科创中国
高导热柔性相变材料研发及其对电子设备冷却、隔冷的技术应用
发布时间: 2023-10-29
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源及节能技术,高端装备制造产业,节能环保产业
成果介绍
1. 蓄电电池在高温环境或低温环境下会出现性能严重衰减和热安全问题，现有热管理技术成本和功耗高，无法兼顾高温冷却和低温隔冷的技术需求，亟需低成本的兼顾高低温工况的热管理技术；
2. 大功率的电子器件或电子设备如数据中心运行时产生大量热量，现有冷却技术能耗高，相变冷却技术有望大幅提升冷却能力，但相变材料的热传导速率较低、缺乏柔性，严重限制了相变冷却能力的利用率，迫切需要研发高热导、柔性的相变材料大幅提升冷却能力。
成果亮点
技术方案：
1. 从微观结构对现有相变材料进行改性，采用定向冷冻技术将相变材料的单向热导率提升100倍，约10W/(m·K)的水平，大幅提升相变材料的传热能力；
2. 优选韧性材料与相变材料进行复合，制备出具有柔韧性，可与复杂电子器件/设备匹配安装的柔性相变材料，使得相变热管理技术可以运用于结构复杂的电子设备；
3. 基于高热导、柔性复合相变材料构建高热流电子设备的相变冷却技术，大幅提升冷却能力，使电子设备温度维持在恒定的最佳运行温度范围；
4. 基于复合相变材料构建大功率蓄电池的热管理系统，在高温环境下大幅降低电池的温升幅度，在低温下强化保温隔热能力，使电池维持在最佳的充放电状态，避免高温下电池的过放，增强低温下的充放电能力，同时改善电池的高温冷却和低温隔冷能力。
团队介绍
本科研团队主要成员为李皖皖博士、曾长女教授、及多位青年博士。李皖皖博士，现为河南工业大学建环系教师。2017年博士毕业于中国科学技术大学工程热物理系，2018-2019年在海尔集团-西安交通大学联合培养博后站从事科研工作。曾长女教授为河南省教育厅学术技术带头人，河南省青年五四奖章集体核心成员。团队的主要研究方向为相变储能及冷却技术、空调能效提升技术等。相变技术研究具体包括柔性、向异性、高热导相变材料的制备方法，超薄高功率电子器件的热管理技术，高性能高热导复合相变材料的制备，及其在相变储能式建筑中的应用；团队主持省部级以上项目8项，横向课题20余项。发表SCI、核心及会议论文四十余篇，授权专利92项。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”融合创新制冷产业科技服务团 (中国制冷学会) 评价时间：2023-11-16
刘金平
华南理工大学
教授
综合评价
该成果由从微观结构对现有相变材料进行改性，优选韧性材料与相变材料进行复合，制备出具有柔韧性，可与复杂电子器件/设备匹配安装的柔性相变材料，对新兴的电池热管理以及大功率电子设备热管理行业有一定的引领性作用，技术创新性很强，且技术较成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，
但目前市场较有竞争力的是Honeywell公司的相变片产品及其他相近产品。该市场竞争会很激烈。
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