能源问题关系着人类的生存和社会的发展,面对不可再生能源的逐渐枯竭,发展新能源和储能技术尤为重要。储能材料是储能技术的核心,而低导热是限制储能材料实际应用的一大难题,用具有极高导热系数的导热填料与储能材料做复合材料可有效改善储能材料的导热性能。季戊四醇是一种典型的新戊基多元醇类,其碳链较长,分子量较高,醚键稳定,发生固-固相变会伴随着大量热量,是一种理想的相变储能材料。石墨烯是由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有极好导热性能,是一种理想的导热填料。本文以季戊四醇为基体材料,石墨烯和氧化铝做导热填料,通过分子动力模拟与实验研究相结合的方法,研究了石墨烯和氧化铝对复合相变材料导热性能以及其他热物性参数的影响,探究其内在作用机理。主要研究内容及结果如下:借助Materials Studio软件,构建PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料模型,通过非平衡态模拟方法进行模拟计算,对模拟数据进行整理分析,模拟结果表明,石墨烯和氧化铝的添加,增大了复合相变材料的比热容,且随着导热填料质量比的增大而增大,石墨烯对材料整体的提升效果更好;PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的导热系数和界面热导均随着石墨烯或氧化铝质量分数的增加而逐渐增大,且石墨烯做导热填料的提升效果更好;PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的相互作用能变化情况与PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的导热率、界面热导的变化趋势相吻合。分析径向分布函数可知,随着石墨烯、氧化铝质量分数的增加,PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料中石墨烯和氧化铝结构会发生改变,向着分子分散更均匀、与季戊四醇结合更好的方向变化,而季戊四醇分子结构基本没有变化,在材料整体导热性能提升过程中,导热填料的结构变化占主导作用。采用机械混合法制备不同质量分数的PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料实验样品,对它们的微观形貌和热物性等进行了观察与测定,由实验结果可知,扫描电镜图观察到的PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的微观形貌,随着石墨烯和氧化铝质量分数的增加,其与季戊四醇的结合越来越好,这种变化与复合相变材料导热率的变化相吻合;PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的比热容均随着导热填料质量分数的增加而增大,其变化情况与模拟结果相吻合;石墨烯和氧化铝的添加在提高了复合材料的导热性和比热容的同时,对复合材料的相变温度和相变潜热没有太大影响,且石墨烯做导热填料的效果要好于氧化铝。