一种散热阻热复合材料及其制备方法和应用、电池系统

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202411514289.9 申请日 2024-10-29
公开(公告)号 CN119410344A 公开(公告)日 2025-02-11
申请人 北京理工大学; 申请人类型 学校
发明人 李磊; 余永超; 王震坡; 刘鹏; 邝达宏; 刘现晨; 第一发明人 李磊
权利人 北京理工大学 权利人类型 学校
当前权利人 北京理工大学 当前权利人类型 学校
省份 当前专利权人所在省份:北京市 城市 当前专利权人所在城市:北京市海淀区
具体地址 当前专利权人所在详细地址:北京市海淀区中关村南大街5号 邮编 当前专利权人邮编:100081
主IPC国际分类 C09K5/06 所有IPC国际分类 C09K5/06H01M10/658H01M10/659
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京高沃律师事务所 专利代理人 孙航;
摘要 本 发明 属于阻热材料技术领域,具体涉及一种 散热 阻热 复合材料 及其制备方法和应用、 电池 系统。本发明提供的散热阻热复合材料包括阻热材料和包覆于所述阻热材料表面的绝缘膜;所述阻热材料包括多孔芳纶材料和充于所述多孔芳纶材料孔洞中的复合填料;按照 质量 百分含量计,所述复合填料包括导热 相变 胶囊20~50%和 隔热 材料50~80%;所述导热相变胶囊的芯材为导热 相变材料 。本发明提供的散热阻热复合材料具有散热和隔热双重作用,能够吸收并阻隔电池 单体 因热失控产生的热量,解决动 力 电池系统散热与热失控阻隔之间的矛盾,使得两者能够协同作用,有效抑制和延缓动力电池系统内的热失控传播。
权利要求

1.一种散热阻热复合材料,其特征在于,包括阻热材料和包覆于所述阻热材料表面的绝缘膜;
所述阻热材料包括多孔芳纶材料和充于所述多孔芳纶材料孔洞中的复合填料;按照质量百分含量计,所述复合填料包括导热相变胶囊20~50%和隔热材料50~80%;所述导热相变胶囊的芯材为导热相变材料
2.根据权利要求1所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述多孔芳纶材料和复合填料的质量比为20~25:1。
3.根据权利要求1所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述隔热材料包括中空玻璃微珠、陶瓷纳米纤维气凝胶和气凝胶中的一种或多种;所述隔热材料的粒径为10~250μm。
4.根据权利要求1所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述导热相变胶囊的粒径为
1~100μm;所述导热相变胶囊的芯材相变温度为40~60℃;所述导热相变胶囊的壁材包括二氧化硅和/或二氧化;所述导热相变胶囊的壁厚为0.01~10μm。
5.根据权利要求4所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述乳化剂包括阴离子型表面活性剂类乳化剂和/或非离子型表面活性剂类乳化剂;所述乳化剂的质量为所述芯材质量的1~2%;
所述酸性条件的pH为2~3;所述芯材和钛源的质量比为1:1~3。
6.根据权利要求1或2所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述多孔芳纶材料的密
3
度为0.03~0.2g/cm,厚度为2~3mm;
所述多孔芳纶材料的孔洞沿厚度方向贯穿;所述孔洞为六棱柱型、四棱柱型或圆柱型;
所述孔洞的孔径为1~4mm。
7.根据权利要求1所述的散热阻热复合材料,其特征在于,所述绝缘膜包括塑膜、高温尼龙膜或聚酰亚胺膜;所述绝缘膜的厚度为0.075~0.25mm。
8.权利要求1~7任一项所述散热阻热复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将导热相变胶囊和隔热材料混合,得到复合填料;
将所述复合填料装填于多孔芳纶材料的孔洞中,得到阻热材料;
用绝缘膜将所述阻热材料进行封装,得到所述散热阻热复合材料。
9.权利要求1~7任一项所述的散热阻热复合材料或权利要求8所述制备方法得到的散热阻热复合材料在电池系统中的应用。
10.一种电池系统,其特征在于,包括交替设置的电池单体和散热阻热复合材料;所述散热阻热复合材料为权利要求1~7任一项所述的散热阻热复合材料或权利要求8所述制备方法得到的散热阻热复合材料。

说明书全文

一种散热阻热复合材料及其制备方法和应用、电池系统

技术领域

[0001] 本发明属于阻热材料技术领域,具体涉及一种散热阻热复合材料及其制备方法和应用、电池系统。

背景技术

[0002] 动电池作为能量载体,随能量密度提高,其化学活性提升,在追求动力电池高能量密度带来便利的同时,其安全隐患愈发突出。由于电池在充放电过程中会产生大量的热量,加之空间限制和时间积累的效应,易引发电池温度异常升高。热失控触发后,局部电池单体释放的热量向周围传播,将可能加热周围电池并造成周围电池的热失控,最终引发着火甚至爆炸等严重事故。因此,开展动力电池热失控安全防护设计具有重要意义。
[0003] 目前,动力电池主要通过在电池单体间布置隔热材料来抑制电池热失控传播。当某一电池单体发生热失控时,将该电池释放的热量限制在该电池内,避免热失控产生的热量向相邻电池传递。然而,隔热材料仅起到阻隔热量传递的作用,并不能够有效地吸收和转移热量。同时,增加隔热材料后,影响了动力电池系统在正常温度下的散热性能,易引起电池温度分布不均,有潜在的热失控险。
[0004] 相关技术提供了一种气溶胶蜂窝板,包括蜂窝陶瓷层和陶瓷层内填充的灭火剂,该方法旨在利用蜂窝陶瓷空腔中的气溶胶灭火剂,吸收电池单体热失控时通过防爆喷射出去的高温物质,避免高温物质洒落在周边电池上并着火燃烧。然而,该方法仅起到了电池热失控发生后针对局部单体的灭火功能,而没有对电池的热量传递路径进行控制,并未起到热失控前中期的散热和隔热作用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种散热阻热复合材料及其制备方法和应用、电池系统,本发明提供的散热阻热复合材料同时具有优异的散热和阻热性能。
[0006] 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0007] 本发明提供了一种散热阻热复合材料,包括阻热材料和包覆于所述阻热材料表面的绝缘膜;
[0008] 所述阻热材料包括多孔芳纶材料和充于所述多孔芳纶材料孔洞中的复合填料;按照质量百分含量计,所述复合填料包括导热相变胶囊20~50%和隔热材料50~80%;所述导热相变胶囊的芯材为导热相变材料
[0009] 优选地,所述多孔芳纶材料和复合填料的质量比为20~25:1。
[0010] 优选地,所述隔热材料包括中空玻璃微珠、陶瓷纳米纤维气凝胶和气凝胶中的一种或多种;所述隔热材料的粒径为10~250μm。
[0011] 优选地,所述导热相变胶囊的粒径为1~100μm;所述导热相变胶囊的芯材相变温度为40~60℃;所述导热相变胶囊的壁材包括二氧化硅和/或二氧化;所述导热相变胶囊的壁厚为0.01~10μm。
[0012] 优选地,所述乳化剂包括阴离子型表面活性剂类乳化剂和/或非离子型表面活性剂类乳化剂;所述乳化剂的质量为所述芯材质量的1~2%;
[0013] 所述酸性条件的pH为2~3;所述芯材和钛源的质量比为1:1~3。
[0014] 优选地,所述多孔芳纶材料的密度为0.03~0.2g/cm3,厚度为2~3mm;
[0015] 所述多孔芳纶材料的孔洞沿厚度方向贯穿;所述孔洞为六棱柱型、四棱柱型或圆柱型;所述孔洞的孔径为1~4mm。
[0016] 优选地,所述绝缘膜包括塑膜、高温尼龙膜或聚酰亚胺膜;所述绝缘膜的厚度为0.075~0.25mm。
[0017] 本发明还提供了上述技术方案所述散热阻热复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0018] 将导热相变胶囊和隔热材料混合,得到复合填料;
[0019] 将所述复合填料装填于多孔芳纶材料的孔洞中,得到阻热材料;
[0020] 用绝缘膜将所述阻热材料进行封装,得到所述散热阻热复合材料。
[0021] 本发明还提供了上述技术方案所述的散热阻热复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的散热阻热复合材料在电池系统中的应用。
[0022] 本发明还提供了一种电池系统,包括交替设置的电池单体和散热阻热复合材料;所述散热阻热复合材料为上述技术方案所述的散热阻热复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的散热阻热复合材料。
[0023] 本发明提供了一种散热阻热复合材料,包括阻热材料和包覆于所述阻热材料表面的绝缘膜;所述阻热材料包括多孔芳纶材料和充于所述多孔芳纶材料孔洞中的复合填料;按照质量百分含量计,所述复合填料包括导热相变胶囊20~50%和隔热材料50~80%;所述导热相变胶囊的芯材为导热相变材料。本发明提供的散热阻热复合材料中,导热相变胶囊具有良好的散热和吸热能力,能有效保证电池在正常温度范围之内工作,并极大地提高温度均一性。同时,在导热相变胶囊汽化消耗后,隔热材料能够协同多孔芳纶材料能有效阻止热量穿过复合结构,防止发生热失控连反应。在散热和隔热双重作用下,该散热阻热复合材料能吸收并阻隔电池单体因热失控产生的热量,解决了动力电池系统散热与热失控阻隔之间的矛盾,使得两者能够协同作用,有效抑制和延缓动力电池系统内的热失控传播。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明提供的电池系统示意图,其中1为散热阻热复合材料,2为电池单体;
[0026] 图2为本发明实施例提供的散热阻热复合材料沿厚度方向的切面示意图,其中,3为阻热材料,5为绝缘膜;
[0027] 图3为本发明实施例提供的阻热材料的结构示意图,其中,3为阻热材料,6为多孔芳纶材料的蜂窝状孔洞,4为复合填料。

具体实施方式

[0028] 本发明提供了一种散热阻热复合材料,包括阻热材料和包覆于所述阻热材料表面的绝缘膜;
[0029] 所述阻热材料包括多孔芳纶材料和充于所述多孔芳纶材料孔洞中的复合填料;按照质量百分含量计,所述复合填料包括导热相变胶囊20~50%和隔热材料50~80%;所述导热相变胶囊的芯材为导热相变材料。
[0030] 在本发明中,若无特殊说明,所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0031] 在本发明中,所述绝缘膜优选包括铝塑膜、高温尼龙膜或聚酰亚胺膜,在具体实施例中,所述绝缘膜为铝塑膜;所述绝缘膜的厚度优选为0.075~0.25mm,在具体实施例中,所述绝缘膜的厚度可以为0.075mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm或0.25mm。所述绝缘膜将多孔芳纶材料、复合填料进行包裹保护,当复合填料中的导热相变胶囊大量吸热相变时,绝缘膜受压破裂,释放汽化后的导热相变材料。
[0032] 按照质量百分含量计,所述复合填料包括导热相变胶囊20~50%,在具体实施例中,所述导热相变胶囊的质量百分含量可以是20%、30%、40%或50%;所述导热相变胶囊的粒径优选为1~100μm,在具体实施例中,所述导热相变胶囊的粒径可以为10μm、20μm、35μm、50μm、80μm或100μm;所述导热相变胶囊的芯材相变温度可以为40~60℃,在具体实施例中,可以为50℃;所述导热相变胶囊的芯材优选包括石蜡、正十八烷和正二十二烷中的一种或多种,在具体实施例中,所述导热相变胶囊的芯材可以为石蜡、正十八烷或正二十二烷;壁材优选包括二氧化硅和/或二氧化钛;所述导热相变胶囊的壁厚优选为0.01~10μm,在具体实施例中,所述导热相变胶囊的壁厚可以为1μm、3μm、4μm、5μm、8μm或10μm。所述微胶囊具备明确的核壳结构,其内部由潜热值较高的导热相变材料作为芯材,所述芯材达到相变温度时,能够迅速汽化吸收大量热量,并将热量释放至周围环境中。所述壁材,具有化学性质稳定、无毒无害、导热系数较高等优点,通过将壁材包覆在内部芯材的表面可防止芯材泄漏并维持球状结构,解决导热相变材料不稳定、存在泄漏风险等问题。所述导热相变胶囊的质量百分含量若小于上述范围则不能获得所需的导热和吸热效果。具体地,当用于配置有NCM811等高能量密度动力电池的高动力性电动汽车时,导热相变胶囊在复合填料中的含量可以大于40wt%,以满足动力电池系统较高的散热需求。当用于低速电动乘用车、园区/景区观光车、物流车等对动力性要求较低的电动汽车时,导热相变胶囊在复合填料中的含量可以接近20wt%,但不应小于20wt%,以实现基本的导热功能。
[0033] 在本发明中,所述导热相变胶囊的制备方法优选包括以下步骤:
[0034] 将芯材、乳化剂和溶剂混合,得到相变乳液;
[0035] 在酸性条件下将所述相变乳液和钛源或硅源混合,得到凝胶沉淀;
[0036] 将所述凝胶沉淀进行干燥,得到所述导热相变胶囊。
[0037] 本发明将芯材、乳化剂和溶剂混合,得到相变乳液。在本发明中,所述乳化剂优选包括阴离子型表面活性剂类乳化剂和/或非离子型表面活性剂类乳化剂;所述阴离子型表面活性剂类乳化剂优选包括十二烷基硫酸钠和/或海藻酸钠;所述非离子型表面活性剂类乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚,在具体实施例中,所述乳化剂可以为十二烷基硫酸钠、海藻酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚;所述乳化剂的质量优选为所述芯材质量的1~2%;所述溶剂优选为去离子或甲酰胺,在具体实施例中,所述溶剂可以是甲酰胺;所述芯材和溶剂的质量体积比优选为10~30g:100~150mL,在具体实施例中,所述芯材和溶剂的质量体积比可以是10g:100mL、10g:150mL、20g:100mL、20g:150mL、30g:100mL或30g:150mL;所述混合的方式优选为搅拌;所述搅拌的转速优选为200~1000rpm,在具体实施例中,所述搅拌的转速可以为200rpm、600rpm或1000rpm;温度优选为60~75℃,在具体实施例中,所述搅拌的温度可以为60℃、65℃或75℃;时间优选为1~2h。所述混合的作用是得到均匀稳定的相变乳液。
[0038] 得到所述相变乳液后,本发明在酸性条件下将所述相变乳液和钛源混合,得到凝胶沉淀。在本发明中,所述酸性条件的pH优选为2~3;提供所述酸性条件的试剂优选为硫酸或盐酸,在具体实施例中,提供所述酸性条件的试剂可以为盐酸;所述硫酸的质量分数优选为10%~20%;所述盐酸的质量分数优选为36%~38%;所述钛源优选为硫酸氧钛、钛酸四异丙酯或钛酸四丁酯;所述硅源优选为正硅酸四甲酯、硅酸钠或正硅酸乙酯;所述芯材和钛源的质量比优选为1:1~3,在具体实施例中,所述芯材和钛酸四丁酯的质量比可以为1:1、1:2或1:3;所述混合的方式优选为搅拌;所述搅拌的转速优选为200~1000rpm,在具体实施例中,所述搅拌的转速可以为200rpm、600rpm或1000rpm;温度优选为60~75℃,在具体实施例中,所述搅拌的温度可以为60℃、65℃或75℃;本发明对所述混合的时间没有任何特殊的要求,使混合体系呈凝胶状即可;所述混合后还包括过滤;所述过滤的设备为真空。所述过滤的作用是得到凝胶沉淀。
[0039] 得到所述凝胶沉淀后,本发明将所述凝胶沉淀进行干燥,得到所述导热相变胶囊。在本发明中,所述干燥前还优选包括清洗;所述清洗优选包括去离子水清洗和无水乙醇清洗;所述清洗的作用是确保最终产品具有高纯度;所述干燥优选为自然干燥,时间优选为24~48h,在具体实施例中,所述干燥的时间可以为24h、36h或48h。
[0040] 本发明提供的导热相变胶囊的制备方法将导热相变材料作为芯材进行封装,通过将导热相变材料微胶囊化使其成为固体粉末。
[0041] 按照质量百分含量计,所述复合填料包括隔热材料50~80%,在具体实施例中,所述隔热材料的质量百分含量可以是50%、60%、70%或80%;所述隔热材料优选包括中空玻璃微珠、陶瓷纳米纤维气凝胶和二氧化硅气凝胶中的一种或多种;所述隔热材料的粒径优选为10~250μm,在具体实施例中,所述隔热材料的粒径可以为50μm、100μm、200μm或250μm;当所述隔热材料的粒径大于上述范围时,还优选包括对所述隔热材料进行粉碎;所述粉碎的设备优选为高压磨粉机;所述中空玻璃微珠的粒径优选为10~250μm,在具体实施例中,所述中空玻璃微珠的粒径可以为10μm、100μm、200μm或250μm;壁厚优选为1~2μm;密度优选
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为0.1~0.6g/cm,在具体实施例中,所述中空玻璃微珠的密度可以为0.1g/cm、0.4g/cm 或
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0.6g/cm 。所述隔热材料弥补了多孔芳纶材料隔热性能不足的问题,其中,所述中空玻璃微珠为中空球体无机非金属,其主要成分包括二氧化硅、氧化铝和氧化,对多孔芳纶材料的重量增加有限。
[0042] 在本发明中,所述多孔芳纶材料的密度优选为0.03~0.2g/cm3,在具体实施例中,3 3
可以为0.05g/cm3、0.1g/cm或0.15g/cm ;厚度优选为2~3mm;所述多孔芳纶材料的孔洞优选沿厚度方向贯穿;所述孔洞优选为六棱柱型、四棱柱型或圆柱型,在具体实施例中,所述孔洞可以为六棱柱型;所述孔洞的孔径优选为1~4mm,在具体实施例中,所述孔洞的孔径可以为1mm、2mm、3mm或4mm;所述多孔芳纶材料和复合填料的质量比优选为20~25:1,在具体实施例中,所述多孔芳纶板和复合填料的质量比可以为20:1、22:1或25:1。所述多孔芳纶材料的制备原料包括芳纶纤维、酚树脂环氧树脂、聚酯树脂等,经过拉伸、定型、浸胶、固化等步骤制成,具有轻质、高机械强度、良好的阻燃和耐高温性能。
[0043] 本发明提供的散热阻热复合材料中,在电池热失控演化早期(温度<100℃),多孔芳纶材料内填充的导热相变胶囊具有较高的导热系数,能对热失控单体进行有效散热,避免热量的不断累积。当热失控单体温度达到导热相变胶囊的相变温度时,相变材料能够通过相变过程吸收大量热量,并将热量释放至周围环境中。同时,在导热相变胶囊汽化消耗后,隔热材料能够协同多孔芳纶材料将剩余的热量进一步阻隔,使得电池热失控产生的热量局限在单一电池内,从而抑制动力电池系统发生热失控传播。上述过程实现了散热阻热复合材料的低温导热、高温隔热的双重功能,在散热和隔热双重作用下,该散热阻热复合材料能吸收并阻隔电池单体因热失控产生的热量,解决了动力电池系统散热与热失控阻隔之间的矛盾,使得两者能够协同作用,有效抑制和延缓动力电池系统内的热失控传播。
[0044] 本发明还提供了上述技术方案所述散热阻热复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0045] 将导热相变胶囊和隔热材料混合,得到复合填料;
[0046] 将所述复合填料装填于多孔芳纶材料的孔洞中,得到阻热材料;
[0047] 用绝缘膜将所述阻热材料进行封装,得到所述散热阻热复合材料。
[0048] 本发明将导热相变胶囊和隔热材料混合,得到复合填料。本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的混合方式使复合填料均匀即可。
[0049] 得到所述复合填料后,本发明将所述复合填料装填于多孔芳纶材料的孔洞中,得到阻热材料。在本发明中,所述装填前还优选包括将所述多孔芳纶材料的单面进行封装;所述封装的方式优选为粘接;所述粘接的试剂优选为结构胶;所述装填优选为手工填充或机器填充。所述单面封装的作用是防止装填的复合填料泄露。
[0050] 得到所述阻热材料后,本发明用绝缘膜将所述阻热材料进行封装,得到所述散热阻热复合材料。在本发明中,所述封装的方式优选为粘接;所述粘接的试剂优选为结构胶。
[0051] 本发明还提供了上述技术方案所述的散热阻热复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的散热阻热复合材料在电池系统中的应用。
[0052] 本发明将散热阻热复合材料应用于电池系统中,可用于动力电池系统散热及防止热失控传播,在保证电池包安全性的前提下,显著提高电池包的质量能量密度和体积能量密度。
[0053] 本发明还提供了一种电池系统,包括交替设置的电池单体和散热阻热复合材料;所述散热阻热复合材料为上述技术方案所述的散热阻热复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的散热阻热复合材料。
[0054] 为了进一步说明本发明,下面结合附图和实施例对本发明提供的散热阻热复合材料及其制备方法和应用、电池系统进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0055] 图1为本发明提供的电池系统示意图,其中1为散热阻热复合材料,2为电池单体。如图1所示,本发明提出一种用于动力电池系统散热及防止热失控传播的散热阻热复合材料,所述散热阻热复合材料紧密安装在相邻电池单体之间形成的空隙中,散热阻热复合材料与电池单体交替配置,且电池单体的最大侧面与蜂窝复合结构的工作面紧密接触
[0056] 图2为本发明实施例提供的散热阻热复合材料沿厚度方向的切面示意图,其中,3为阻热材料,5为绝缘膜;图3为本发明实施例提供的阻热材料的结构示意图,其中,3为阻热材料,6为多孔芳纶材料的蜂窝状孔洞,4为复合填料。如图2至图3所示,所述散热阻热复合材料包括多孔芳纶材料、复合填料和绝缘膜多孔芳纶材料由多个蜂窝状孔洞排列而成,蜂窝状孔洞为中空六棱柱,根据排列方式不同,多孔芳纶材料可以分为间位芳纶蜂窝和对位芳纶蜂窝,可根据电池单体的尺寸和热管理需求选择合适的芯格孔径和芯材厚度。进一步地,每个蜂窝状孔洞内均填充有复合填料,所述复合填料由导热相变胶囊和隔热材料组成。该复合填料为固体,易于灌装与吸附储存在蜂窝状孔洞中。通过调整导热相变胶囊和隔热材料的类型和比例,可以进一步优化散热阻热复合材料的导热和隔热性能,满足不同应用场景的需求。
[0057] 实施例1
[0058] 制备导热相变微胶囊:将10g正二十二烷溶于100mL甲酰胺中,再往溶液中加入0.1g十二烷基硫酸钠,在75℃下以600rpm搅拌1h得到均匀稳定的相变乳液。向反应溶液中滴加质量分数为37%的盐酸,调节其pH值为2.5。持续向反应溶液中滴加10g钛酸四丁酯,在
75℃下以750rpm搅拌至凝胶状。将溶液用真空泵进行过滤,得到凝胶沉淀物后,用去离子水及无水乙醇进行清洗,静置干燥24小时,最终得到二氧化钛包覆的正二十二烷微胶囊固体粉末,粒径为50μm,壁厚为5μm。
[0059] 制备蜂窝复合结构散热阻热材料:选用芳纶蜂窝板尺寸为300mm×100mm×2mm,蜂窝孔径为3mm。将质量比为3:2的中空玻璃微珠粉体与正二十二烷微胶囊粉体均匀混合,形3
成复合填料,所述中空玻璃微珠的粒径为100μm,壁厚为2μm,密度为0.4g/cm。针对电池单体及芳纶蜂窝板尺寸,裁切铝塑膜(厚度为0.2mm,10g)至所需大小;使用结构胶将芳纶蜂窝板下表面常温粘接在铝塑膜上,使用活塞注射器将复合填料粉体填充入蜂窝,芳纶蜂窝板和填料的质量比为22:1;填充完毕后,在蜂窝芯材的上表面粘接铝塑膜,得到尺寸为
300.4mm×100.4mm×2.4mm的蜂窝复合结构散热阻热材料。
[0060] 实施例2
[0061] 制备导热相变微胶囊:将10g石蜡溶于100mL甲酰胺中,再往溶液中加入0.1g十二烷基硫酸钠,在75℃下以600rpm搅拌1h得到均匀稳定的相变乳液。向反应溶液中滴加质量分数为37%的盐酸,调节其pH值为2.5。持续向反应溶液中滴加10g钛酸四丁酯,在75℃下以750rpm搅拌至凝胶状。将溶液用真空泵进行过滤,得到凝胶沉淀物后,用去离子水及无水乙醇进行清洗,静置干燥24小时,最终得到二氧化钛包覆的石蜡微胶囊固体粉末,粒径为50μm,壁厚为5μm。
[0062] 制备蜂窝复合结构散热阻热材料:选用芳纶蜂窝板尺寸为300mm×100mm×2mm,芯格孔径为3mm。将质量比为3:2的中空玻璃微珠粉体与石蜡微胶囊粉体均匀混合,形成复合3
填料,所述中空玻璃微珠的粒径为100μm,壁厚为2μm,密度为0.4g/cm 。针对电池单体及芳纶蜂窝板尺寸,裁切铝塑膜(厚度为0.2mm,10g)至所需大小;使用结构胶将芳纶蜂窝板下表面常温粘接在铝塑膜上,使用活塞式注射器将复合填料粉体填充入蜂窝,芳纶蜂窝板和填料的质量比为22:1;填充完毕后,在蜂窝芯材的上表面粘接铝塑膜,得到尺寸为300.4mm×
100.4mm×2.4mm的蜂窝复合结构散热阻热材料。
[0063] 对比例1
[0064] 选用芳纶蜂窝板尺寸为300mm×100mm×2mm,在芳纶蜂窝板上表面粘接铝塑膜(厚度为0.2mm,10g),不填充复合填料。
[0065] 测试例
[0066] 采用热常数分析仪测试实施例1~2与对比例1所得材料在25℃、60℃及100℃下的导热系数,测试结果见表1。
[0067] 表1实施例1~2与对比例1所得材料在25℃、60℃及100℃下的导热系数
[0068]
[0069] 由表1可见,本发明提出的蜂窝复合材料在常温下具有较高的导热系数,保证了动力电池系统在正常温度下的散热性能;100℃导热相变材料完全消耗后导热系数为0.06W/m·K,改善了芳纶蜂窝板的隔热性能,对动力电池系统的热蔓延抑制效果更好。
[0070] 尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
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