El cambio de fase es un materialUn término científico que se refiere al Estado de existencia de sustancias con propiedades físicas y químicas completamente consistentes y límites obvios con otras sustancias circundantes. A nivel macro, hay tres fases de materia, meteorológica, líquida y sólida.
Los materiales de cambio de fase, el proceso de absorción de calor y liberación de calor, la temperatura del sistema es estable, puede lograr un efecto de temperatura constante aproximada, se ha aplicado en muchos campos. Enfriamiento de dispositivos electrónicos de alta potencia, enfriamiento de sistemas solares, materiales de construcción, utilización de calor residual industrial, sistemas de aire acondicionado para vehículos domésticos y sistemas de gestión térmica de baterías de litio.
Los dos parámetros indicadores de los materiales de cambio de fase, el calor latente de cambio de fase y la temperatura de cambio de fase, básicamente delinean el tipo de entorno al que puede aplicarse un material. Cuanto mayor sea el calor latente de cambio de fase, mayor será la capacidad del material para mantener la temperatura ambiente constante.
Los materiales de cambio de fase aplicados a la gestión térmica generalmente deben cumplir varias condiciones. En primer lugar, el material tiene una alta densidad térmica y un gran calor latente; En segundo lugar, la conductividad térmica es alta y el proceso de absorción y liberación de calor es rápido; En tercer lugar, la estabilidad es buena, no es fácil de descomponer y tener efectos secundarios con los materiales circundantes, el ciclo de uso es largo y no causará efectos adversos en el sistema; Finalmente, el precio es bajo.
Tipos de materiales de cambio de fase
Materiales de cambio de fase conductores de calorSe puede dividir en tres tipos: materiales de cambio de fase inorgánicos, materiales de cambio de fase orgánicos y materiales de cambio de fase compuestos.
Materiales inorgánicos de cambio de fase
Se refiere principalmente a los materiales de cambio de fase de sales hidratadas inorgánicas, que tienen un gran calor latente de cambio de fase y una alta temperatura de fusión. Los principales materiales inorgánicos de cambio de fase: cacl2.6h2o, na2so4.10h2o, cabr2.6h2o, ch3coona.3h2o, etc. Aunque los materiales inorgánicos de cambio de fase tienen las ventajas de una gran conductividad térmica y un precio barato, tienen defectos como el sobreenfriamiento, la separación de fases y la fuerte corrosividad.
Materiales orgánicos de cambio de fase
Las mezclas de una variedad de compuestos orgánicos, las combinaciones de diferentes formas cristalinas y diferentes estructuras de rama de polímeros traen diferentes rangos de temperatura constante. Esto también ha creado una ventaja significativa de los materiales orgánicos de cambio de fase, que pueden lograr el propósito de ajustar la temperatura de cambio de fase a través de la mezcla de diferentes tipos de materiales; Otra de sus ventajas es que no hay sobreenfriamiento durante la solidificación. Las parafinas y diversos ácidos grasos son orgánicos.Material de almacenamiento de calor de cambio de fase. los materiales orgánicos de almacenamiento de energía de cambio de fase incluyen principalmente tres categorías principales: cambio de fase sólido - líquido, cambio de fase sólido - sólido y cambio de fase compuesto.
Requisitos del sistema de gestión térmica de baterías de litio para materiales de cambio de fase
1. la temperatura de cambio de fase es baja y es necesario adaptarse al rango óptimo de temperatura de trabajo de la batería de litio de 15 ℃ - 35 ℃;
2. la temperatura de cambio de fase del material se puede ajustar en un pequeño rango, y el rango de temperatura de trabajo óptimo para diferentes tipos de baterías no es exactamente el mismo;
3. la forma estereotipada del material, antes y después de la transición de fase, es mejor no aparecer fase gaseosa líquida;
4. si el calor latente del material es grande, la capacidad de temperatura constante del sistema es fuerte;
5. el aislamiento del material es bueno para evitar el riesgo de fuga de aislamiento en el sistema de alta tensión.
6. la baja densidad de masa de los materiales de cambio de fase reduce el impacto en la densidad de energía del paquete de baterías.
En realidad, no hay muchos sistemas de materiales de cambio de fase que cumplan los requisitos anteriores, de los cuales el grafito expandido de parafina es uno de los más estudiados y más cercanos a aplicaciones específicas en baterías de litio.
Análisis de casos de aplicación de parafina y grafito expandido
Material de almacenamiento de energía de cambio de faseLa aplicación en el sistema de gestión térmica de baterías de litio, que se remonta a 2004, se aplicó por primera vez al sistema de control de temperatura de los patinetes eléctricos. Desde entonces, los materiales compuestos de parafina - grafito y los materiales compuestos de parafina - Grafito expandido se han aplicado gradualmente al sistema de gestión térmica de baterías de litio.
El compuesto de grafito expandido de parafina, la parafina como material de cambio de fase, es responsable de la absorción y almacenamiento de calor para lograr la función de control de temperatura. Grafito, con estructura microporosa. Cuando la parafina se convierte en líquido, el grafito actúa como una adsorción perfecta para evitar el estado líquido del material.
es 
English
