研發「石墨烯泡沫」為鋰離子充電池控制溫度!無懼冷熱等危險問題‧手機電動車適用!

| 徐慧兒 | 18-08-2021 15:18 | |

現時不少可充電的流動裝置電池也是使用鋰離子電池,不過此電池的性能在太高溫或太低溫情況情況下也會受到影響,限制頗多,有時會為用戶帶來少許不便。因此,美國普渡大學(Purdue University)的研究團隊則研發出一款鋰電池的「外套」,以「石墨烯」為原材料,在低溫時可吸熱,高溫時亦可散熱,使鋰電池性能更加穩定。

  • 現時不少可充電的小電器也是使用鋰離子電池
  • 不過鋰離子電池性能容易受到天氣溫度影響
  • 美國研究團隊研發出以「石墨烯」為原材料的鋰電池外套,穩定電池性能

鋰離子電池的最佳環境使用溫度為 0 至 45 度,因此不少人可能遇過手機過熱而要求冷卻後才能繼續使用。普渡大學機械工程教授阮秀林表示,隨著現時的電子設備外型越來越小,功能卻更加強大,所以鋰電池的散熱功能變得更加重要。不過由於這此電子設備大多數也是採用熱傳導、對流等被動式散熱技術,而此技術正正在低溫時起不了作用。

有見及此,研究人員則想出不同的散熱方法,最終選擇了使用「石墨烯」這種材料。石墨烯是一款僅得碳原子厚的超越薄膜,是現時世界上最薄但最堅硬的材料,而且更最一種非常好的導電和導熱體。既能成為絕緣體,也可成為導電體。研究團隊計劃使用石墨烯泡沫,物質之間的氣孔會讓石墨烯變成絕緣體一樣。

石墨烯泡沫是一種在市面上有出售的材料,以特定模式沉積的納米級碳顆粒組成,中間帶有小空隙,如果不壓縮泡沫時,便可成為絕緣體,中間的氣孔會將熱量「鎖在原位」;反之如果按壓泡沫的話,熱量便會隨之而散出,所以可以根據不同按壓泡沫的程度而調整散熱情況。

石墨烯泡沫以特定模式沉積的納米級碳顆粒組成,中間帶有小空隙

研究人員在實驗室內測試了石墨烯泡沫的散熱效果,先是將 1.2mm 的石墨烯泡沫夾於加熱和散熱器之間,在系統下以紅外線顯微鏡量度其溫度變化,發現當泡沫被壓至 0.2mm 時,散熱系數增加了 8 倍。研究員表示,石墨烯泡沫的功能就像電路中的電阻器,不是改變電流量,而是改變其散出的熱量。

其實,研究人員再次在 0 至 30 度的環境下,將石墨烯泡沫放於熱源上模擬電子設備,並量度溫度,發現當環境非常熱時,可以透過熱敏開關將熱量散出,冷卻電池,如太冷時則可關上熱敏開關,以保持電池溫度。雖然實驗未有使用真正的電子產品,不過已可證實石墨烯泡沫可以控制電池的溫度,同時亦不單單可以應用於手機,還有更大型的電子產品,如:電動車、航拍機等。研究的目標是希望可以使用石墨烯泡沫來控制不同設備在不同環境中有效地運作,並提高整體效能。

【相關報道】【劍橋大學研究】HDD 硬碟加入石墨烯  儲存空間可大增 10 倍【下一頁

【相關報道】城大研發可重用石墨烯口罩 陽光照射下殺菌率近 100%
下一頁

即刻【按此】,用 App 睇更多產品開箱科技影片

Source:Engineering Purdue

相關文章

Page 1 of 13