[發明專利]一種動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910312596.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109880594A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王軍濤;徐芳;朱曉明;劉小玲;胡永紅;李芬
• 申請（專利權）人: 湖北科技學院
• 主分類號: C09K5/02
• 分類號: C09K5/02;H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/659
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明公開的一種動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料的制備方法：馬來酸酐、苯乙烯溶于溶劑中，加入高級直鏈烷醇，得到混合物；混合物在電子束射線的輻照條件下反應，得到所述高級烷醇基相變儲能材料，所述相變儲能材料還包括熱穩定性粒子，所述反應動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料制備時間短、效率高，未加入引發劑污染產品，產物純，儲能材料導熱性強、相變焓高、在吸熱和放熱過程中保持穩定的固態。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料及制備方法。

背景技術

當前新能源電動汽車發展迅速，國內外產生了大批電動汽車公司，這些公司幾乎都采用動力鋰電池作為電動汽車的驅動電源。盡管鋰電池具有高能量密度和優良的電化學性能等諸多優點，但是其自身仍然具有缺陷。例如：鋰電池在使用過程中因為充放電而產生發熱，如果不能及時消除，熱量不斷積累會很容易導致鋰電池熱失控，進而導致電池隔膜收縮而短路起火甚至爆炸。近年來，鋰離子電動汽車在使用中的由于熱失控引發的事故頻繁，因此鋰電池的安全性和可靠性越來越受到重視。如果要妥善解決鋰電池的熱失控現象，一個可行的方法是及時將鋰電池在使用過程中產生的熱及時吸收或者消除，以便電池維持在一個安全的溫度范圍（鋰電池最佳工作溫度范圍為：25-40 ℃，安全溫度為50 ℃，最高不超過60 ℃）。汽車鋰電池行業常用的冷卻技術有：風冷技術、液冷技術和儲能相變材料技術。風冷技術由于空氣與電池壁面之間換熱系數低而冷卻速度慢，直接限制了冷卻效率。液冷技術需要水套而重量較大，維修和保養復雜，存在漏液的可能。而相變儲能材料技術可以很好地避免上述缺點，因而發展前景巨大。

常見的相變材料有金屬（包括合金）、無機熔鹽、無機水和鹽、有機物等。相對而言，金屬和無機熔鹽的熔點很高；而無機水和鹽體系封裝固定和加工成型較困難，也存在一定腐蝕性；有機物相變材料主要包含直鏈烷烴（石蠟類）、高級脂肪酸、多元醇、高分子材料等。綜合而言，高分子相變材料在結構上更易設計調控，因而受到研究者的格外關注。高級直鏈烷醇是常見的一類儲能相變物質，熔點大約在20-70 ℃之間，具有無毒、無害、無刺激性、無腐蝕性、無過冷等特點，兼具有易加工成型等優點。

現有技術常使用高級直鏈烷醇作為相變材料，然而其屬于固-液相變類型，在使用過程中易滲漏，為解決這一問題，現有的常用辦法為通過化學交聯/接枝法將高級直鏈烷醇與含羧基的高聚物在特定引發劑的條件下反應幾十個小時得到固-固相變的儲能材料，此方法反應時間長、要求有特定的引發劑且副反應多，因此有必要設計一種反應時間短、副反應少且導熱性和相變焓高的固-固相變類型的儲能材料。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料及制備方法，反應效率高、產物純，儲能材料導熱性強、相變焓高、在吸熱和放熱過程中保持穩定的固態。

本發明解決的技術方案是，提供一種動力鋰電池熱管理用高級烷醇基相變儲能材料的制備方法，包括以下步驟：

（1） 馬來酸酐、苯乙烯溶于溶劑中，加入高級直鏈烷醇，得到混合物。

（2） 混合物在電子束射線的輻照條件下反應，得到所述高級烷醇基相變儲能材料。

優選地，所述電子束射線的劑量率為200-5000 Gy/s，所述電子束射線的電子加速器能量為1.0 MeV。

優選地，所述反應時間為1-10 s。

同時，所述相變儲能材料還包括熱穩定性粒子。

優選地，所述高級直鏈烷醇為十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十一烷醇、二十二烷醇中的一種。

優選地，所述相變儲能材料的相變溫度為20-60℃。

優選地，所述相變儲能材料的相變形式為固-固相變。