[發(fā)明專利]一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料

在審

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• 申請日: 2018-08-11
• 公開（公告）號: CN110818379A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王炳程
• 申請（專利權(quán)）人: 中環(huán)海化（廈門）船舶智能涂料有限公司
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B111/94
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料，為單組份涂料，以無機(jī)硅酸鹽為粘結(jié)劑，石墨烯漿料、石墨、炭黑、碳化硅、煅后焦等為導(dǎo)電填料，輔以其它功能助劑制備而成。針對目前新能源電車動力電池在冬天及寒冷的北方地區(qū)電容量下降較快造成的汽車啟動難、里程短、拋錨等難題，使得動力電池處于溫度較高的空間內(nèi)，避免接觸寒冷的環(huán)境。采用水溶性硅酸鹽作為成膜物質(zhì)，采用導(dǎo)電性能優(yōu)異的石墨烯，改善原有碳系導(dǎo)電填料導(dǎo)電性能不足的問題，降低涂料成本；制備了一種新型水性石墨烯導(dǎo)電漿料，改善石墨烯在涂料中的分散性，克服原始石墨烯漿料后期“返粗”現(xiàn)象，進(jìn)一步保證了低壓電發(fā)熱涂料的發(fā)熱性能，具備廣闊的市場前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工材料領(lǐng)域，具體的說是一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)的進(jìn)步與社會的快速發(fā)展，新能源汽車逐漸走入百姓家中。動力電池作為新能源電車的主要動力來源，其性能很大程度上會影響電車的使用。然而動力電池最佳使用溫度時25℃，每下降1℃，電池的可用容量會下降0.8%左右，低溫環(huán)境下使用一段時間后便會造成啟動電壓低的情況。因此在冬天，尤其是寒冷的北方，溫度會下降到零下幾度甚至幾十度，新能源車輛往往會遇到初始難以啟動、里程短、拋錨等現(xiàn)象。而將動力電池置于溫度較高的環(huán)境中，使其免于接觸外界寒冷的天氣，可顯著克服上述問題。其中低壓電發(fā)熱涂料作為一種具有優(yōu)異低壓電發(fā)熱特性的新型功能涂料，可作為方便快捷的解決空間發(fā)熱的關(guān)鍵技術(shù)。

目前國內(nèi)低壓電發(fā)熱涂料主要采用貴重金屬和合成樹脂及各種助劑經(jīng)機(jī)械混合而制成，但因價格較高、自身性質(zhì)不足等一系列問題，使其在實際使用方面受到制約。此后研究者將目光轉(zhuǎn)向炭系填料，其具有質(zhì)輕、無毒無害、不易氧化、價格低廉的優(yōu)點。但炭系導(dǎo)電性能與金屬仍具有一定差距，電阻率較銀、銅等金屬大，導(dǎo)致炭系低壓電發(fā)熱涂料升溫慢等缺點。石墨烯作為一種新型碳材料，具有質(zhì)輕、較大的徑厚比、獨(dú)特的二維片層特性，可很好的應(yīng)用于防腐涂料領(lǐng)域；除此之外，石墨烯導(dǎo)電性能優(yōu)異，可作為一種新型導(dǎo)電填料，應(yīng)用于低壓電發(fā)熱涂料中。專利CN 105884251 A公布了一種基于石墨烯的水性電熱涂料及其制備方法，該方法制備的水性電熱涂料具備附著力好、漆膜柔韌、低壓電發(fā)熱性能優(yōu)異等特點。然而，該發(fā)明以石墨烯分體為導(dǎo)電填料，由于石墨烯表面能較高，相互之間作用力較強(qiáng)，含量高時易在涂料中發(fā)生團(tuán)聚，嚴(yán)重影響了石墨烯在涂料中的分散性，造成石墨烯添加量較少，從而較弱了涂料的低壓電發(fā)熱性能。相較于傳統(tǒng)有機(jī)型低壓電發(fā)熱涂料表面發(fā)熱溫度不高、耐熱性能較差等缺點，無機(jī)型低壓電發(fā)熱涂料發(fā)熱速度快、耐熱性能好。因此，如何解決石墨烯的分散性，制備一種高分散性的石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料具備廣闊的市場前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前新能源電車動力電池在冬天及寒冷的北方地區(qū)電容量下降較快造成的汽車啟動難、里程短、拋錨等難題，提出一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料及其制備方法，改善石墨烯在涂料中分散性的同時，提高涂層低壓電發(fā)熱性能。一是采用水溶性硅酸鹽作為成膜物質(zhì)；二是利用石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能，改善原有炭系導(dǎo)電填料導(dǎo)電性能不足的問題，降低涂料成本；三是制備一種新型水性石墨烯導(dǎo)電漿料，改善石墨烯在涂料中的分散性，克服原始石墨烯漿料后期“返粗”現(xiàn)象，進(jìn)一步保證低壓電發(fā)熱涂料的發(fā)熱性能。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足而采用的技術(shù)方案是：一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料，為單組份涂料，以無機(jī)硅酸鹽為粘結(jié)劑，以石墨烯漿料、石墨、炭黑、碳化硅、煅后焦等為導(dǎo)電填料，輔以其它功能助劑制備而成。按重量份數(shù)，涂料體系中包括30~50份水溶性無機(jī)硅酸鹽、10~15份新型石墨烯漿料、15-30份炭系填料、5~10份片狀填料、1~2份硅烷偶聯(lián)劑、3~5份有機(jī)促進(jìn)劑、0.5~1份分散劑、0.5~1份消泡劑、1~2份觸變劑及10~15份去離子水；其中，所述新型石墨烯漿料中，石墨烯的重量為所述新型石墨烯漿料總重量的3~5%。

一種動力電池用石墨烯漿料改性無機(jī)低壓電發(fā)熱涂料制備方法，包括以下步驟。