聚酰亚胺基双温区相变复合气凝胶：协同调控电池热管理性能

尤嘉; 贾绪平; 刘增; 缪月娥

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2026.0187

东华大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (3) : 102 -110. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2026.0187

聚酰亚胺基双温区相变复合气凝胶：协同调控电池热管理性能

尤嘉, 贾绪平, 刘增, 缪月娥

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摘要

相变材料具有能量储存和温度调节的优势，在热管理应用中展现出巨大的潜力。针对单一相变温区在宽温域工况下适用性不足的问题，本研究设计并制备了具有双相变温区的聚酰亚胺（PI）基复合相变材料。采用乳化-还原法法构筑具有高潜热的石墨烯纳米胶囊(C20_RGO-N),并将其同时作为低温相变组分和导热填料，制备PI基复合气凝胶(PI_C20RGO-N)。通过真空浸渍，将C20_RGO-N与二十二烷（C22）按1∶1质量比负载于该气凝胶孔隙，制得复合相变气凝胶(PI_C20RGO-N/C20_RGO-N+C22)。石墨烯壳层有效阻隔两种烷烃互溶，使材料呈现低温吸热(C20_RGO-N,36℃)和高温持续吸热（C22,44℃）的阶梯式热响应。得益于气凝胶的高孔隙率与石墨烯壳层的高导热性，该复合相变气凝胶的相变焓高达195 J/g,热导率为0.92 W/（m·K）。在双相变组分的协同作用下，该材料在不同温区均表现出优异的电池热管理性能：在27℃下，4.5 C倍率放电时可使电池表面温度降低12℃;在环境温度升至38℃时，相比仅包覆低温相变材料的体系温度降低7.6℃,有效解决了单一相变温区材料在宽温域工况下适应性不足的矛盾。