氧空位促进CoO?的形成：显著提升CoO?上5-羟基甲基呋喃高效电催化氧化的性能

《Journal of Energy Chemistry》：Oxygen vacancy enabling CoO 2 formation: A key boost for efficient electrocatalytic 5-hydroxymethylfurfural oxidation over CoO x

高效电池热管理系统设计研究，通过整合纳米增强相变材料（MWCNTs）、铜泡沫孔隙介质和铝微型通道，优化了电池温度控制与均匀性。实验表明，5mm厚纳米PCM（含8% MWCNTs）与95%孔隙率铜泡沫结合，冷却剂入口流速0.35m/s时，最大电池温度降低32.47%，温差仅1.99°C，显著优于传统方案。系统验证了多环境适应性，为电动汽车电池热管理提供创新解决方案。

　　近年来，随着可持续能源社会的推进，电动交通工具（EVs）和混合动力电动车（HEVs）已成为减少对化石燃料依赖和大幅降低二氧化碳排放的重要选择。这些车辆的核心动力来源是锂离子电池（LiBs），其具备高能效、长寿命以及支持更清洁、更可持续的交通系统的优势。然而，LiBs在充放电过程中会产生大量热量，这种热行为若得不到有效管理，将对电池性能、安全性和使用寿命造成严重影响。因此，构建高效的电池热管理系统（BTMS）成为保障电动车和混合动力车安全运行的关键。

在众多BTMS技术中，相变材料（PCM）因其在相变过程中吸收和释放热量的能力，成为一种具有潜力的被动热管理方案。通过将PCM与金属材料相结合，例如铝制微通道和铜泡沫，可以进一步提升系统的热传导效率和散热能力。此外，研究还表明，通过在PCM中添加多壁碳纳米管（MWCNT）纳米颗粒，可以显著改善PCM的导热性能，从而提高整个BTMS的效率。本文的研究重点在于系统性地评估这些关键参数对BTMS性能的影响，包括PCM厚度、MWCNT纳米颗粒浓度、铜泡沫的孔隙率以及冷却液入口速度等，以确定最佳的组合方式。

研究结果显示，采用5毫米厚度的纳米PCM（含8% MWCNT纳米颗粒）、95%孔隙率的铜泡沫以及0.35米/秒的冷却液入口速度，能够有效调节电池温度，使最大电池温度（Tb,???）保持在32.47%，最大温度差（ΔTb,???）仅为1.99°C。与现有设计相比，这种优化后的BTMS在Tb,???和ΔTb,???方面展现出显著提升。此外，该系统在不同环境温度下均能保持稳定运行，确保电池的安全和高效性能。

为了进一步验证优化效果，研究团队在实验室中对电池模块进行了测试，该模块由五个LiFePO?电池单元串联，三个并联组成（5S3P）。测试结果表明，优化后的BTMS在热调节、操作性能和电池寿命方面均表现出优异的表现。此外，研究还与现有文献中的热管理策略进行了对比，凸显了其在电池热管理技术方面的创新性和实用性。通过这些实验和模拟，研究团队为未来的电动车和混合动力车提供了更可靠的热管理解决方案。

本文的研究具有重要的现实意义。随着电动车和混合动力车市场的不断扩大，电池热管理技术的需求也在不断提升。传统的热管理方式，如空气冷却和液体冷却，虽然在某些场景下有效，但存在一定的局限性。空气冷却虽然成本较低，但在高热负荷情况下效果有限；液体冷却则能够提供高效的散热能力，但会增加系统的重量和体积，并且需要额外的泵送装置来维持冷却液的循环。相比之下，PCM技术因其被动性、可调性和环保性，成为一种有前景的替代方案。然而，PCM的导热性能较差，限制了其在高功率应用中的表现。因此，通过将PCM与金属材料、纳米颗粒和多孔介质相结合，形成一种复合型的BTMS，成为提升系统性能的有效途径。

在本研究中，采用的复合型BTMS不仅提高了PCM的导热性能，还增强了系统的整体散热能力。通过实验和模拟，研究团队对不同参数进行了系统评估，以确定最佳的配置方案。例如，增加PCM厚度可以提高其吸热能力，但过厚的PCM会导致热传导路径变长，从而降低散热效率；添加MWCNT纳米颗粒可以显著改善PCM的导热性能，但纳米颗粒的浓度需要在一定范围内，以避免增加系统成本或降低材料的稳定性；铜泡沫作为一种多孔介质，可以提供更大的接触面积，从而提升热传导效率，但其孔隙率也需要合理控制，以确保结构的稳固性和热传导的均匀性；冷却液入口速度则直接影响系统的散热效率，过高或过低的流速都会对电池温度产生不利影响。

此外，研究还对冷却液入口速度的影响进行了深入探讨。在不同的入口速度下，冷却液的流动状态会发生变化，从而影响热传导效率。例如，在较低的入口速度下，冷却液的流动较为缓慢，可能导致热传导路径上的温度梯度较大，影响电池的均匀散热；而在较高的入口速度下，冷却液的流动更加迅速，能够更快地带走电池产生的热量，从而降低最大温度和温度差。然而，过高的入口速度也会增加系统的压力损失，进而影响冷却液的循环效率和整体能耗。因此，需要在冷却液入口速度和系统压力损失之间找到最佳的平衡点。

研究团队还对系统在不同环境温度下的表现进行了测试。例如，在高温环境下，冷却液的入口温度需要适当降低，以确保电池的散热能力；而在低温环境下，冷却液的入口温度可以适当提高，以避免系统运行中的冷启动问题。此外，系统还需要具备良好的温度均匀性，以防止局部过热或冷区，从而延长电池的使用寿命并提高其安全性。通过合理设计PCM厚度、纳米颗粒浓度、多孔介质的孔隙率以及冷却液入口速度，可以有效提升系统的整体性能。

综上所述，本文的研究为电池热管理技术提供了一种新的解决方案，通过将PCM与铝制微通道、铜泡沫和MWCNT纳米颗粒相结合，形成一种复合型的BTMS。这种系统不仅提高了热传导效率和散热能力，还增强了电池的温度均匀性，从而延长其使用寿命并提高安全性。此外，研究团队对不同参数进行了系统评估，以确定最佳的配置方案，为未来的电动车和混合动力车提供了更可靠的热管理技术。通过这些研究，可以为电池热管理技术的发展提供重要的理论支持和实践指导。