠定了坚实的技术基础。

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