成果简介
开发具有高聚变潜热和高导热率的相变材料是动力电池热管理系统需要解决的关键问题。本文，西安交通大学吴志强团队在《J. Clean. Prod》期刊发表名为“Preparation of three-dimensional interconnected graphene/ionic liquid composites to enhanced thermal conductivities for battery thermal management”论文，研究通过季铵化反应合成了一种适用于潜热储存的咪唑鎓离子液体（[C16 MIM]Br）。利用离子液体杂环阳离子的离域电子与sp2之间独特的π-π相互作用，采用水热自组装和真空浸渍法制备离子液体/石墨烯/碳纳米管气凝胶复合相变材料。
制备的离子液体基相变材料具有较高的相变潜热、优良的热稳定性和增强的热导率。在添加15wt%的碳纳米管时，复合材料的热导率达到0.751 W/(m·K)，比纯离子液体的热导率(0.226 W/(m·K))提高了232%。这种增强归因于石墨烯/多壁碳纳米管气凝胶中的三维网络，有利于改善多壁碳纳米管在基体中的分散，促进离子液体相变材料的均匀渗透。因此，所设计的结构为声子传输提供了有效的途径，提高了复合材料的热导率。
图文导读
图1、 3D互连石墨烯/MWCNT气凝胶（GMA）制备流程及特性
图2。离子液体的制备与表征。
图 3。(a) 石墨片和 GO 片的 XRD 图谱。(b) LAA 还原的石墨、GO 和石墨烯气凝胶的 FTIR 光谱。(c) Zeta 电位结果显示 GO 分散在水中时带负电荷。(d) 石墨、GO 和石墨烯气凝胶的 TGA 结果。
图4。(a) 聚合 GO 片材的 SEM 图像。(b) 多壁碳纳米管的 SEM 图像。(c-f) 不同放大倍数的石墨烯气凝胶内部微结构的 SEM 图像。
图5。样品的导热系数增强因子。
小结
为提高碳纳米管填料的分散性，设计制备了具有三维多孔结构的石墨烯/多壁碳纳米管气凝胶，并进一步与[C16MIM]Br离子液体复合制备离子液体/石墨烯/多壁碳纳米管气凝胶复合相变材料。
文献：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133572
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