动力电池作为新能源汽车的核心部件直接关系到整个产业的兴衰

在全球大力推动新能源汽车发展的浪潮中，动力电池作为新能源汽车的核心部件，其性能与安全性直接关系到整个产业的兴衰。而动力电池热管理系统，如同守护电池的 “隐形卫士”，对维持电池的稳定工作状态起着关键作用。近年来，一项创新技术在动力电池热管理领域崭露头角，成为备受瞩目的 “新星”—— 新型复合相变材料热管理技术。

动力电池热管理的严峻挑战

随着新能源汽车的普及，电池的能量密度不断提升，充放电倍率也日益增大，这使得电池在工作过程中产生大量热量。若热量不能及时有效地散发出去，电池温度将持续升高，进而引发一系列严重问题。一方面，高温会加速电池内部的化学反应，导致电池容量衰减加快，缩短电池使用寿命。据研究，电池温度每升高 10℃，其容量衰减速度可能增加一倍。另一方面，过高的温度还可能引发电池热失控，这是一种极其危险的状况，可能导致电池起火甚至爆炸，严重威胁驾乘人员的生命安全和财产安全。据不完全统计，近年来因电池热失控引发的新能源汽车起火事故时有发生，给社会带来了不良影响。传统的风冷、液冷等热管理方式在应对这些日益严峻的挑战时，逐渐显露出局限性。风冷方式散热效率相对较低，难以满足高功率电池的散热需求;液冷方式虽然散热效果较好，但存在系统复杂、成本高以及漏液风险等问题。

新型复合相变材料的原理与优势

新型复合相变材料正是在这样的背景下应运而生。相变材料是一类在特定温度范围内发生物态变化，并在变化过程中吸收或释放大量潜热的材料。当电池温度升高时，复合相变材料吸收热量，从固态转变为液态，通过相变过程吸收并储存大量热量，从而有效抑制电池温度的上升。当电池温度降低时，材料又从液态转变回固态，释放储存的热量。这种可逆的相变过程使得电池温度能够维持在相对稳定的范围内。与传统热管理方式相比，新型复合相变材料具有显著优势。首先，其散热效率极高。由于相变过程中吸收或释放的潜热远大于显热，在相同条件下，新型复合相变材料能够吸收或释放更多热量，比传统散热材料的散热效果提升数倍甚至数十倍。例如，在某款采用新型复合相变材料热管理系统的新能源汽车中，电池在高倍率充放电过程中的最高温度比采用传统风冷系统时降低了 15℃以上，有效保障了电池性能。其次，新型复合相变材料热管理系统结构相对简单，不需要复杂的管道和泵等设备，减少了系统的体积和重量，降低了成本。同时，不存在漏液风险，提高了系统的可靠性和稳定性。此外，该材料还具有良好的适应性，能够在不同的环境温度和电池工作状态下发挥稳定的热管理作用。

技术突破与应用实例

广西大学 “泠动赋能” 团队在新型复合相变材料的研发上取得了重要突破。他们通过对多种材料的优化组合和微观结构设计，成功提高了相变材料的导热率。传统相变材料的导热性能较差，限制了其散热速度，而该团队研发的新型复合相变材料导热率比传统材料提高了数倍，能够更快速地将电池产生的热量传导出去，确保动力电池在最佳温度范围内工作。这项技术已经在部分新能源汽车企业中得到应用，并取得了良好效果。某新能源汽车制造商在其新款车型的动力电池热管理系统中采用了该团队研发的新型复合相变材料，经过实际道路测试，车辆在高温环境下连续行驶 200 公里后，电池温度依然保持在适宜范围内，电池容量衰减明显减缓，车辆的续航里程也得到了有效提升。在储能领域，新型复合相变材料同样展现出巨大潜力。某大型储能电站引入了基于新型复合相变材料的热管理方案，在充放电过程中，储能电池的温度波动得到了有效控制，提高了储能系统的稳定性和充放电效率，降低了维护成本。

发展前景与展望

随着新能源汽车和储能产业的持续高速发展，对动力电池热管理技术的需求将愈发迫切。新型复合相变材料作为动力电池热管理领域的 “新星”，具有广阔的发展前景。在未来，随着材料科学和制造工艺的不断进步，新型复合相变材料的性能有望进一步提升，成本将进一步降低，从而实现更广泛的应用。同时，该技术还有望与其他热管理技术，如液冷、风冷等相结合，形成更加高效、智能的综合热管理系统。例如，在一些高端新能源汽车中，可能会采用新型复合相变材料与液冷相结合的方式，在电池温度较低时，主要依靠相变材料的蓄热能力维持电池温度;在电池温度过高时，启动液冷系统，进一步加强散热效果，实现对电池温度的精准调控。新型复合相变材料在动力电池热管理领域的出现，为解决电池热管理难题提供了新的思路和方法。它凭借卓越的性能优势，正在逐步改变动力电池热管理的格局，为新能源汽车和储能产业的可持续发展注入新的活力，有望成为推动行业进步的关键技术之一。