[發明專利]用于電池熱管理的相變石蠟微膠囊及其制備方法

無效

• 申請號: 201310173605.6
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103265933A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 李復活;汪雙鳳;彭飛飛;饒中浩
• 申請（專利權）人: 三門峽速達交通節能科技股份有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;B01J13/12;H01M10/50
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術領域

本發明屬于蓄電池領域，涉及基于相變材料的電池熱管理領域，尤其涉及用于電池熱管理的相變石蠟微膠囊及其制備方法。

背景技術

由于能源短缺和環境污染嚴重，電動汽車和混合動力汽車備受當前新能源領域關注，而動力電池設備是電動汽車和混合動力汽車最為關鍵的部件，它的動力性、壽命等決定了整個車輛的成本和性能。電池使用的的最佳溫度為10~50℃,電池堆進行實際運行的放電過程中,所產生的溫度卻能高達100℃以上,加之充放電過程引起的溫度不均衡,這些都是導致電池組失效的主要原因。因此,包含熱管理單元的電池管理系統成為決定電動汽車和混合動力汽車電池商業化的關鍵技術。

?無論是從節能、提高車輛續駛里程的技術角度出發,還是從車輛的小型化、微型化的趨勢來看，傳統的以空氣、水為冷卻介質的熱管理系統都使得整個系統笨重、復雜。近年來，采用相變材料的熱管理系統已引起了許多電動汽車生產廠商和電池制造商的關注。申請公布號為CN102364747A的中國發明專利公開了一種基于相變材料的蓄電池溫度管理系統。申請公布號為CN102181270A的中國發明專利公開了一種用于鋰電池散熱的符合相變材料及裝置。申請公布號為CN1418373A的美國發明專利公開了一種用于被動相變熱管理的設備和方法。申請公布號為CN102509741A的中國發明專利一種用于硅基太陽電池散熱的復合相變材料和裝置。這些專利都提出了利用相變材料對能量儲存系統進行熱管理，涉及的相變材料主要是石蠟，飽和脂肪烴等，由于石蠟等相變材料在發生相變時會有液體的泄漏和體積膨脹等問題，從而降低電池散熱性能，影響電池的動力性和壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服相變材料發生相變時容易出現泄漏和體積膨脹的問題，提供了一種用于電池熱管理的相變石蠟微膠囊及其制備方法，該制備方法操作簡單，成本低，產率高，便于大量合成，制備得到的相變石蠟微膠囊蓄熱性能好，可大大降低電池熱管理系統的運行成本，不會出現相變材料泄漏和體積膨脹的問題。?

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種用于電池熱管理的相變石蠟微膠囊，所述的相變石蠟微膠囊為殼層結構，外殼層包裹內芯層，所述的外殼層是由苯乙烯-甲基苯烯酸甲酯共聚物構成，所述的內芯層是由石蠟類有機固液相變材料構成。?

電池組浸在相變石蠟微膠囊中，作為內芯層的石蠟類有機固液相變材料吸收電池放出的熱量而使電池溫度迅速降低，石蠟類有機固液相變材料在吸收電池放出的熱量后，發生相變，從固態轉變成液態。但是，由于被作為外殼層的苯乙烯-甲基苯烯酸甲酯共聚物包裹而無法流出，所以相變石蠟微膠囊顆粒之間的分散性很好，不會出現相變材料的整體泄漏和體積膨脹現象。

優選的，所述外殼層的材料苯乙烯-甲基苯烯酸甲酯共聚物與內芯層的材料石蠟類有機固液相變材料的質量百分比為1:0.8~2。

一種用于電池熱管理的相變石蠟微膠囊的制備方法，步驟如下：

第一步，按質量比為1:2，取苯乙烯、甲基苯烯酸甲酯；并按照上述原料總質量的0.5%取引發劑，所述的引發劑為：偶氮二異丁腈或過氧化二苯甲酰；

????第二步，將上述原料和引發劑加入到反應器皿中，使其處于氮氣環境中，并依次在80℃恒溫加熱30~50min、60℃恒溫加熱3~5h和100℃恒溫加熱1~2h，得到苯乙烯-甲基苯烯酸甲酯共聚物；

????第三步，量取第二步所得產物質量600~1400%的共溶劑，加入到第二步所得產物中，充分溶解，得到溶液A，所述的共溶劑為：乙酸乙酯或二氯甲烷；

????第四步，按第二步所得產物質量80~200%，稱取石蠟類有機固液相變材料并加熱融化后，與第三步所得溶液A混合，得到溶液B；

????第五步，量取第二步所得產物質量2%～8%的乳化劑，向其中加入第二步所得產物質量1500-2500%的去離子水，加熱至乳化劑溶解，得到復合乳化劑溶液,所述的乳化劑為：吐溫-80、聚乙烯醇溶液或苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種或幾種的混合物；???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????第六步，將第四步所得溶液B與第五步所得復合乳化劑溶液混合，均質乳化，得到白色乳液；

第七步，將第六步所得白色乳液在35-45℃下攪拌至共溶劑完成蒸發；