CN107946487A - 一种含有相变储能材料的蓄电池防护箱 - Google Patents

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李平
李一平
王兴锋
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董志成
于尊奎
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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防护箱，所述铅蓄电池中包含相变储能材料。本发明的含有相变储能材料的蓄电池防护箱在不额外耗能的前提下，可有效提升铅蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命，而且可以减缓铅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，使铅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

一种含有相变储能材料的蓄电池防护箱
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防护箱。
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。
传统蓄电池防护箱主要为高分子材料，如ABS、PP、PE等，这些防护箱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防护，但这些防护箱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201310387295.8公开了一种太阳能蓄电池地埋箱，包括密封的箱体和顶盖，箱体与顶盖之间设有内盖，内盖连接在箱体内壁上，太阳能蓄电池设置在箱体与内盖之间的密封空间内，顶盖和内盖上设有相对应的螺孔并通过螺栓固定连接；专利201420585454.5公开了一种蓄电池防护箱，具有良好防水性能，有效防止因蓄电池箱进水而导致蓄电池损坏。从已经公开的方法可见，目前的蓄电池防护箱均未采用储能相变材料，这样的防护箱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防护箱以解决上述问题。
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防护箱。
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防护箱，所述防护箱中包括相变储能材料。
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-25℃～40℃。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防护箱中的重量百分比为：0％<MPCM/M防护箱<100％，其中，MPCM为相变储能材料的重量，M防护箱为防护箱的重量。
更进一步的，所述防护箱还包括金属材料、无机材料和有机材料中的一种或几种。
更进一步的，所述相变储能材料在所述防护箱中的形式为：相变储能材料与防护箱的原材料直接混合、相变储能材料设置在所述防护箱的夹层内、相变储能材料包覆在防护箱的外部和/或相变储能材料包覆在防护箱的内部。
发明原理：本发明将相变材料融入蓄电池防护箱中，使得防护箱具有良好的储热和保温能力；将蓄电池置于这种防护箱中，由于相变储能材料自身具有保温的特点，因此当蓄电池温度高于相变材料的相变点温度时，蓄电池的热量可以被防护箱迅速吸收，而当蓄电池温度低于相变材料的相变点温度时，防护箱会将热量释放出来，从而使蓄电池温度无明显改变。
有益效果：本发明的含有相变储能材料的蓄电池防护箱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防护箱生产工艺进行熔融、入模、冷却脱模等工序制成含有相变储能材料的蓄电池防护箱产品。
将铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池置于该防护箱内，可直接实现对蓄电池的防护和保温功能。
实施例2
首先，制备带有空心夹层及灌注口的PP防护箱。
其次，将相变储能材料用灌注设备或手工通过灌注口注入防护箱夹层内。微胶囊的相变点为40℃，相变储能材料为Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·H2O及Na3PO4·12H2O等的混合物。
最后，将灌注口密封，得到含有储能相变材料夹层的PP防护箱。
将铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池置于该防护箱内，可直接实现对蓄电池的防护和保温功能。
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0℃，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等的混合物。
其次，利用喷涂设备将该分散液均匀喷洒在普通PE防护箱的外表面，喷洒厚度为5～50μm。
最后，将喷好的防护箱进行烘干，得到外部覆有相变储能材料的PE防护箱。
将铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池置于该防护箱内，可直接实现对蓄电池的防护和保温功能。
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SiO2防护箱的内表面，喷洒厚度为20～80μm。
最后，将喷好的防护箱进行烘干，得到内部覆有相变储能材料的SiO2防护箱。
将铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池置于该防护箱内，可直接实现对蓄电池的防护和保温功能。
实施例5
首先，制备可以包裹304不锈钢防护箱的空心袋，并用该空心袋将304不锈钢防护箱进行包裹。
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-5℃，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304不锈钢防护箱。
将铅蓄电池或锂离子电池等蓄电池置于该防护箱内，可直接实现对蓄电池的防护和保温功能。

Claims (7)

1.一种含有相变储能材料的蓄电池防护箱，其特征在于，所述防护箱中包括相变储能材料。
2.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池防护箱，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防护箱，其特征在于，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。
4.如权利要求2所述的含有相变储能材料的蓄电池防护箱，其特征在于，所述相变储能微胶囊的相变点为-25℃～40℃。
5.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池防护箱，其特征在于，所述相变储能材料在所述防护箱中的重量百分比为：0％<MPCM/M防护箱<100％，其中，MPCM为相变储能材料的重量，M防护箱为防护箱的重量。
6.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池防护箱，其特征在于，所述防护箱还包括金属材料、无机材料和有机材料中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的含有相变储能材料的蓄电池防护箱，其特征在于，所述相变储能材料在所述防护箱中的形式为：相变储能材料与防护箱的原材料直接混合、相变储能材料设置在所述防护箱的夹层内、相变储能材料包覆在防护箱的外部和/或相变储能材料包覆在防护箱的内部。
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