近日，中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系程文龙教授团队，在《Materials Today Energy》发表题为“Innovative flexible multifunctional phase change materials for advanced battery thermal management”（柔性多功能相变材料电池热管理研究进展）的综述文章。该论文系统梳理了柔性多功能相变材料（FMCPCM）多功能内在作用机制，及其在动力电池全工况运行中热管理研究进展和未来发展趋势。
图1 基于PCM的电池热管理系统
程文龙教授团队长期致力于相变材料导热强化、柔性化及微观导热机理方面研究，2010年提出利用高导热相变材料提高其潜热利用率（Solar Energy Materials and Solar Cells，2010，94(10)：1636-1642）；2017年指出柔性相变材料在降低接触热阻和适装性问题上的优势（Energy Conversion and Management, 2017, 149:1-12），同年基于相变材料的微观模型，完善了相变材料导热强化准则（International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, 116:507–511），并研发出各向异性薄膜材料，以扩热的方法解决局部热源集中的问题（Energy Conversion and Management, 2020, 210:112680）；2022年建立各向异性相变材料热导率预测模型（International Journal of Heat and Mass Transfer, 2022, 198: 123380），后续依次还建立了压缩条件下热导率预测模型和传热强化模型等（International Journal of Heat and Mass Transfer, 2024, 227: 125512; Journal of Energy Storage, 2024, 96, 112756）。团队研发的高性能相变材料在节能建筑、电子热控、海水淡化等领域取得了较好的应用效果。
图2 柔性多功能相变材料的发展方向
此次论文围绕动力电池全工况运行需求，深入探讨了复合相变材料（CPCM）所需的机械性能和功能特性，系统阐述了FMCPCM 的构效关系与制备策略，并详细评估了其在极端温域、机械振动等复杂条件下对电池的热管理效果，同时深入分析了其商业化进程中面临的技术与经济瓶颈。在电池性能不断提升和工作环境愈发复杂的背景下，相变材料不仅需要具备高热导率、高潜热等基础性能，还需拥有阻燃、热能转换等先进功能以及良好的机械柔性。其中，聚合物基与多孔支架基柔性复合相变材料（FCPCM）因优异的封装性、热稳定性和柔性，在电池热管理（BTM）应用中最具潜力。尽管FMCPCM 在BTM 中展现出缓解热量积聚、降低振动危害等显著优势，但目前其实际应用仅将柔性与阻燃或单一热能转换功能结合用于热管理，难以满足电池在长期复杂工况下的多元化需求，这对FMCPCM 的功能集成提出了更高要求。该综述的发表，不仅为FMCPCM 的研究和发展提供了全新视角，更为推动相变材料从理论研究走向实际应用奠定了坚实基础，对加速相变材料技术升级、促进电动汽车产业发展具有重要的学术价值和现实意义。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtener.2025.101878
（热科学和能源工程系）