成果简介
极端温度条件下电子设备的热管理非常重要。具有低热阻的碳基材料有利于冷却电子设备，而具有高热阻的气凝胶则起到隔热作用。然而，使用相同的材料实现热传导和隔热是一项重大挑战。本文，厦门大学张学骜 教授、蔡伟伟 教授、张宇锋 副教授《J. Mater. Chem. A》期刊发表名为“Graphene aerogel with reversibly tunable thermal resistance for battery thermal management”的论文，研究采用溶剂热法合成了石墨烯气凝胶，高温退火降低了石墨烯气凝胶的热阻。具有可调热阻的弹性石墨烯气凝胶使其具有隔热和导热的双重功能成为可能。80%压缩应变的石墨烯气凝胶的热阻比原始状态低3.3倍。在锂离子电池（LIB）的热管理过程中，原始的石墨烯气凝胶就像一个热绝缘体，在环境温度较低（-20°C）时防止LIB的热量损失，从而使温度提高9°C，并使LIB的放电容量提高26%。相反，当工作温度较高（40°C）时，具有低热阻的压缩石墨烯气凝胶充当热界面材料，将 LIB 的过多热量散发出去，防止过热。
图文导读
图1。GA和GA3000的热性能及表征
图2。GA3000的热性能和力学性能
图3。GA3000用于LIB热管理的结构基础
图4。a/b)在冷和热环境下工作的LIB热管理系统示意图。（c-g）基于COMSOL模拟的lib在-20℃和40℃下表面温度的比较，f) LIBs与ga3000接触界面示意图。h) LIBs与CGA3000接触界面示意图
图5。热和冷环境下LIB的热管理。
小结
本研究采用溶剂热法合成了石墨烯气凝胶，并通过高温退火提高了石墨烯气凝胶的导热性。GA3000的热阻可以简单地通过改变应变进行可逆调节，使其成为一种适合用于热管理系统的功能材料，可以根据环境条件调节lib的温度。热阻可调的弹性石墨烯气凝胶使其具有隔热和导热双重功能成为可能。研究结果为LIB和其他工作在宽温度范围环境中的设备设计自适应热管理系统提供了一种新颖的解决方案。
文献：https://doi.org/10.1039/D3TA03190J
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
