[發(fā)明專利]一種微積分彈性單元電池儲能材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810140891.9
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108281583A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦柳;馬文良;張聰;梁宇光
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波格林美孚新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;B29C44/34
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 周積德

本發(fā)明公開了一種微積分彈性單元電池儲能材料及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)顆粒發(fā)泡：將熱塑性彈性體泡顆粒放入高壓反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中通入二氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)高壓反應(yīng)釜的壓強(qiáng)和溫度，使二氧化碳處于超臨界狀態(tài)，保壓滲透，快速泄壓，加熱發(fā)泡，制得發(fā)泡顆粒；(2)電池填充：將微小電池單元填充到步驟(1)所述發(fā)泡顆粒內(nèi)部，制得復(fù)合發(fā)泡顆粒；(3)蒸汽模壓成型：通過蒸汽模壓成型，制得微積分彈性單元電池儲能材料。本發(fā)明儲能材料在受到外力時(shí)，微小電池單元相互連通串聯(lián)產(chǎn)生巨大的電能，當(dāng)外力消失時(shí)，材料迅速恢復(fù)初始狀態(tài)，電池?cái)嚅_，其可應(yīng)用于導(dǎo)電器材、傳感器及需要此特性的電子領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微孔發(fā)泡電池儲能領(lǐng)域，具體涉及一種微積分彈性單元電池儲能材料及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)電高分子材料具有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，通常分為復(fù)合型和結(jié)構(gòu)型兩大類：

(1)復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料。由通用的高分子材料與各種導(dǎo)電性物質(zhì)通過填充復(fù)合、表面復(fù)合或?qū)臃e復(fù)合等方式而制得。主要品種有導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電纖維織物、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠粘劑以及透明導(dǎo)電薄膜等。其性能與導(dǎo)電填料的種類、用量、粒度和狀態(tài)以及它們在高分子材料中的分散狀態(tài)有很大的關(guān)系。常用的導(dǎo)電填料有炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等；

(2)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料。是指高分子結(jié)構(gòu)本身或經(jīng)過摻雜之后具有導(dǎo)電功能的高分子材料。根據(jù)電導(dǎo)率的大小又可分為高分子半導(dǎo)體、高分子金屬和高分子超導(dǎo)體。按照導(dǎo)電機(jī)理可分為電子導(dǎo)電高分子材料和離子導(dǎo)電高分子材料。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料用于試制輕質(zhì)塑料蓄電池、太陽能電池、傳感器件、微波吸收材料以及試制半導(dǎo)體元器件等。但目前這類材料由于還存在穩(wěn)定性差(特別是摻雜后的材料在空氣中的氧化穩(wěn)定性差)以及加工成型性、機(jī)械性能方面的問題，尚未進(jìn)入實(shí)用階段。

導(dǎo)電高分子材料已廣泛應(yīng)用于隱身技術(shù)、顯示器、電池、電子器件、生物醫(yī)藥、傳感器等領(lǐng)域。導(dǎo)電高分子材料比金屬導(dǎo)體輕，對光電具有各向異性，易于加工成型，可利用外界條件光、電、熱、壓力等改變或調(diào)節(jié)導(dǎo)電體的物理性質(zhì)。目前的電池多為鋰電池，其不具有一定的回彈性，因此亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種微積分彈性單元電池儲能材料及其制備方法。本發(fā)明微積分彈性單元電池儲能材料以超臨界二氧化碳作發(fā)泡劑，將熱塑性彈性體顆粒經(jīng)純物理發(fā)泡、間歇式泄壓升溫法制備而成，生產(chǎn)工藝簡單環(huán)保無污染；本發(fā)明微積分彈性單元電池儲能材料在保留了原有熱塑性彈性體耐磨、低溫性能好等特性的同時(shí)，具有密度小、回彈性高等特性；本發(fā)明微積分彈性單元電池儲能材料在受到外力時(shí)，微小電池單元相互連通串聯(lián)產(chǎn)生巨大的電能，當(dāng)外力消失時(shí)，材料迅速恢復(fù)初始狀態(tài)，電池?cái)嚅_，其可應(yīng)用于一些導(dǎo)電器材、傳感器及需要此特性的電子領(lǐng)域。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段為：

一種用于制備微積分彈性單元電池儲能材料的復(fù)合發(fā)泡顆粒的制備方法，包括如下步驟：

(1)顆粒發(fā)泡：將熱塑性彈性體顆粒放入高壓反應(yīng)釜中，向高壓反應(yīng)釜中通入二氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)高壓反應(yīng)釜的壓強(qiáng)和溫度，使二氧化碳處于超臨界狀態(tài)，保壓滲透，快速泄壓，加熱發(fā)泡，制得發(fā)泡顆粒；

(2)電池填充：采用顆粒填充技術(shù)將微小電池單元填充到步驟(1)所述發(fā)泡顆粒內(nèi)部，隨著步驟(1)所述發(fā)泡顆粒的收縮，所述微小電池單元被緊緊的包裹在發(fā)泡顆粒內(nèi)部，制得復(fù)合發(fā)泡顆粒。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述熱塑性彈性體為聚氨酯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體、苯乙烯類熱塑性彈性體中的任意一種。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述熱塑性彈性體顆粒粒徑為5mm。