石墨烯又有新用途！變身“泡沫”可調(diào)節(jié)鋰電池溫度 手機(jī)、電動(dòng)車或受益

財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，眾所周知，電子產(chǎn)品（尤其是電池）大多容易受到高溫或低溫的影響，但科學(xué)家研發(fā)了一種新型“開關(guān)”可以幫助處理這兩種情況。它是由石墨烯泡沫制成的，在室外溫度較低時(shí)，它可以動(dòng)態(tài)捕獲熱量，在溫度過高時(shí)，它也可以幫助散熱。

據(jù)了解，鋰離子電池的建議使用溫度是在0 - 45°C（32 - 113°F）之間，尤其是在充電的時(shí)候。一旦溫度超出這個(gè)范圍，就有降低電池性能的風(fēng)險(xiǎn)。防止元件過熱是一場(chǎng)持續(xù)不斷的戰(zhàn)斗，影響著電子設(shè)備的設(shè)計(jì)，因?yàn)殡娮釉O(shè)備本身會(huì)散發(fā)大量的熱量。但與此同時(shí)，當(dāng)外部溫度下降時(shí)，將熱量留在設(shè)備中也會(huì)很需要。

該研究的共同通訊作者Xiulin Ruan說，“隨著電子設(shè)備變得越來越小、越來越強(qiáng)大，熱量管理變得更加關(guān)鍵。大多數(shù)設(shè)備使用被動(dòng)熱管理，如傳導(dǎo)和對(duì)流，以轉(zhuǎn)移多余的熱量。但這個(gè)系統(tǒng)是不可調(diào)節(jié)的，在寒冷的環(huán)境中根本不起作用?！?/p>

現(xiàn)在，美國普渡大學(xué)（Purdue University）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種方法來處理這兩種情況。而其中的關(guān)鍵就是石墨烯，這是一種由只有一個(gè)原子厚的碳薄片組成的超常材料。石墨烯泡沫通常是一種很好的熱導(dǎo)體，但由于其內(nèi)部的氣袋，它的作用類似于絕緣體。因此，該團(tuán)隊(duì)利用了這一雙重特性，制造了一個(gè)在絕緣體和導(dǎo)體之間來回切換的層。

在測(cè)試中，研究人員將石墨烯泡沫樣品放置在加熱器和散熱器之間，并測(cè)量泡沫被壓縮或放松時(shí)的溫度和熱流。它一開始的厚度是1.2毫米，就像一個(gè)絕緣體，但當(dāng)它被壓縮到0.2毫米時(shí)，它的導(dǎo)熱性就提高了8倍。

“它的功能就像電路中的電阻器，”該研究的共同通訊作者Amy Marconnet說，“不過它改變的不是電流的大小，而是允許通過的熱量的大小?！?/p>

在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)模擬了0到30°C（32到86°F）之間的真實(shí)環(huán)境溫度，將石墨烯泡沫放置在模擬電子設(shè)備的熱源上。結(jié)果同樣非常積極，在整個(gè)環(huán)境溫度范圍內(nèi)它穩(wěn)定了設(shè)備的工作溫度。

該團(tuán)隊(duì)表示，該系統(tǒng)可能對(duì)手機(jī)等個(gè)人電子產(chǎn)品最有用，但也可能擴(kuò)大到對(duì)溫度特別敏感的電動(dòng)汽車電池等更大的組件。

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