日前，韩国东国大学科研团队开发了一种含有膨胀石墨（EG）和环氧树脂（ER）的形状稳定相变材料（SSPCM），实现了相变材料的平面散热和固定，保持了较高的潜热（184.4 kJ/kg）和适中的导热性（1.83 W/（m·K） ），并且在直接暴露于火焰下表现出30s内自熄的优异阻燃性，在提升电动汽车和储能系统中高功率锂离子电池的安全性和性能方面具有巨大潜力。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.129472

相变材料在电池热管理方面展现出良好的应用前景，但其导热系数低以及相变过程中的热泄漏仍然是主要障碍，而形状稳定型相变材料将相变材料固定在聚合物或多孔支架内，可以防止液化，从而消除泄漏并提高结构耐久性。不过，这种有机相变材料（PCM）和聚合物载体的可燃性仍然是一个关键的缺陷，应用于锂电池中存在较大的安全隐患。

基于此背景，东国大学团队开发了一种由有机相变材料、环氧树脂（ER）和膨胀石墨（EG）复合而成的被动式阻燃形状稳定相变材料。该材料的关键创新点在于：

（1）膨胀石墨（EG）具有高达200W/（m·K）的热导率，可显著增强复合材料的导热性能，同时其多孔结构有效抑制了PCM的泄漏，此外，在材料在受到高温时，膨胀石墨时体积会迅速膨胀，从而相互挤压、延展、搭接，形成连续的平面散热网络并形成阻氧屏障；

（2）环氧树脂（ER）则可用于固定相变材料，并提供一定的机械性能和形状稳定性。

因此，该复合材料在整体上可表现出固有的自熄性阻燃功能，能够在热失控条件下主动抑制火焰蔓延，实现瞬态点火下在30秒火焰内自熄，同时在80 wt% PCM、10 wt% EG、10 wt% ER的配方下，该复合材料可同时实现高潜热储能（184.4 kJ/kg）、高导热系数（1.83 W/（m·K） ）、优异的抗压强度（7.9 MPa）以及卓越的形状稳定性（96.2%的形状保持率）。据悉，这是目前已知首个将高潜热、增强热扩散、结构稳定性和固有自熄性集成于单一可扩展材料体系中的固态相变材料（SSPCM），当其集成到圆柱形18650电池中时，可有效抑制1C至5C放电倍率下的温升。

据实验验证，在2S2P电池组中，电池表面温度分别维持在37.2 °C（2℃下）和50.5 °C（4℃下）。与空气冷却相比，其峰值温度降低了高达40%，而与纯PCM和硅油相比，温度分别降低了16.8%和33.1%。

粉体圈编译