journal article·2025-12-24

Dual-Temperature Composite Phase Change Material Adapted for Wide-Temperature-Range Applications in Battery Thermal Management

Shuheng Hu, Liangke Mao, Peng Qin, Zimu Xu, Lijian Ding, Helong Li, Ya Wei, Xiaoli Wang, Zhangyin Li, Zhaozhong Huang

ACS Applied Materials & Interfaces· Volume 17· Issue 51
Publisher page

Abstract

To address the challenge of efficient thermal management for lithium-ion batteries across a wide temperature range, we developed a novel dual-temperature composite phase change material (CPCM). The CPCM, constructed with an expanded graphite matrix incorporating paraffin (∼45 °C) and potassium alum (∼90 °C), achieves two distinct phase change platforms and a high total latent heat of 211.4 J/g. Its thermal conductivity was significantly enhanced to 2.53 W/(m·K). In practical battery tests, the CPCM demonstrated superior performance: it reduced the maximum temperature by ∼10 °C across 0.2 to 1C discharge rates and maintained excellent temperature uniformity (Δ T < 2.2 °C). Crucially, under thermal runaway conditions, it lowered the peak temperature of adjacent cells by ∼134 °C, effectively delaying hazardous heat propagation. This work provides a material solution that synergistically combines efficient cooling at normal operating temperatures with robust thermal barrier functionality under extreme conditions.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Battery Technologies Research · Phase Change Materials Research · Thermal Expansion and Ionic Conductivity

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Resources and Environmental Engineering

Hefei University of Technology

School of Electrical Engineering and Automation

Engineering Technology Research Institute

Chery Automobile Co., Ltd.

Funding

State Key Laboratory of Fire Science · National Natural Science Foundation of China · Open Fund of the State Key Laboratory of High-Efficiency and High-Quality Conversion for Electric Power

References (65)

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