科学家用石墨烯泡沫打造“温度开关”：可按需调节电池保温散热

2021-08-17 15:33:31来源：cnBeta 关键词：温度开关电池保温散热阅读量：20719

导读：研究小组利用石墨烯泡沫的双重性质，制造了一个能在绝缘体和导体之间来回切换的层。

　　目前商用的电池都比较“娇气”，只能在一定的温度区间内正常运行。如果温度太低，那么可能无法启用，而温度太高，则可能会有爆炸的危险。科学家近日研发的温度开关(由石墨烯泡沫制成)有望解决这个问题。当天气寒冷时，它可以动态地捕获热量，或在温度过高时允许热量排出。

　　目前锂离子电池只建议在0-45摄氏度(32至113华氏)之间使用，尤其是在充电的时候，任何超出这个范围的地方，你都有可能降低电池的性能。防止组件过热是一场持续的战斗，它影响了电子设备的设计，这些设备本身就会释放大量的热量。但是，当外部温度下降时，将这些热量困在设备中会很有用。

　　该研究的共同通讯作者Xiulin Ruan说：“随着电子设备变得更小、更强大，管理热量成为一个更关键的问题。大多数设备使用被动热管理，如传导和对流，来移动多余的热量。但这种系统是不可调谐或调整的，而且在寒冷的条件下完全没有帮助”。

　　现在，普渡大学的研究人员已经开发出一种处理这两者的方法。关键是石墨烯，它通常是一种由只有一个原子厚的碳片组成的较佳材料。它通常是一个优秀的热导体，但由于石墨烯泡沫内部有气穴，它就像一个绝缘体。因此，研究小组利用这种双重性质，制造了一个能在绝缘体和导体之间来回切换的层。

　　研究人员将石墨烯泡沫样品放在一个加热器和一个散热器之间，并测量泡沫被压缩或放松时的温度和热流。它开始时有1.2毫米厚，像一个绝缘体，但当它被挤压到0.2毫米时，它的导热性能就会提高8倍。

　　该研究的共同通讯作者Amy Marconnet说：“它的功能就像电路中的一个电阻。它不是改变电流的流量，而是改变它允许通过的热量”。在另一个实验中，研究小组模拟了现实世界的环境温度在0至30°C(32至86°F)之间，将石墨烯泡沫放在模拟电子设备的热源上。结果同样令人欣喜，在整个环境温度范围内稳定了设备的工作温度。

　　(原标题：科学家用石墨烯泡沫打造“温度开关”：可按需调节电池保温散热)

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