[發明專利]一種電池熱管理系統用相變材料模塊及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010071442.0
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111261974A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 周德全;李新喜;盧翔;張國慶;王長宏;敖庭禹
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/63;H01M10/659
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 李慶偉

發明涉及散熱控溫技術領域，特別涉及一種電池熱管理系統用相變材料模塊及其制備方法與應用。本發明通過對密胺海綿進行提前機械成型，并對其進行高導熱改性，然后吸附熔融液體的改性相變材料，得到電池熱管理系統用相變材料模塊，該模塊插入高導熱結構和電池后，不僅能解決傳統的相變材料模塊在進行電池熱管理模組成型時的缺陷問題，還能更加精細化定制高效的散熱結構，尤其是在一些大型電池模組的電池熱管理系統的開發上。

技術領域

發明涉及散熱控溫技術領域，特別涉及一種電池熱管理系統用相變材料模塊及其制備方法與應用。

背景技術

在化石能源日益減少和空氣污染日益嚴重的今天，電動汽車作為燃油車的替代產品，正在以一種迅猛的速度進入人們的生活。而電動汽車的動力核心電池模組，卻經常因為熱失控導致的著火、爆炸等危險事故牽動人們的心神，這大大的抑制了電動汽車的發展速度，影響了人們在使用電動汽車中的安全性，因此尋找高效合理的電池熱管理方法尤為重要。

相變材料作為極具潛力的電池熱管理應用方式，引發了很多關注。它良好的熱穩定性，較高的潛熱值，在電池熱管理上可以發揮巨大作用。人們目前對于相變材料的研究主要集中在提高其導熱性、阻燃性上面，而提高完之后的材料在應用于電池模組中時，傳統的方法是使得高溫熔融下的相變材料灌入帶有電池的模具中定型，這不僅容易引發高溫液體泄露燙傷的危險，而且相變材料的高溫往往會使得電池內部受到不同程度的損傷，影響電池模組使用壽命。又或者是在等到相變材料冷卻定型后在使用機床、轉頭等器械進行打孔，切割的方法進行加工，這同樣會容易對相變材料的結構在機械加工過程中因為承受應力不一致而遭到損傷。

密胺海綿，又名納米海綿、三聚氰胺海綿，是一種由密胺樹脂發泡而成的泡沫塑料，內部是三維網狀開孔，較高的開孔率具有良好的吸水性、吸油性，可快速吸附熔融液態的相變材料，同時它網格密度大、韌性強，可反復壓縮，在進行機械切割，打孔時都極為方便，而且不用擔心材料因為受力不均而開裂，折斷等情況發生。同時密胺海綿不添加阻燃劑而具有阻燃性，能在高溫條件下工作，且不易變形，又因為是樹脂因而具有良好的絕緣性，可以有效避免電池模組短路的問題。所以采用密胺海綿吸附改性后的熔融相變材料，不僅能解決傳統相變材料定型時會損傷電池和使得相變材料的機械結構受損的缺陷，大大加強了整體模塊的機械性能和絕緣性能，還能更加精細化的定制需要的散熱控溫結構而不會擔心結構和定型上的可行性，從而進一步優化相變材料電池熱管理的效果。

發明內容

為了克服現有相變材料電池熱管理系統散熱、控溫、機械性能和絕緣性能差以及相變材料模塊成型后機械結構受損等不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種電池熱管理系統用相變材料模塊。

本發明的另一目的在于提供上述電池熱管理系統用相變材料模塊的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述電池熱管理系統用相變材料模塊的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種電池熱管理系統用相變材料模塊，包含高導熱密胺骨架和改性相變材料；

所述的高導熱密胺海綿骨架通過如下方法制備得到：

密胺海綿機械成型后，置于氧化石墨烯溶液中反復壓縮浸泡10～15min，然后35～45℃烘干1～2h，重復上述反復壓縮浸泡-烘干3～5次，得到高導熱密胺海綿骨架；

所述的密胺海綿是由密胺樹脂發泡而成的泡沫塑料，內部是三維網狀開孔，較高的開孔率具有良好的吸水性、吸油性，可快速吸附熔融液態的相變材料，密度大、韌性強，可反復壓縮；

所述的機械成型為按照需要的導熱骨架結構對密胺海綿進行切割、打孔、裁剪等方法制作出需要放入的電池、高導熱結構的孔隙以定型；

所述的氧化石墨烯溶液優選為含有5～10wt％氧化石墨烯的溶液，其中，氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯可粘附在密胺海綿各個部位，使其成為具有良好導熱能力的高導熱密胺骨架；