電池技術是向零排放交通轉變的主要推動力。然而，該技術廣泛應用的一個主要障礙是需要將電池的溫度保持在27℃的標準溫度。傳統的方法是乙二醇和水的混合物通過電池組循環冷卻，但這種方法是不夠的。相比之下，使用石墨烯納米片(GNPs)可以改善傳熱，降低電池單元的溫升。在本研究中，使用含有不同濃度GNPs(從0.001 vol%到0.01 vol%)的冷卻劑對定制電池組進行了模擬，以評估其降低工作溫度的有效性。采用拉格朗日方法對耦合歐拉連續相流體的離散相粒子進行了跟蹤。結果表明，純EG/Water冷卻劑使系統的峰值溫度降低了16.67%(60℃ - 50℃)，當加入0.03 vol% GNP時，峰值溫度進一步降低到26.85℃(降低55.25%)。與純混合物相比，僅添加0.001 vol%的GNPs，模型中峰值溫度的差異從10℃增加到31.15℃。更高的導熱系數，更大的表面積和更高的粒子比熱容均歸因于這種冷卻性能的增強。
圖1. 采用二維交錯網格系統。
圖2. 流體量的體積插值（左）和顆粒量的體積加權平均（右）。
圖3. 電池組的 3D 模型。
圖4. 模型的正交投影和等距投影。
圖5. 沒有 GNPs 的電池冷卻。
圖6. . 隨著 GNP 成分的變化，峰值溫度與初始溫度相比的變化百分比。
圖7. 0.003 vol% 的熱傳遞。
圖8. 隨 GNPs 成分變化的最大熱通量。
相關研究成果由尼泊爾加德滿都大學工程學院機械工程系能源系統與技術研究實驗室Ashim Joshi等人于2024年發表在Case Studies in Thermal Engineering (https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104267)上。原文：Effect of graphene nanoplatelets induced ethylene glycol/water mixture (50:50) fluid on lithium-battery cooling
轉自《石墨烯研究》公眾號
