[發(fā)明專利]一種用于動力電池冷卻的冷卻液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210431497.3
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102925119A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎陽;謝華清
• 申請（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷卻液，更具體的說，涉及一種用于動力電池冷卻的冷卻液及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著傳統(tǒng)石油資源的日益枯竭，能源與環(huán)境的壓力使世界各國的發(fā)展面臨前所未有的挑戰(zhàn)，各國政府紛紛投入人力物力開發(fā)各種新能源。作為可應用在電動汽車、電動機械裝置、大容量能源儲備裝置等場合的動力電池，近年來得到了大力發(fā)展。動力電池作為化學電能的載體，是眾多器件、裝置正常工作的關(guān)鍵部件，直接影響到器件、裝置的使用性能。在實際使用過程中，為了獲得高的性能/空間比，動力電池組往往排列比較緊密。此外，為了減少外界環(huán)境的影響，動力電池組通常會放置在相對密閉的環(huán)境中。這些使用條件會使得動力電池組在工作過程中產(chǎn)生的大量的熱無法順利和快速的排出，導致動力電池溫度急劇上升，長時間工作在較高的溫度下，將縮短電池使用壽命、降低電池性能；電池箱內(nèi)溫度場的長久不均勻分布將造成各動力電池模塊、單體性能的不均衡，進而影響整個動力電池系統(tǒng)的性能。因此，對動力電池組進行熱監(jiān)控和熱管理具有重大意義，是動力電池組得以廣泛和深入應用所必需解決的關(guān)鍵性問題之一。

目前，對動力電池的散熱冷卻模式主要包括風冷、直接液體冷卻和間接液體冷卻三種，其優(yōu)缺點各異：傳統(tǒng)風冷散熱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護都比較簡單，但隨著不斷增長的對高能量密度動力電池的需求及為了保證其在各種苛刻工作條件下穩(wěn)定工作，傳統(tǒng)風冷散熱已經(jīng)很難滿足動力電池在散熱方面越來越高的要求；直接液體冷卻散熱冷卻效率高，但對冷卻液要求較高，一般為粘度較大的硅油等非導電液體，系統(tǒng)維護復雜；間接液體冷卻可以采用低粘度的水、醇類等冷卻液體通過水冷套對電池進行非接觸式的間接冷卻，且具備良好的冷卻效果和可維護性。無論是直接液體冷卻還是間接液體冷卻，如果在應用中使用冷卻效果較好的冷卻液，一方面可以提升冷卻效率，另一方面可以在保證相同冷卻效果的條件下使用較少數(shù)量的冷卻液，節(jié)省了空間，對提升系統(tǒng)的緊湊性和空間效率具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有動力電池的散熱冷卻模式的缺點，提供一種用于動力電池冷卻的冷卻液，該冷卻液可加快動力電池的熱量釋放，確保動力電池工作在適宜的溫度，提升動力電池系統(tǒng)的使用性、可靠性、安全性和空間效率。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于動力電池冷卻的冷卻液，該冷卻液包括以下組分：

a）基液：選取水或水/乙二醇或水/丙二醇混合物中的一種；

b）固體添加物：選取經(jīng)表面改性的納米顆粒Al₂O₃，TiO₂或ZnO中的一種或兩種以上的混合物；

所述表面改性是在納米顆粒的表面嫁接親水基團。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述表面改性的過程為：將納米顆粒Al₂O₃，TiO₂或ZnO中的一種或兩種以上的混合物同含有親水基團的親水反應物混合后，進行研磨，研磨結(jié)束后取出在60℃—100℃烘干。

在本發(fā)明的一更優(yōu)選實施例中，所述親水反應物為乙醇、乙二醇、丙二醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或兩種以上的混合物。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述納米顆粒Al₂O₃，TiO₂和ZnO的粒徑是5～30納米。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述所固體添加物在冷卻液中的體積百分含量為0.1％～3.0％。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述冷卻液的粘度相比基液的粘度（mPa·S）升高值（0~80°C），在固體添加物的體積百分含量為0.1%時，不超過2.0%；在固體添加物的體積百分含量為1.0%時，不超過5.0%；在固體添加物的體積百分含量為2.0%時，不超過10.0%；在固體添加物的體積百分含量為3.0%時，不超過24.0%。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于動力電池冷卻的冷卻液制備方法，該方法包括以下步驟：

1）將納米顆粒Al₂O₃，TiO₂或ZnO中的一種或兩種以上的混合物進行表面改性，在其表面嫁接親水基團；

2）以水或水/乙二醇或水/丙二醇混合物為基液，將步驟1）所得的固體添加物加入到其中，通過攪拌、超聲振蕩和80～120MPa壓力下均質(zhì)處理，配制成冷卻液。