CN107732038A - 一种含有相变储能材料的蓄电池外壳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有相变储能材料的蓄电池外壳,所述外壳中包含有相变储能材料。本发明的含有相变储能材料的蓄电池外壳在不额外耗能的前提下,可有效提升蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命,而且可以减缓蓄电池在高温条件下的寿命衰减和板栅腐蚀速度,同时可以增加电解液的流动性,增加极板活性物质的利用率,使蓄电池具有更好的温度适应能力,全面改善蓄电池的高低温性能。
Description
技术领域
本发明属于化学电源相关材料领域,涉及一种含有相变储能材料的蓄电池外壳及其制备方法。
背景技术
蓄电池的电学性能和寿命受温度影响较大,一般蓄电池的适宜使用温度为20~25℃。当环境温度较高时,蓄电池失水加剧、板栅腐蚀速度加快,蓄电池寿命明显缩短;当环境温度较低时,蓄电池内部活性物质反应速度降低,电解液流动性变差,蓄电池容量明显降低,极板容易发生硫酸盐化,造成蓄电池容量和寿命缩短。这使得铅酸蓄电池的应用受到了很大的限制。
传统蓄电池外壳主要为高分子材料,如ABS、PP、PE等,这些外壳具有较好的机械强度和绝缘性能,因此被广泛应用于蓄电池生产,但这些外壳不具备相变储能的能力,不能满足蓄电池高低温的使用要求,电池在较高温度或较低温度条件下使用时,造成电池失效。例如,专利201410501206.2公开了一种蓄电池外壳用料及其制备方法,采用PP、云母粉、β晶型成核剂等制备蓄电池外壳,使外壳具有特定的冲击特性、弯曲特性和拉伸特性;专利201320172537.7公开了一种自动加热型启动用锂离子蓄电池,其外壳具有加热套,可自动判别自身温度环境,低温环境下蓄电池能自动进行内部加热,激活蓄电池的电性能,提升起动能力。从已经公开的方法可见,目前的蓄电池外壳均未采用储能相变材料,有的外壳虽然具有加热功能以克服低温缺陷,但没有考虑到高温条件对电池的影响,且需要额外耗能对电池进行温度补偿,这样的外壳还是无法根本解决电池高低温性能不佳的问题。
因此,需要一种新的蓄电池外壳以解决上述问题。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷,提供一种含有相变储能材料的蓄电池外壳。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种含有相变储能材料的蓄电池外壳,所述外壳中包含有相变储能材料。
更进一步的,所述相变储能材料为相变储能材料本身或相变储能微胶囊。
更进一步的,所述相变储能材料为CH3OONa·3H2O、CH3OONa·2H2O、CH3OOLi·2H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Mg(NO3)2·4H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·H2O、Na2SO4·10H2O、FeSO4·7H2O、Na2HPO4·12H2O、K3PO4·7H2O、Na3PO4·12H2O、Na2CO3·12H2O、CaCl2·6H2O、KF·4H2O、石蜡、脂肪酸类和多元醇中的一种或几种的混合物。
更进一步的,所述相变储能微胶囊的相变点为-5℃~25℃。当环境温度高于相变点时,相变储能微胶囊吸收热量;当环境温度低于相变点时,相变储能微胶囊释放热量;在吸收和释放热量的过程中,相变储能微胶囊的温度维持在相变点温度。
更进一步的,所述相变储能材料在所述外壳中的重量百分比为:0%<MPCM/M外壳<100%,其中,MPCM为相变储能材料的重量,M外壳为外壳的重量。
更进一步的,所述相变储能材料和外壳的混合方式为相变储能材料与外壳的原材料直接混合、将相变储能材料填充到外壳的夹层中、包覆在外壳的外部和/或包覆在外壳的内部。
发明原理:本发明采用相变储能材料与外壳结合,将相变材料融入蓄电池外壳中,使得外壳具有良好的储热和保温能力;将这种外壳应用于蓄电池中,由于外壳紧邻极板,因此当蓄电池内部温度高于相变材料的相变点温度时,蓄电池内部的热量可以被隔板迅速吸收,而当蓄电池内部温度低于相变材料的相变点温度时,隔板会将热量释放出来,从而使蓄电池内部温度无明显改变。
有益效果:本发明的含有相变储能材料的蓄电池外壳在不额外耗能的前提下,可有效提升蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命,而且可以减缓蓄电池在高温条件下的寿命衰减和板栅腐蚀速度,同时可以增加电解液的流动性,增加极板活性物质的利用率,使蓄电池具有更好的温度适应能力,全面改善蓄电池的高低温性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
首先,按ABS颗粒90%、注塑材料5%、相变储能材料5%的重量百分比称量各组分。微胶囊的相变点为25℃,微胶囊中相变材料为石蜡、多元醇及无机相变材料的混合物。
其次,将上述原理混合均匀,后按ABS外壳生产工艺进行熔融、入模、冷却脱模等工序制成含有相变储能材料的蓄电池外壳产品。
该外壳可直接用于铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池的生产。
实施例2
首先,制备带有空心夹层及灌注口的PP外壳。
其次,将相变储能材料用灌注设备或手工通过灌注口注入外壳夹层内。微胶囊的相变点为15℃,相变储能材料为Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·H2O及Na3PO4·12H2O的混合物。
最后,将灌注口密封,得到含有储能相变材料夹层的PP外壳。
该外壳可直接用于铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池的生产。
实施例3
首先,配置相变储能微胶囊的50%水分散液。微胶囊的相变点为-5℃,微胶囊中包裹的相变储能材料为Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·H2O、Na3PO4·12H2O、KF·4H2O及CaCl2·6H2O的混合物。
其次,利用喷涂设备将该分散液均匀喷洒在普通PE外壳的外表面,喷洒厚度为5~50μm。
最后,将喷好的外壳进行烘干,得到外部覆有相变储能材料的PE外壳。
该外壳可直接用于铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池的生产。
实施例4
首先,配置相变储能微胶囊的50%水分散液。微胶囊的相变点为15℃,微胶囊中相变材料为多种有机相变材料的混合物。
其次,利用喷涂设备将该分散液均匀喷洒在普通ABS外壳的内表面,喷洒厚度为20~80μm。
最后,将喷好的外壳进行烘干,得到内部覆有相变储能材料的PE外壳。
该外壳可直接用于铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池的生产。
实施例5
首先,制备可以包裹ABS外壳的空心袋,并用该空心袋将ABS外壳进行包裹。
其次,将相变储能材料用灌注设备或手工注入到袋内。微胶囊的相变点为15℃,微胶囊中相变材料为多种有机及无机相变材料的混合物。
最后,密封空心袋,得到外部含有储能相变材料层的ABS外壳。
该外壳可直接用于铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池的生产。
Claims (6)
1.一种含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述外壳中包含相变储能材料。
2.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述相变储能材料为相变储能材料本身或相变储能微胶囊。
3.如权利要求2所述的含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述相变储能微胶囊中包括具有相变储能特性的材料,所述具有相变储能特性的材料为CH3OONa·3H2O、CH3OONa·2H2O、CH3OOLi·2H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Mg(NO3)2·4H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·H2O、Na2SO4·10H2O、FeSO4·7H2O、Na2HPO4·12H2O、K3PO4·7H2O、Na3PO4·12H2O、Na2CO3·12H2O、CaCl2·6H2O、KF·4H2O、石蜡、脂肪酸类和多元醇中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求2所述的含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述相变储能微胶囊的相变点为-5℃~25℃。
5.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述相变储能材料在所述外壳中的重量百分比为:0%<MPCM/M外壳<100%,其中,MPCM为相变储能材料的重量,M外壳为外壳的重量。
6.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池外壳,其特征在于,所述相变储能材料在所述防护箱中的形式为:相变储能材料与外壳的原材料直接混合、将相变储能材料填充到外壳的夹层中、包覆在外壳的外部和/或包覆在外壳的内部。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 225600 Gaoyou Battery Industrial Park, Gaoyou Economic Development Zone, Jiangsu, Yangzhou Applicant after: HUAFU HIGH TECHNOLOGY ENERGY STORAGE Co.,Ltd. Address before: 225603 Jiangsu Huafu storage energy new technology Limited by Share Ltd of Gaoyou City Battery Industrial Park, Gaoyou City, Zhenjiang City, Jiangsu Province Applicant before: HUAFU HIGH TECHNOLOGY ENERGY STORAGE Co.,Ltd. |
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180223 |