[發明專利]一種電池隔熱絕緣墊片

有效

• 申請號: 202310433435.4
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116154360B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 白元宇;朱力偉;蘇文濤;陳頔昕;解洪興;何新
• 申請（專利權）人: 柯靈愛爾（北京）環境技術中心;中科潤資（重慶）氣凝膠技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;C09J7/20;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B17/06;B32B33/00;B32B27/00;B32B27/06;B32B15/00;B32B15/04;B32B15/20;B32B15/14;B32B7/12
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1.一種隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述隔熱絕緣墊片至少含有一層纖維/氣凝膠復合層，所述纖維/氣凝膠復合層包括基材、聚酰亞胺以及氣凝膠，所述基材為玄武巖纖維，在所述基材中填充有氣凝膠，所述聚酰亞胺以交聯形式存在于隔熱絕緣墊片的氣凝膠和所述纖維中；所述纖維/氣凝膠復合層表面還包括膠粘劑層，所述膠粘劑層位于所述纖維/氣凝膠復合層的至少一個表面；所述隔熱絕緣墊片具有如下的性能：絕緣性能在500℃加熱10分鐘后，滿足下述至少一個條件：

A1）擊穿電壓：不低于10KV/mm；

A2）體積電阻率：大于等于1×10¹³?Ω/cm；

和，強度滿足下述至少一個條件：

B1）抗拉強度參數不低于2MPa；

B2）厚度不大于3mm時，挺度不低于85g/cm；

所述的隔熱絕緣墊片的制備方法包括如下步驟：

1）制備硅溶膠：將硅源、水、醇溶劑、聚酰亞胺粉粒混合制備硅溶膠，所述聚酰亞胺粉粒的添加量是硅溶膠質量的0.5%~5%，所述聚酰亞胺粉粒的粒徑范圍是600目~1200目；

2）制備凝膠：向步驟1）的硅溶膠中引入纖維預制件，得到凝膠；

3）溶劑置換：使用置換溶劑置換出凝膠中的液體后，得到中間體，所述置換溶劑選自甲醇、乙醇或其組合；

4）干燥：將步驟3）的中間體進行超臨界干燥，得到所述隔熱絕緣墊片；所述超臨界干燥的方法是，以乙醇為超臨界干燥的介質，預充N₂至釜內壓力為2MPa，以1℃/min的升溫速率將溫度升至270℃，保溫2~4h至壓力為8~10MPa，隨后緩慢釋放釜內壓力至常壓后，通入N₂吹掃釜內，冷卻至室溫后得到纖維/氣凝膠復合層，即所述隔熱絕緣墊片。

2.根據權利要求1所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述隔熱絕緣墊片的厚度不大于3mm。

3.根據權利要求2所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述基材為纖維氈或纖維布。

4.根據權利要求1-3任一項所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述隔熱絕緣墊片還包括中間層，所述中間層設置在所述纖維/氣凝膠復合層的任一個表面，所述中間層為聚合物薄片和/或金屬箔片，用于結構支撐和/或粘合；第一外層位于所述中間層的一側表面，當用于電池組時，所述第一外層朝向電池組；所述第一外層為所述纖維/氣凝膠復合層。

5.根據權利要求4所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述隔熱絕緣墊片還進一步包括第二外層；

所述第一外層的厚度為0.1-1.5mm；

所述中間層的厚度為0.1-0.5mm；

所述第二外層的厚度為0.1-1.5mm。

6.根據權利要求5所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述的隔熱絕緣墊片的制備方法進一步包括以下步驟：

5）設置結構增強層：在步驟4）的纖維/氣凝膠復合層的表面設置膠粘劑層和外膜層，得到包括膠粘劑層和外膜層的隔熱絕緣墊片；所述外膜層是熱縮膜；所述熱縮膜是聚乙烯熱縮膜、聚氯乙烯熱縮膜、多層共擠聚烯烴熱收縮膜、聚酰亞胺熱縮膜中的至少一種。

7.根據權利要求6所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，步驟1）中，硅源、醇溶劑與水的摩爾比為1:(7~20):3；

和/或，步驟1）中，所述硅源選自硅酸鈉、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷中的至少一種；

和/或，步驟1）中，所述醇溶劑是甲醇、乙醇或其組合；

步驟2）中，所述纖維預制件的厚度不大于3mm；

所述纖維預制件纖維中含有聚酰亞胺粉粒；

步驟5）中，所述外膜層設置在所述膠粘劑層的表面。

8.根據權利要求7所述的隔熱絕緣墊片，其特征在于，所述制備方法還包括以下步驟：

6）將步驟4）得到的纖維/氣凝膠復合層或步驟5）得到的包括結構增強層的纖維/氣凝膠復合層，與中間層結合，得到具有復合結構的隔熱絕緣墊片；

7）在步驟6）的中間層的另一側表面再結合步驟4）得到的纖維/氣凝膠復合層或步驟5）得到的包括結構增強層的纖維/氣凝膠復合層，得到具有三明治結構的隔熱絕緣墊片。