• 石墨烯散热膜

石墨烯是已知材料中导热率最高的材料，最高可达5300W/m·K，高于石墨块体和金刚石，远高于铁、铝、铜等常见金属。石墨烯由于其高导热率，在热管理领域具有极高的应用价值和应用前景。目前，基于氧化石墨烯方法制备的石墨烯散热膜的导热率可达1500~2000W/m·K，其作为散热材料在电池领域中亦具有重要的应用价值。软辉金是石墨烯散热膜的一种，其具有密度小、回弹好、导热率高的特点，主要作为热界面材料使用。

• 石墨烯散热膜在锂电池中的应用

锂电池推荐的使用温度在0~45℃之间，在充放电期间产生的热量会使电池温度超过推荐温度。一旦温度超过这个区间，锂电池的寿命和容量会显著下降，温度过高时甚至会产生安全风险。因此锂电池的使用通常需要配套的热管理系统进行控温散热，而石墨烯散热膜则是最佳的导热材料之一。

智能手机大部分都用锂电池作为电源，由于手机内部空间狭小，在充电时会产生大量热量，导致锂电池温度升高。而在贴近锂电池的主板与后盖上使用的石墨烯散热膜能将锂电池产生的热量快速均匀地传导到机壳、框架等部件上，形成快速有效的散热路径，从而降低锂电池使用时的温度，防止锂电池的局部温度过高。     

图1  手机中石墨烯散热膜的应用

动力锂电池是新能源电池的核心，主要有三种散热方式，石墨烯散热膜和软辉金均能用于其中加强导热能力。

1、风冷结构散热方式：在电池包一端加装散热风扇，另一端留出通风孔，使空气在电芯的缝隙间加速流动，带走电芯工作时出现的高热量；在电极端顶部和底部各加上石墨烯散热膜，让顶部、底部不易散发的热量通过石墨烯散热膜传导到金属外壳上散热。

2、液冷结构散热方式：电芯的热量通过软辉金传递至液冷管，由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走，使整个电池包的温度统一，冷却液强大的比热容吸收电芯工作时出现的热量，使整个电池包在安全温度内运作。软辉金高回弹韧性，能有效防止电芯之间的震动摩擦破损问题。

3、自然对流散热方式：此类电池组空间大，与空气接触良好，裸露部分能通过空气自然换热，底部不能自然换热部位通过散热器散热，软辉金填充散热器与电池组中间空隙，导热、减震、绝缘。

• 石墨烯散热膜在太阳能电池板中的应用

聚光太阳能电池根据电池数量有单电池、条形电池组件、密排电池组件三类，如图2。其中单电池通过只需被动散热，而对于密排电池，确保整个电池组件表面的高平均散热至关重要。通常太阳能电池对温度特别敏感，温度每升高1℃，光电转换效率就会下降0.05%，而当聚光比超过150个太阳时，需要采用主动散热，如图3所示，其中3-铜板可替换成导热率更高的石墨烯散热膜。

图2 太阳能电池分类

图3 太阳能电池主动散热结构图例

目前对于光伏系统中的电池散热技术，从电池与热沉的连接方式来看，主要分为间壁式散热和直接接触散热。石墨烯散热膜可用于间壁式散热系统中。间壁式散热是两种热交换介质间存在明显壁面，是将热沉和待散热主体之间采用导热介质进行连接，将热量传递给热沉，再通过热沉装置进行换热。导热介质可采用石墨烯散热膜或软辉金材料，将太阳能电池上的热量快速均匀的传递到热沉装置，不同冷却方式中可使用石墨烯散热膜的情况如下表所示：

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