[發明專利]阻燃相變微膠囊及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510897218.6
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105542721A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 王彥紅;秦興權;楊重科;俞會根
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車股份有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;C09K21/14;B01J13/02;H01M10/6569
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明涉及新型熱管理材料的制備領域，具體地，涉及阻燃相變微膠囊及其制備方法 和應用，更具體地制備阻燃相變微膠囊的方法、阻燃相變微膠囊以及含有該阻燃相變微膠 囊的動力電池。

背景技術

電動汽車因綠色環保、節能而成為新能源汽車研究的熱點。但是電動汽車的續駛里程 短，安全性差，在一定程度上影響了電動汽車的發展。動力電池的安全性已成為影響電動 汽車安全性的主要因素，很多電動汽車的著火事件都和動力電池的熱管理不當有關系。

相變材料用于動力電池的熱管理具有設備簡單，能有效利用電池釋放的熱量，以及可 循環使用等優點。將相變材料直接用于動力電池熱管理對于設備的要求比較高，需要設備 具備較好的耐腐蝕性及密封性。將相變材料制備成微膠囊使用方便，在相變過程中微膠囊 始終保持固體狀態，降低了對設備的要求。同時，可通過改變微膠囊殼層的組成，使微膠 囊具備不同的親水親油性，同時可通過添加功能材料使微膠囊具有預期的功能特性，便于 與其他材料的復合使用，拓寬了應用范圍。

目前，常用的制備相變微膠囊的方法有界面聚合法、原位聚合法、銳孔法等，然而通 過上述方法制備獲得的用于電池熱管理的相變微膠囊大多粒徑分布不均勻，導致相同質量 的微膠囊熱焓值分布不均勻，給實際應用時估算相變微膠囊的用量帶來了諸多不便，所以 相變解決微膠囊粒徑分布問題非常關鍵。

因而，目前制備相變微膠囊的方法仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個 目的在于提出一種制備具有良好的阻燃性或單分散性的阻燃相變微膠囊的方法。

在本發明的一個發明，本發明提供了一種制備阻燃相變微膠囊的方法。根據本發明的 實施例，該方法包括：(1)將相變材料、單體、交聯劑和阻燃劑混合，得到第一混合液； (2)將乳化劑和引發劑溶于水，得到第二混合液；(3)利用微量注射泵將第一混合液和第 二混合液混合，得到乳液；(4)使乳液在預定溫度下反應，得到阻燃相變微膠囊。發明人 發現，利用該方法能夠快速有效地制備獲得阻燃相變微膠囊，操作簡單、方便，容易控制， 得到的阻燃相變微膠囊粒徑分布均勻，具有良好的單分散性，以及理想的阻燃性能，能夠 有效用于動力電池系統的熱管理，不僅能夠實現智能熱管理的效果，還可以克服相同質量 的微膠囊熱焓值分布不均勻，實際應用時難以估算相變微膠囊的用量的問題，同時可以大 大提高動力電池的安全性。

根據本發明的實施例，相變材料為選自石蠟和烷烴中的至少一種。

根據本發明的實施例，烷烴為碳原子數為12～25的直鏈烷烴或支鏈烷烴。

根據本發明的實施例，單體為選自苯乙烯、丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

根據本發明的實施例，交聯劑為選自二乙烯基苯，二甲基丙烯酸乙二醇酯中的至少一 種。

根據本發明的實施例，阻燃劑為氯化石蠟。

根據本發明的實施例，引發劑為過硫酸鉀。

根據本發明的實施例，在第一混合液中，相變材料熔液、單體、交聯劑和阻燃劑的質 量比為：(4～6)：(1～3)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)。

根據本發明的實施例，在第二混合液中，乳化劑、引發劑和水的質量比為(5～15)： (0.04～0.08)：(70-90)。

根據本發明的實施例，在步驟(3)中，將第一混合液和第二混合液按照質量比為(6～10)： (80～96)的比例混合。

根據本發明的實施例，在步驟(4)中，預定溫度高于相變材料和阻燃劑的熔點。根據 本發明的實施例，預定溫度為50～85攝氏度。

根據本發明的實施例，在步驟(4)中，于惰性氣氛下，使乳液反應6～10小時。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種阻燃相變微膠囊。根據本發明的實施例，該 阻燃相變微膠囊是通過前面所述的制備阻燃相變微膠囊的方法制備的。發明人發現，根據 本發明實施例的阻燃相變微膠囊粒徑分布均勻，具有良好的單分散性，以及理想的阻燃性 能，能夠有效用于動力電池系統的熱管理，不僅能夠實現智能熱管理的效果，還可以克服 相同質量的微膠囊熱焓值分布不均勻，實際應用時難以估算相變微膠囊的用量的問題，同 時可以大大提高動力電池的安全性。