CN111218259B - 一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法 - Google Patents

一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法，冷却液按以下组分比例经混合搅拌而成：乙二醇25%‑95%；唑类化合物0.5%‑3%；复合缓蚀剂0.2%‑2%；余量为去离子水；本发明提供的新能源汽车动力电池冷却液与现有技术的冷却液相比，不含无机盐，复配有机特效缓蚀剂，使本发明的动力电池冷却液具有优异的金属防腐蚀作用，同时具有长效的极低的电导率，满足新能源汽车动力电池冷却系统对冷却液的冷却、防腐、绝缘、长效等要求。

Description

一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车动力电池冷却液技术领域，具体涉及一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法。
背景技术
新能源汽车主要依靠驱动电机将动力电池储存的电能转化为车轮行进的动能从而驱使车辆运行，动力电池的冷却性能的好坏直接影响电池的效率，同时也会影响到电池寿命和使用安全。动力电池的冷却目前主要分为风冷和液冷两大类：风冷又分为自然对流、自然风强制对流和空调冷风强制对流；液冷分为冷却液冷却和制冷剂冷却。
现有的冷却液多采用无机盐配方，或是有机酸/无机盐混合型配方，具有极高的电导率，通常在2000 μs/cm以上；在动力电池冷却系统中使用传统的高导电性冷却液，可能会因漏电引起触电危险；因此，需要提供低电导性的冷却液，通常其电导率应该控制在20 μs/cm以下。
除了低电导性，应用于新能源汽车动力电池的冷却液还应对冷却系统的各种金属及非金属材料具有保护作用，防止发生腐蚀、泄露，同时冷却液还应具有良好的防结垢、防冻等特性。CN102925119 B公开了一种动力电池冷却的冷却液及其制备方法，选取经表面改性的纳米颗粒固体添加物，提升冷却效率；CN 107768766 A公开了一种动力电池用冷却液及其制备方法和应用，所述冷却液可加快动力电池模组的热量释放；但是上述专利均未体现出动力电池冷却液的绝缘低电导性；CN 106785222 A公开了一种用于电池恒温控制的冷却液及其制备方法，采用高速分散的乳化技术结合相变技术优化冷却液的热容以及阻燃、抗电解化学反应，但其制备工艺复杂，对人员技术水平要求较高，并且电导率在80-100μs/cm。
发明内容
本发明设计了一种新能源汽车动力电池冷却液及其制备方法，其解决了现有动力电池导电率高的问题。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种新能源汽车动力电池冷却液，按以下组分比例经混合搅拌而成：
乙二醇 25%-95%；
唑类化合物 0.5%-3%；
复合缓蚀剂 0.2%-2%；
去离子水 余量。
进一步地，唑类化合物选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、丁基苯并三唑和巯基苯并噻唑中的一种或多种。
进一步地，唑类化合物选自苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。
进一步地，复合缓蚀剂为硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的组合物。
进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:0.5-2。
进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:1。
进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂选自磺酸基硅氧烷酮和胺基硅氧烷酮中的一种。
进一步地，咪唑啉缓蚀剂选自羧乙基两性咪唑啉、十七烯基胺乙基咪唑啉以及十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐中的一种或多种。
进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂中的硅氧烷酮满足以下分子式结构：
Figure 994503DEST_PATH_IMAGE001
其中，R= -CH2-CH2- 或-CH2-CH2-CH2- ；X= -SO3H 或 -NH2。
相应地，本发明还提供一种上述所述新能源汽车动力电池冷却液制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10-40分钟；
S2：然后再按照比例将唑类化合物、复合缓蚀剂依次投入反应釜中；
S3：在常温下搅拌直至完全溶解即可。
该新能源汽车动力电池冷却液具有以下有益效果：
本发明提供的新能源汽车动力电池冷却液与现有技术的冷却液相比，不含无机盐，复配有机特效缓蚀剂，使本发明的动力电池冷却液具有优异的金属防腐蚀作用，同时具有长效的极低的电导率，满足新能源汽车动力电池冷却系统对冷却液的冷却、防腐、绝缘、长效等要求。
附图说明
图1：本发明一种新能源汽车动力电池冷却液制备方法。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
本发明提出了一种新能源汽车动力电池冷却液，按以下组分比例经混合搅拌而成：
组分： 重量百分数：
乙二醇 25%-95%；
唑类化合物 0.5%-3%；
复合缓蚀剂 0.2%-2%；
去离子水 余量；
上述方案，冷却液的电导率不超过20μs/cm；本发明提供的新能源汽车动力电池冷却液，专门应用于新能源汽车的动力电池冷却液，动力电池冷却液不含无机盐，选用的低电导率的特殊复合缓蚀剂与唑类化合物协同作用，使动力电池冷却液具有优异的抗冻性能以及金属保护作用的同时，电导率低于20μs/cm且不含无机盐。
优选地，结合上述方案，本实施中，唑类化合物选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、丁基苯并三唑和巯基苯并噻唑中的一种或多种；进一步地，唑类化合物选自苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑；采用上述方案，利用唑类化合物在铜表面形成一层致密薄膜，可有效抑制铜的腐蚀，避免动力电池冷却液腐蚀汽车部件。
优选地，结合上述方案，本实施中，复合缓蚀剂为硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的组合物；采用本实施例提供的方案，复合缓蚀剂中硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂协同作用：硅氧烷酮与铝形成极强的Al-O-Si键，吸附在铝金属表面，形成一层致密的保护膜，从而抑制金属腐蚀，为电动汽车的金属部件提供保护，进一步地避免腐蚀。
优选地，结合上述方案，本实施中，硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:0.5-2；进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:1；进一步地，硅氧烷酮缓蚀剂选自磺酸基硅氧烷酮和胺基硅氧烷酮中的一种；采用上述方案，咪唑啉缓蚀剂分子提供电子，与金属形成配位键从而牢固吸附在金属表面，从而保护金属抑制腐蚀。本实施例中，发明人经过大量的实验，硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:0.5-2时，可有效提高硅氧烷酮缓蚀剂对金属的保护作用；特别地，当硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:1时，对金属的抗缓蚀效果达到最佳；采用上述方案，在唑类化合物和复合缓蚀剂协同作用，对电动汽车金属部件提供优异的保护，有效防止金属腐蚀和导致电导率的增加的离子浸出，满足动力电池冷却液低电导率要求。
优选地，结合上述方案，本实施中，咪唑啉缓蚀剂选自羧乙基两性咪唑啉、十七烯基胺乙基咪唑啉以及十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐中的一种或多种。
优选地，结合上述方案，本实施中，硅氧烷酮缓蚀剂中的硅氧烷酮满足以下分子式结构：
Figure 255851DEST_PATH_IMAGE001
其中，R= -CH2-CH2- 或-CH2-CH2-CH2- ；X= -SO3H 或 -NH2。
采用上述方案，本发明利用唑类化合物在铜表面形成一层致密薄膜，有效抑制铜的腐蚀；同时，复合缓蚀剂中硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂协同作用：硅氧烷酮与铝形成极强的Al-O-Si键，吸附在铝金属表面，形成一层致密的保护膜，从而抑制金属腐蚀，为电动汽车金属部件提供保护；进一步地，咪唑啉缓蚀剂分子提供电子，与金属形成配位键从而牢固吸附在金属表面，从而保护金属抑制腐蚀；本发明经过大量的实验，硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:0.5-2时，可有效提高硅氧烷酮缓蚀剂对金属的保护作用；特别地，硅氧烷酮和咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:1时，对金属的缓蚀效果达到最佳；本发明提供的方案，在唑类化合物和复合缓蚀剂协同作用，对金属提供优异的保护，有效防止金属腐蚀和导致电导率的增加的离子浸出，满足动力电池冷却液低电导率要求。
相应地，结合上述方案，如图1所示，本发明还提出一种根据上述所述新能源汽车动力电池冷却液制备方法，包括以下步骤：
S1：将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10-40分钟；
S2：然后再按照比例将唑类化合物、复合缓蚀剂依次投入反应釜中；
S3：在常温下搅拌直至完全溶解即可。
结合上述方案，本实施例中，本发明低电导率动力电池冷却液配方经过大量的筛选实验，得到了经济合理、技术优异的配方组合。各个实施例的具体组分及比例如表1所示；其制备方法包括以下步骤：按照配方规定的各物质的量，将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10分钟，然后再按照比例将唑类化合物、复合缓蚀剂依次投入反应釜中，在常温下搅拌直至完全溶解即可。
表1 动力电池冷却液的组分及比例
Figure DEST_PATH_IMAGE002
金属腐蚀性测试实验方法，将砂纸打磨后的铸铝、黄铜、不锈钢试片串成试片组，浸没在冷却液中，50℃±2℃条件下放置336小时，称量记录实验前后试片的质量变化。
将本发明的实施例3的冷却液按照上述金属腐蚀实验方法进行性能测试，并且测量试验前后电导率数值，得到其性能指标数据以及与传统冷却液的对比数据，如表2所示。
表2动力电池冷却液性能指标
Figure DEST_PATH_IMAGE003
可见，本发明的动力电池冷却液具有极低的电导率的同时，具有优异的金属防腐蚀作用，满足新能源汽车动力电池冷却系统对冷却液的冷却、防腐、绝缘、长效的各项要求，效果明显优于现有技术中的冷却液。
本发明提供的新能源汽车动力电池冷却液与现有技术的冷却液相比，不含无机盐，复配有机特效缓蚀剂，使本发明的动力电池冷却液具有优异的金属防腐蚀作用，同时具有长效的极低的电导率，满足新能源汽车动力电池冷却系统对冷却液的冷却、防腐、绝缘、长效等要求。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新能源汽车动力电池冷却液，其特征在于，按以下重量百分比的组分经混合搅拌而成：
乙二醇 25%-95%；
唑类化合物 0.5%-3%；
复合缓蚀剂 0.2%-2%；
去离子水 余量；
所述复合缓蚀剂为硅氧烷酮缓蚀剂和咪唑啉缓蚀剂的组合物，所述硅氧烷酮缓蚀剂和所述咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:0.5-2；所述硅氧烷酮缓蚀剂中的硅氧烷酮满足以下分子式结构：
Figure 418759DEST_PATH_IMAGE001
其中，所述R= -CH2-CH2- 或-CH2-CH2-CH2- ；所述X= -SO3H 或 -NH2；
所述咪唑啉缓蚀剂选自羧乙基两性咪唑啉、十七烯基胺乙基咪唑啉以及十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池冷却液，其特征在于，所述唑类化合物选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、丁基苯并三唑和巯基苯并噻唑中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池冷却液，其特征在于，所述唑类化合物选自苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池冷却液，其特征在于，所述硅氧烷酮缓蚀剂和所述咪唑啉缓蚀剂的重量比为1:1。
5.一种根据权利要求1至4任一项所述新能源汽车动力电池冷却液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10-40分钟；
S2：然后再按照比例将唑类化合物、复合缓蚀剂依次投入反应釜中；
S3：在常温下搅拌直至完全溶解即可。
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