石墨基相變微膠囊的制備及相變特性.pdf

1、本文以導(dǎo)熱增強(qiáng)型相變微膠囊為研究對象，以改性石墨烯為壁材，石蠟為芯材，制備了改性石墨烯相變微膠囊(E-rGO/Paraffin)。并向E-rGO/Paraffin壁材引入二氧化硅，得到循環(huán)穩(wěn)定性增強(qiáng)的改性石墨烯-二氧化硅相變微膠囊(E-rGO-SiO2/Paraffin)。將所制得E-rGO-SiO2/Paraffin應(yīng)用到鋰離子動力電池組熱管理系統(tǒng)中，研究了電池組性能的變化。通過XRD、SEM、FT-IR、DSC、熱常數(shù)分析儀等分析測

2、試手段，探究了相變微膠囊的結(jié)構(gòu)、微觀形貌、儲能性能及石墨烯的添加對微膠囊導(dǎo)熱性能的影響。
　　利用乙二胺將氧化石墨烯功能化還原，得到胺基接枝石墨烯（E-rGO，以下簡稱改性石墨烯），將其作為壁材制備相變微膠囊。通過對相變微膠囊的導(dǎo)熱系數(shù)、SEM、DSC等測試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)改性石墨烯的含量為10％時，得到的微膠囊為規(guī)則球形;導(dǎo)熱系數(shù)為0.757W/(m·K)，較純相變材料提高了4.0倍;熔化焓為100.3J/g。制備改性石墨烯相變微膠囊的

3、最佳反應(yīng)條件為:制備改性石墨烯時，氧化石墨烯超聲剝離功率為105W;制備微膠囊時，攪拌速度為8000rpm，改性石墨烯的含量為10％，得到的微膠囊形貌規(guī)整，包覆率為89.5％。
　　將二氧化硅引入E-rGO/Paraffin壁材，進(jìn)一步提高相變微膠囊的熱循環(huán)穩(wěn)定性。當(dāng)制備預(yù)聚體所用水PH=2.4、改性石墨烯含量為1％、水硅比為1∶1、攪拌速度為8000rpm時制備的相變微膠囊球形度高，平均粒徑在20μm左右，熔化焓為78.54J/

4、g，成囊率達(dá)到70.1％，導(dǎo)熱系數(shù)增大到0.693W/(m·K)，較之純相變材料提高了3.7倍。經(jīng)過100次冷熱循環(huán)，熔化焓僅損失1.97％，表明該相變微膠囊具有較高的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　將E-rGO-SiO2/Paraffin應(yīng)用到鋰離子動力電池組熱管理系統(tǒng)中，研究不同環(huán)境溫度、不同放電倍率下單體電池表面溫度。當(dāng)電池組的測試工況為25℃、1C放電時，相比于不引入相變微膠囊，電池組內(nèi)部電池表面溫度降低了6℃;工況為40℃，0.7C和