石墨烯相变复合材料

高功率高潜热

双曲石墨烯骨架同时实现高导热与高潜热保持，突破相变材料功率密度与能量密度的权衡。

74010128 · Yi, Mao · Kaiwen, Li · 刘英军 · 许震 · Pang, Kai · Cai, Shengying · 范利武 · 高超

Energy Storage Materials 2025

具体参数

热导率

{'zh': '30.75', 'en': '30.75'} W/mK

潜热保持率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

有效能量密度提升倍数

{'zh': '3', 'en': '3'} fold

电池组温度（有PGC保护）

{'zh': '60', 'en': '60'} ℃

技术优势

导热又快又高

双曲石墨烯骨架形成高效导热网络，12.5 wt%负载下热导率达~30.75 W/mK，能快速将电池热量导出，避免局部过热。

蓄热能力几乎不损失

石墨烯含量虽高，潜热保持率仍达90%，意味着相变储热的核心功能没有被牺牲，仍能有效吸收电池产热。

高功率下能量密度提升近3倍

与商用石蜡相比，该复合材料在高功率密度下的有效能量密度提升近3倍，意味着在快速充放电等严苛工况下能储存更多热量。

电池组温度直降60℃

在3.75 C倍率下，使用PGC保护的电池组温度低于60℃，而裸电池组约120℃，显著降低了热失控风险。

应用场景

• 锂电池热管理：把相变材料贴附或填充在电池模组间，快速导走热量并吸收产热，让电池在3.75 C快充下仍低于60℃。
• 储能系统安全：作为被动热管理方案，不依赖外部能源，通过高导热和相变吸热抑制热积聚，从源头降低储能电站热失控蔓延风险。
• 石墨烯复合材料：利用双曲石墨烯骨架的高导热网络，与石蜡复合后同时保持高潜热，为石墨烯在热管理领域的实用化提供范例。
• 电池组热失控防护：在热失控早期快速吸收热量并散走，使电池组温度远低于裸组（<60℃ vs ~120℃），防止热失控触发和蔓延。