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為保持長期可靠性和效率，許多現(xiàn)代設備需要先進的材料，以轉移多余熱量，使其向周圍空氣中散發(fā)。從手機到汽車，配套5G組件的產(chǎn)品不斷增加，因而需要更多電子元件，產(chǎn)生的熱量也隨之增加。對樹脂供應商、混料商和元件制造商來說，所面臨的電池熱管理挑戰(zhàn)前所未有。

鋰離子電池的熱管理問題

鋰離子電池(LIB)因其高能量密度、低自放電和長循環(huán)壽命而被廣泛應用于電動汽車(EV)。為了實現(xiàn)高能量密度和行駛里程，電動汽車的電池組通常包含多個電池。由于結構緊湊，散熱已成為一個大問題。

圖：導熱硅脂(HCSG)是許多先進應用中最常見的復合熱界面材料(TIM)之一，但受限于其低導熱率(TC)。需要不同的表面改性劑，來改善TC添加劑的分散性和與有機硅基體的界面相容性。

電池在充放電過程中不斷產(chǎn)生大量熱量，降低電池性能和電源壽命，甚至造成變形。因此，需要一種能夠及時散熱的高效電池熱管理系統(tǒng)。通常三種主要的熱管理技術，空氣、液體和相變材料。然而，在所有現(xiàn)有研究中，熱界面材料TIM 都涂在電池一側。HCSG在長期使用中，由于流動性好，可能會發(fā)生移位與電極接觸，絕緣不良導致短路。為了進一步解決這些問題，因此，需要開發(fā)一種在電池系統(tǒng)中提供更好的熱管理解決方法。

氮化硼和普通氮化硼納米管

眾所周知，氮化硼(BN)具有250-300 W (m -1 K -1 )的高熱導率和低密度，已被廣泛研究為TIM的理想填料。然而，由于表面慣性和與聚合物基體的界面相容性差，BN不能很好地分散在基體中。此外，經(jīng)實驗表明，片狀BN由于其較大的比表面積和其他因素而表現(xiàn)出增稠效果。

目前，普通氮化硼納米管(BNNTs)，一種一維納米結構，具備高強度、高彈性模量和高導熱系數(shù)（2400w/m.k）等優(yōu)良性能而在早些年引起了科學界的極大興趣。在結構上，BNNT與碳納米管(CNT)非常相似，由六邊行網(wǎng)絡結構組成。雖然氮化硼納米管與碳納米管都具備很高的導熱系數(shù)，但BNNT是電絕緣的，帶隙約為5 – 6 eV，而碳納米管是半導體。

研究還表明，BNNTs具有碳對應物所沒有的幾種類似的和組成特定的特性。具體來說，BNNT表現(xiàn)出高化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性（空氣中高達800°C）、出色的導熱性、非常高的楊氏模量（高達 1.3 TPa）、壓電性、抑制熱中子輻射和作為無光澤織物，超疏水性等。這些特性使BNNT成為各種應用的理想候選者。

圖：特斯拉使用金屬冷卻管蜿蜒穿過EV電池組

基于以上問題一種適用于新能源汽車冷卻液的解決方案

當今的固定式和移動式儲能解決方案在熱穩(wěn)定環(huán)境中運行效率最高。但是，風冷技術帶來了不必要的限制。通過循環(huán)設計的介電冷卻劑進行冷卻可提供更高的傳熱效率，允許將電機設計成更小尺寸并在更高溫度下使用。

冷卻液的成分一半是水，一半是乙二醇，因為氮化硼納米管是疏水性的，所以加入到電動汽車電池冷卻液中，會懸浮在glycol（乙二醇）中間，而不會懸浮于水中。添加比例占整個冷卻液重量的0.1-0.5%，可使電池達到迅速散熱的效果，延長電池使用壽命，提升新能源汽車的續(xù)航能力。

BN NanobarbTM新一代三維氮化硼納米管

大連義邦與BNNano公司達成合作，引入純度大于90%的氮化硼納米管粉末。在普通一維氮化硼結構上進行增強，具有可以增強交聯(lián)的三維結構。因具有高導熱性能（2400w/m.k），目前已用于國際某一線品牌，下一代汽車電池冷卻液的研發(fā)工作。

圖：大連義邦BN NanobarbTM氮化硼納米管與BNNTs一維結構不同，具有特殊的三維結構，具有增強交聯(lián)作用

大連義邦BN NanobarbTM氮化硼納米管，是一種以專利技術生產(chǎn)出的在氮化硼納米管。外表面上形成不規(guī)則六方氮化硼結晶體的特別的氮化硼納米管，從圖中我們可以看出與其他品牌的氮化硼納米管的結構上的差別。這種結構使其在添加到其他物料時優(yōu)化與基體材料的交聯(lián)，還使其在與其他物料混合時，與其他顆粒的接觸面最小化，從而不易產(chǎn)生結塊。

BNNano由美國資深的材料學家創(chuàng)建，是目前全球為數(shù)不多的已形成商業(yè)化量產(chǎn)的企業(yè)，公司采用專利技術和無催化劑方式制造的氮化硼納米管，不僅具備一般氮化硼納米管所具備的性能，在現(xiàn)有氮化硼納米管基礎上研發(fā)出外表面具有不規(guī)則六方氮化硼結晶體的結構，使其作為填料添加到基體材料所形成的復合材料具備了超強的機械性能（增強版的氮化硼納米管）。

氮化硼是寬帶隙材料（5.5eV）,具有優(yōu)異的物理性質和良好的化學惰性，是制造耐高溫可靠結構與散熱材料的理想材料之一。從而它可以解決普通氮化硼納米管 (BNNTs) 的交聯(lián)問題。替代傳統(tǒng)導熱硅脂TIM材料，兼具復雜環(huán)境下的良好設計性。減輕重量又達到了散熱的效果，同時具備高比強度（15.714*106N.M/Kg）、高導熱系數(shù)（2400w/m.k）、耐高溫（空氣中850-900℃）、高介電常數(shù)（5.9）和抗紫外線等性能。

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