CN111534275A - 一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，具体涉及新能源汽车配件领域，包括A组分和B组分，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％‑50％、铂金催化剂：1％‑3％、改性导热填料：47％‑69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％‑50％、含氢硅油：2％‑4％、延时剂：1％‑2％、改性导热填料：44％‑67％。本发明制备由A组分和B组分组成的低密度隔热灌封胶，导热系数约为0.1W/(mK),经过10000次压缩回弹测试后，其抗压性能保持90％，且密度仅为0.55g/cm3,非常适合用作动力电池组的隔热材料，工过程可以实现全自动化灌封，无需人工装配，大大提升了装配效率。

Description

一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶
技术领域
本发明涉及新能源汽车配件技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶。
背景技术
新能源汽车是国家推行清洁出行和智慧城市的重要产业之一，新能源汽车行业市场体量巨大。新能源汽车的核心部件是动力电池，成千上万个动力电池串联和并联得到的电池包运行时功率密度大，夏天工作时，室外环境温度高达50℃。空气热量传导至电池内部，容易引起电池热失控，因此采用合适的隔热方案，阻隔环境热量进入到电池内部及其重要。
隔热材料有隔热泡棉如聚氨酯和有机硅泡棉，具有柔韧性好、导热系数低的优点，缺点是抗挤压能力差，由于电池在充放电过程中存在5％左右的体积膨胀和收缩，硅胶和聚氨酯泡棉在1000次压缩回弹后达到应力疲劳，出现撕裂现象。此外，采用泡棉隔热时，需要在泡棉两侧贴上双面胶，然后在装配到电池模组中，整个过程为人工装配，效率低下。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，本发明所要解决的技术问题是：现有硅胶泡棉和聚氨酯泡棉材料无法应对应力疲劳以及需要人工装配的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，包括A组分和B组分，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、铂金催化剂：1％-3％、改性导热填料：47％-69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、含氢硅油：2％-4％、延时剂：1％-2％、改性导热填料：44％-67％；所述乙烯基硅油设置为粘度100cp和粘度300cp的混合物，所述粘度100cp和粘度300cp的乙烯基硅油质量比设置为1:1，所述改性隔热填料设置为中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩，所述中空玻璃微珠与闭孔膨胀珍珠岩的质量比例设置为7:3。
在一个优选地实施方式中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、铂金催化剂：1％、改性导热填料：69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、含氢硅油：2％、延时剂：1％、改性导热填料：67％。
在一个优选地实施方式中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、铂金催化剂：3％、改性导热填料：47％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、含氢硅油：4％、延时剂：2％、改性导热填料：44％。
在一个优选地实施方式中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、铂金催化剂：2％、改性导热填料：58％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、含氢硅油：3％、延时剂：1.5％、改性导热填料：55.5％。
在一个优选地实施方式中，所述延时剂设置为1-乙炔基环己醇。
本发明还包括用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶制备方法，具体制备步骤如下：
A组分制备：
A1、中空玻璃微珠的改性制备：取100质量份中空玻璃微珠，加入质量份0.06-1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1-0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性中空玻璃微珠；
A2、闭孔膨胀珍珠岩的改性制备：取100质量份闭孔膨胀珍珠岩，加入质量份0.06-1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1-0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性闭孔膨胀珍珠岩；
A3、改性导热填料制备：取步骤A1中的改性中空玻璃微珠质量份70和步骤A2中的闭孔膨胀珍珠岩质量份30，混合得到复配的改性粉体，即改性导热填料；
A4、乙烯基硅油混料：取粘度为100cp和300cp的乙烯基硅油各100质量份，搅拌30min，得到乙烯基硅油；
A5、制备A组分：取步骤A4中制备的乙烯基硅油：质量份30-50、步骤A3中制备的改性导热填料：质量份为47-69，并加入质量份为1-3的铂金催化剂，搅拌1h得到A组分；
B组分制备：
B1、制备B组分：取质量份30-50的乙烯基硅油，质量份2-4的含氢硅油，质量份1-2的延时剂，质量份为44-67的改性隔热填料；搅拌1h得到B组分。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过制备由A组分和B组分组成的低密度隔热灌封胶，导热系数约为0.1W/(mK),经过10000次压缩回弹测试后，其抗压性能保持90％，避免现有的硅胶和聚氨酯泡棉在1000次压缩回弹后达到应力疲劳发生撕裂的现象，且密度仅为0.55g/cm3,较目前应用在新能源动力电池组的隔热泡棉质量较轻，非常适合用作动力电池组的隔热材料，工过程可以实现全自动化灌封，无需人工装配，大大提升了装配效率。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，包括A组分和B组分，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、铂金催化剂：1％-3％、改性导热填料：47％-69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、含氢硅油：2％-4％、延时剂：1％-2％、改性导热填料：44％-67％；所述乙烯基硅油设置为粘度100cp和粘度300cp的混合物，所述粘度100cp和粘度300cp的乙烯基硅油质量比设置为1:1，所述改性隔热填料设置为中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩，所述中空玻璃微珠与闭孔膨胀珍珠岩的质量比例设置为7:3；
而具体到本实施例中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、铂金催化剂：1％、改性导热填料：69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、含氢硅油：2％、延时剂：1％、改性导热填料：67％。
在一个优选地实施方式中，所述延时剂设置为1-乙炔基环己醇。
本发明还包括用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶制备方法，具体制备步骤如下：
A组分制备：
A1、中空玻璃微珠的改性制备：取100质量份中空玻璃微珠，加入质量份0.06的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性中空玻璃微珠；
A2、闭孔膨胀珍珠岩的改性制备：取100质量份闭孔膨胀珍珠岩，加入质量份0.06的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性闭孔膨胀珍珠岩；
A3、改性导热填料制备：取步骤A1中的改性中空玻璃微珠质量份70和步骤A2中的闭孔膨胀珍珠岩质量份30，混合得到复配的改性粉体，即改性导热填料；
A4、乙烯基硅油混料：取粘度为100cp和300cp的乙烯基硅油各100质量份，搅拌30min，得到乙烯基硅油；
A5、制备A组分：取步骤A4中制备的乙烯基硅油：质量份30、步骤A3中制备的改性导热填料：质量份为69，并加入质量份为1的铂金催化剂，搅拌1h得到A组分；
B组分制备：
B1、制备B组分：取质量份30的乙烯基硅油，质量份2的含氢硅油，质量份1的延时剂，质量份为67的改性隔热填料；搅拌1h得到B组分。
实施例2：
本发明提供了一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，包括A组分和B组分，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、铂金催化剂：1％-3％、改性导热填料：47％-69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、含氢硅油：2％-4％、延时剂：1％-2％、改性导热填料：44％-67％；所述乙烯基硅油设置为粘度100cp和粘度300cp的混合物，所述粘度100cp和粘度300cp的乙烯基硅油质量比设置为1:1，所述改性隔热填料设置为中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩，所述中空玻璃微珠与闭孔膨胀珍珠岩的质量比例设置为7:3；
而具体到本实施例中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、铂金催化剂：3％、改性导热填料：47％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、含氢硅油：4％、延时剂：2％、改性导热填料：44％。
在一个优选地实施方式中，所述延时剂设置为1-乙炔基环己醇。
本发明还包括用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶制备方法，具体制备步骤如下：
A组分制备：
A1、中空玻璃微珠的改性制备：取100质量份中空玻璃微珠，加入质量份1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性中空玻璃微珠；
A2、闭孔膨胀珍珠岩的改性制备：取100质量份闭孔膨胀珍珠岩，加入质量份1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性闭孔膨胀珍珠岩；
A3、改性导热填料制备：取步骤A1中的改性中空玻璃微珠质量份70和步骤A2中的闭孔膨胀珍珠岩质量份30，混合得到复配的改性粉体，即改性导热填料；
A4、乙烯基硅油混料：取粘度为100cp和300cp的乙烯基硅油各100质量份，搅拌30min，得到乙烯基硅油；
A5、制备A组分：取步骤A4中制备的乙烯基硅油：质量份50、步骤A3中制备的改性导热填料：质量份为47，并加入质量份为3的铂金催化剂，搅拌1h得到A组分；
B组分制备：
B1、制备B组分：取质量份50的乙烯基硅油，质量份4的含氢硅油，质量份2的延时剂，质量份为44的改性隔热填料；搅拌1h得到B组分。
实施例3：
本发明提供了一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，包括A组分和B组分，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、铂金催化剂：1％-3％、改性导热填料：47％-69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、含氢硅油：2％-4％、延时剂：1％-2％、改性导热填料：44％-67％；所述乙烯基硅油设置为粘度100cp和粘度300cp的混合物，所述粘度100cp和粘度300cp的乙烯基硅油质量比设置为1:1，所述改性隔热填料设置为中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩，所述中空玻璃微珠与闭孔膨胀珍珠岩的质量比例设置为7:3；
而具体到本实施例中，其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、铂金催化剂：2％、改性导热填料：58％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、含氢硅油：3％、延时剂：1.5％、改性导热填料：55.5％。
在一个优选地实施方式中，所述延时剂设置为1-乙炔基环己醇。
本发明还包括用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶制备方法，具体制备步骤如下：
A组分制备：
A1、中空玻璃微珠的改性制备：取100质量份中空玻璃微珠，加入质量份0.08的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.2ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性中空玻璃微珠；
A2、闭孔膨胀珍珠岩的改性制备：取100质量份闭孔膨胀珍珠岩，加入质量份0.08的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.2ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性闭孔膨胀珍珠岩；
A3、改性导热填料制备：取步骤A1中的改性中空玻璃微珠质量份70和步骤A2中的闭孔膨胀珍珠岩质量份30，混合得到复配的改性粉体，即改性导热填料；
A4、乙烯基硅油混料：取粘度为100cp和300cp的乙烯基硅油各100质量份，搅拌30min，得到乙烯基硅油；
A5、制备A组分：取步骤A4中制备的乙烯基硅油：质量份40、步骤A3中制备的改性导热填料：质量份为58，并加入质量份为2的铂金催化剂，搅拌1h得到A组分；
B组分制备：
B1、制备B组分：取质量份40的乙烯基硅油，质量份3的含氢硅油，质量份1.5的延时剂，质量份为55.5的改性隔热填料；搅拌1h得到B组分。
实施例4：
分别取上述实施例1-3所制得的低密度隔热灌封胶进行数据测试，得到以下数据：
密度/g·cm<sup>-3</sup> 导热系数/W/(mK) 压缩回弹次数
实施例1 0.55 0.089 9045
实施例2 0.67 0.122 12067
实施例3 0.59 0.102 10883
由上表可知，实施例1中原料配合比例适中，采用该方法制备的低密度隔热灌封胶，密度仅为0.55g/cm3,导热系数为0.089W/(mK)，经过10000次压缩回弹测试后，其抗压性能保持90％以上，非常适合用作动力电池组的隔热材料。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，包括A组分和B组分，其特征在于：其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、铂金催化剂：1％-3％、改性导热填料：47％-69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％-50％、含氢硅油：2％-4％、延时剂：1％-2％、改性导热填料：44％-67％；所述乙烯基硅油设置为粘度100cp和粘度300cp的混合物，所述粘度100cp和粘度300cp的乙烯基硅油质量比设置为1:1，所述改性隔热填料设置为中空玻璃微珠和闭孔膨胀珍珠岩，所述中空玻璃微珠与闭孔膨胀珍珠岩的质量比例设置为7:3。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，其特征在于：其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、铂金催化剂：1％、改性导热填料：69％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：30％、含氢硅油：2％、延时剂：1％、改性导热填料：67％。
3.根据权利要求1所述的一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，其特征在于：其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、铂金催化剂：3％、改性导热填料：47％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：50％、含氢硅油：4％、延时剂：2％、改性导热填料：44％。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，其特征在于：其中A组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、铂金催化剂：2％、改性导热填料：58％，所述B组分按重量百分比计包括乙烯基硅油：40％、含氢硅油：3％、延时剂：1.5％、改性导热填料：55.5％。
5.根据权利要求1所述的一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，其特征在于：所述延时剂设置为1-乙炔基环己醇。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶，其特征在于：还包括用于新能源动力电池模组的低密度隔热灌封胶制备方法，具体制备步骤如下：
A组分制备：
A1、中空玻璃微珠的改性制备：取100质量份中空玻璃微珠，加入质量份0.06-1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1-0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性中空玻璃微珠；
A2、闭孔膨胀珍珠岩的改性制备：取100质量份闭孔膨胀珍珠岩，加入质量份0.06-1的正十二烷基三甲氧基硅烷，加入10质量份的水，30质量份的乙醇，加入0.1-0.3ml冰乙酸，搅拌粉体20min，在80℃真空烘烤粉体24h，最终得到改性闭孔膨胀珍珠岩；
A3、改性导热填料制备：取步骤A1中的改性中空玻璃微珠质量份70和步骤A2中的闭孔膨胀珍珠岩质量份30，混合得到复配的改性粉体，即改性导热填料；
A4、乙烯基硅油混料：取粘度为100cp和300cp的乙烯基硅油各100质量份，搅拌30min，得到乙烯基硅油；
A5、制备A组分：取步骤A4中制备的乙烯基硅油：质量份30-50、步骤A3中制备的改性导热填料：质量份为47-69，并加入质量份为1-3的铂金催化剂，搅拌1h得到A组分；
B组分制备：
B1、制备B组分：取质量份30-50的乙烯基硅油，质量份2-4的含氢硅油，质量份1-2的延时剂，质量份为44-67的改性隔热填料；搅拌1h得到B组分。
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