[發明專利]一種高導熱柔性相變材料的制備方法及電池模組

在審

• 申請號: 202010621770.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111607362A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 黃啟秋;李新喜;張國慶;饒中浩;鄧堅;周德全
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;H01M2/10;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/653
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本申請公開了一種高導熱柔性相變材料的制備方法及電池模組，其高導熱柔性相變材料的制備方法是通過苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物置于有機溶劑中進行充分溶解成膠狀，然后將石蠟與導熱增強劑混合后磨成粉末與膠狀的苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物進行充分攪拌混合，免去了傳統熔融共混過程，從而避免了兩個材料分離現象，而由于有機溶劑易揮發，能夠使得苯乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物包覆復合相變材料粉末的同時，在其表面形成致密的網狀薄膜，有效提高復合相變材料粉末被包覆的致密程度，提高了相變材料的柔性與韌性，提高其抗泄漏性能與潛熱值，而通過增加導熱增強劑能夠提高相變材料的導熱性能。

技術領域

本申請涉及相變材料技術領域，尤其涉及一種柔性相變材料的制備方法、以及采用此相變材料的電池模組。

背景技術

近年來，能源短缺，環境污染以及溫室氣體過量排放的問題越來越受到人們的關注。開發可持續清潔能源成為了重點的發展對象。汽車是消耗化石能源最多的部分之一，伴隨著人們日常生活同時也是排放溫室氣體的重要來源之一。因此，以電作為驅動力的純電動汽車無溫室氣體排放同時能夠減少化石能源的消耗，是可持續發展的重點關注領域。動力電池作為純電動汽車的能源核心，但是其極容易受到工作溫度以及外力沖擊的影響而損壞甚至爆炸，很大程度上限制了電動汽車的發展。除此之外，在實際過程中，電動汽車的使用都伴隨著長時間以及高倍率的使用，電池模組溫度堆積嚴重，電池模組的溫度一致性被打破從而造成電池模組短路。而電動汽車受到碰撞后，電池得不到安全保護而變形也是造成電動汽車不安全系數增加以及車禍后二次爆炸的重要原因之一。

因此，保護電池模組受到外力沖擊又能夠對電池模組導熱的方法顯得尤其重要。目前，常見的電池熱管理方法有空氣冷卻、液體冷卻以及相變材料冷卻。其中，空冷冷卻效果差，而液體冷卻的冷卻效果雖然好，但是系統還存在漏液風險，不僅如此，這兩種系統在防外力沖擊的保護作用極差，傳統的剛性相變材料冷卻效果好，結構簡單，但是受到外力作用容易破裂，造成不可修復的損害，影響電池熱管理系統的正常使用。所以，建立一個結構簡單，溫控效果優異，防外力性能好的電池熱管理系統是電動汽車發展的關鍵步驟之一。

而高分子共聚物的融化溫度需要110℃以上，針對工業化生產則需要消耗大量的能量來進行生產，成本很高且工藝復雜，同時，由于現有的相變材料潛熱較小，導熱性較差，無法滿足電池的降溫需求。

中國專利申請號為201910543421.1公開了一種電池散熱系統及車輛，其雖然公開了一種由膨脹石墨、氫化苯乙烯-聚乙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、石蠟組成的復合相變材料可以包覆電池，可以讓電池模組中的熱量散出，降低電池模組溫度，能夠有效防止相變材料熔化時發生泄漏，增強復合相變材料機械強度。但是，其經過復合后，其柔性強度比較低，在當熱量較大或長時間使用時，造成相變材料泄漏的可能性仍然較大，給電池使用造成危害。

發明內容

本申請提供了一種高導熱柔性相變材料的制備方法及電池模組，用于解決相變材料導熱性不佳、易碎與易泄露的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種高導熱柔性相變材料的制備方法，原料包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、石蠟與導熱增強劑，其制備步驟如下：

步驟一：將所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物置于有機溶劑中進行浸泡2-3小時，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物與所述有機溶劑的質量比為5：5-7，浸泡期間，進行攪拌直至形成苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物膠狀溶液；

步驟二：將所述石蠟在溫度為60℃的油浴鍋中進行溶解，當所述石蠟完全溶解后，加入所述導熱增強劑，所述石蠟與所述導熱增強劑的質量比為5-8：0.7-1.2，以1000rad/s的速度進行攪拌，經過攪拌均勻后，倒入模具中進行固化獲得復合相變材料，所述復合相變材料的相變溫度為45-50℃；