CN111989381A

CN111989381A - 散热液组合物和包括该散热液组合物的电池模块

Info

Publication number: CN111989381A
Application number: CN201980026495.6A
Authority: CN
Inventors: 权敬颜; 全汶锡
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: WO2020130721A1; EP3757188A1; EP3757188A4; KR102481464B1; PL3757188T3; HUE061721T2; US20210184293A1; KR20200077328A; US11749857B2; EP3757188B1; CN111989381B

Abstract

本公开内容涉及一种散热液组合物、其制备方法、以及包括所述散热液组合物的电池模块和电池包。更具体地，涉及保持优异的散热性能的散热液组合物以及由其制备的电池模块和电池包。

Description

散热液组合物和包括该散热液组合物的电池模块

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求于2018年12月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0166727的权益，其公开内容通过引用全部并入本说明书中。

本公开内容涉及一种散热液组合物、其制备方法以及包括所述散热液组合物的电池模块和电池包。

背景技术

二次电池可以说是智能电网的核心技术，它通过串联和并联连接各种类型的电池单元可以存储大容量的电力并进行充电和放电。研究在各个机构中积极地进行以进一步提高电池的电容量，这样可以提高电动汽车的行驶里程并便于在家庭和工业中使用储存的电能，从而丰富人们的生活。

然而，当提高电池模块内部的功率密度以提高二次电池的电容量时，存在由于大容量能量的高速充电和放电而出现的热问题。如果不控制电池模块内部的热量，在造成爆炸和火灾危险的同时，电池的使用寿命急剧下降。为了解决这一问题，需要高散热性能以快速释放电池模块内部的热量。为此，存在一种空气冷却方法，通过驱动风扇迫使空气从大气中穿过电池单元流动并从电池模块中释放出去来控制热量。然而，由于风扇的这种使用，使模块的体积最大化，从而导致诸如噪音、成本上升和驱动风扇需要的功率损失的问题。

因此，为了取代空气冷却方法，已经尝试通过用液体浸渍电池单元代替在包括电池单元的模块内部安装风扇来改善散热性能。

然而，如果使用诸如水、乙二醇等物质作为散热液，由于这类液体的高导电性，因此这些物质可能引起电池单元等爆炸的危险。因此，使用的液体包括具有高电绝缘性能的油类液体。到目前为止，已知导热油包括传统的发动机机油、齿轮油、硅油、矿物油等。但是，存在的问题在于这类液体不足以令人满意地将由电池的重复高速充电和放电引起的热量散发出去。

因此，尝试了将导热的无机粒子与散热液混合的方法，以进一步改善散热性能。然而，经过很长一段时间，由于无机粒子的重量，无机粒子沉淀，从而造成显著降低散热性能的问题。

因此，迫切需要研究一种具有优异的散热性能并且不使为保持这种散热性能而添加的无机粒子发生沉淀的散热液组合物。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献0001)韩国专利公布No.10-2017-0051024

发明内容

【技术问题】

根据本公开内容，提供一种散热液组合物，该散热液组合物具有优异的散热性能，同时即使在长时间使用后仍保持优异的散热性能，并且使用的无机粒子不沉淀。

此外，提供一种散热液组合物的制备方法。

还提供一种包括所述散热液组合物的电池模块。

还提供一种包括所述电池模块的电池包。

【技术方案】

在本公开内容中，提供一种散热液组合物，包含：

不导电油；

基于100重量份的不导电油，

5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及

5重量份至50重量份的中空无机粒子，

其中，不导电油和第一液体是相分离的。

在本公开内容中，还提供一种散热液组合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)基于100重量份的不导电油，通过将不导电油和5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体混合，制备第一混合物；

(b)基于100重量份的不导电油，通过搅拌5重量份至50重量份的中空无机粒子和10重量份至100重量份的与第一液体可混溶的第二液体，制备第二混合物；以及

(c)将第二混合物混合到第一混合物中，使得基于100重量份的不导电油，中空无机粒子和第二液体之和为10重量份至100重量份，

其中，所述不导电油和第一液体是相分离的。

还提供了一种电池模块，包括：模块外壳；安装在所述模块外壳内部的电池单元；以及填充在所述模块外壳内的散热液组合物。

还提供了一种包括至少两个电池模块和容纳电池模块的包装外壳的电池包。

【有益效果】

根据本公开内容的散热液组合物，特别是用于电池模块的散热液组合物具有优异的散热性能，同时，因为其中包含的无机粒子无论组合物的粘度如何都不会沉淀，因此即使在重复充电和放电循环中也可以保持优异的散热性能。

附图说明

图1是根据一个实施例的包括模块外壳和电池单元的电池模块的分解透视图。

图2是根据一个实施例的电池模块的侧面的横截面图。

图3是示意性地示出根据一个实施例在充电和放电期间电池单元的温度变化的图。

图4是示出在实施例1中制备的散热液组合物的照片。

具体实施方案

在本公开内容中，术语“第一”、“第二”等用于描述各种组分，并且这些术语仅用于将某个组分与其它组分区分开来。

本文中使用的术语仅用于描述特定的实施方案的目的，不能用于限制本发明。单数形式意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还要理解的是，术语“包括”、“具有”或“拥有”特指存在所述特征、数字、步骤、组分或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、组分或它们的组合。

此外，在本公开内容中，当每个层或每个元件被称为形成在各个层或各个元件“上”时，意味着每个层或每个元件直接形成在各个层或各个元件上，或者在各层之间或在对象和基底上还可以形成另一层或另一元件。

由于本发明可以被各种修改并且具有各种形式，因此以实施例的方式示出其具体实施方案并对其详细描述。然而，这不意在将本发明限于所公开的特定形式，应当理解，本发明包括本发明的思想和技术范围内的所有修改、等同物和替换。

(散热液组合物)

根据本公开内容的一个实施方案的散热液组合物，包含：

不导电油；

基于100重量份的不导电油，5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及

基于100重量份的不导电油，5重量份至50重量份的中空无机粒子，

其中，不导电油和第一液体是相分离的。

在传统电池冷却方法中使用的散热液组合物包含无机粒子以改善散热性能。然而，随着时间的推移，无机粒子在组合物中沉淀，因此不利于改善散热性能。

为了解决上述问题，根据本公开内容的散热液组合物可以包含不导电油和第一液体作为两种液体，这两种液体彼此不混溶，因此是相分离的。在本说明书中，“不导电油和第一液体是相分离的”可以表示这两种液体彼此不混溶并分成两个单独的层。这可以通过确定将这两种液体混合后的一定时间后，例如5分钟内，两个液体层的至少90％或95％至100％分成单独的层来确认。

优选地，第一液体可以位于散热液组合物的上部，而不导电油可以位于其下部。在上述相分离的组合物中存在的中空无机粒子即使在长时间后也不会沉淀，与所用液体的粘度无关，因此可以有助于改善散热性能。因此，尽管二次电池重复充电和放电，散热液组合物也可以保持优异的散热性能，因此可以适合用作二次电池的电池模块。

此外，散热液组合物还可以包含与第一液体可混溶的第二液体。此时，第一液体和第二液体相互混溶的状态可以通过确定将这两种液体混合后的一段时间后，例如5分钟内，两个液体层的至少50％或80％至100％没有分成单独的层，而是保持为单个液体层来确认。

特别地，第二液体的至少一部分可以位于中空无机粒子的空穴中。含有第二液体的中空无机粒子可以以如下方式制备：在将不导电油和第一液体相互混合之前，在混合中空无机粒子与第二液体的过程中使第二液体渗透到中空无机粒子的空穴中。后面将描述该制备的细节。

由于第二液体存在于中空无机粒子的空穴中，因此该中空无机粒子的密度与在空穴中没有第二液体的中空无机粒子不同，可以变低，从而防止中空无机粒子在散热液组合物中沉淀。此外，第二液体与第一液体可混溶，但是与不导电油不可混溶。因此，由于第二液体，中空无机粒子可以倾向位于存在于散热液组合物上部的第一液体中，从而进一步防止沉淀。

以下，将针对每个配置更详细地描述根据本公开内容的一个实施方案的散热液组合物。

如上所述，根据本公开内容的不导电油通过与将中空无机粒子与液体结合的液体相分离以防止中空无机粒子沉淀而保持优异的散热性能。使用的这种不导电油可以是没有导电性因此显示出高的电绝缘性能且不会引起诸如电池爆炸等危险的油。因此，不导电油可以是介电常数为5以下的非极性物质。

特别地，不导电油可以是选自矿物油、硅油和植物油中的至少一种。矿物油可以是脂肪族矿物油或芳香族矿物油。此外，硅油可以是在分子末端没有羟基的硅油。此外，植物油可以是大豆油、椰子油、棕榈油、棉籽油、山茶油或氢化油。

优选地，使用的不导电油可以是硅油或植物油。例如，不导电油可以是可以保持优异的散热性能，同时具有优异的绝缘性能的大豆油。

此外，根据本公开内容使用的第一液体可以是介电常数为45以下且不会引起电问题并且还具有优异的导热率的导热液体，其20℃下的导热率值为0.10W/m·K以上，优选0.12W/m·K至0.3W/m·K。

特别地，第一液体的介电常数可以是5以上、10以上、或15以上，且为45以下、35以下、或30以下。如果第一液体的介电常数大于45，则该液体与散热性能或物质性能无关，但当包含在电池模块中时，可能导致如电池爆炸的电问题。此外，如果第一液体的介电常数太低，则该液体可能与不导电油不能相分离，因此可能不适合。例如，如果不导电油和第一液体之间的介电常数的差为10以上，则可以有效地发生相分离。同时，如果不导电油与第一液体之间的汉森溶解度参数之差为4.5Mpa^1/2以上，优选5Mpa^1/2以上，由于可以发生相分离以防止中空无机粒子沉淀，因此是优选的。

介电常数是介质的介电常数与真空的介电常数之间的比，可以使用介电常数测量仪(Sunraytec，型号名称871)在42ml的液体体积并在25℃的温度下测量。

例如，第一液体可以是乙醇、2-丙醇或2-甲基丙醇(异丁醇)。在上述条件下使用介电常数测量仪测量的乙醇、2-丙醇和2-甲基丙醇的介电常数分别等于24.6、18.3和17.3，适合在散热液组合物中使用。

此外，第一液体的密度可以低于不导电油的密度。例如，第一液体在25℃下的密度可以为0.6g/mol至0.85g/mol，不导电油在25℃下的密度可以为0.86g/mol至0.95g/mol。因此，第一液体可以位于散热液组合物的上部，而不导电油可以位于散热液组合物的下部。

基于100重量份的不导电油，第一液体在散热液组合物中的含量可以为5重量份至200重量份、5重量份至150重量份或10重量份至100重量份。如果第一液体的含量小于5重量份，则可能存在散热性能劣化的问题。如果第一液体的含量超过200重量份，由于中空无机粒子可能沉淀，因此是不优选的。

此外，根据本公开内容使用的中空无机粒子可以是选自二氧化硅(不包括气相二氧化硅(fumed silica))、氧化铝(不包括气相氧化铝(fumed alumina))、硅酸铝、氮化铝(AIN)、氮化硅(Si₃N₄)和氮化硼(BN)中的至少一种。优选地，中空无机粒子可以是中空二氧化硅或中空氧化铝。此时，在气相二氧化硅和气相氧化铝的情况下，空穴的粒径很小，小于几纳米，使得第二液体可能无法渗透到空穴中。因此，不包括气相二氧化硅和气相氧化铝。

此外，就改善散热性能而言，优选中空无机粒子的初级平均粒径为300nm至5μm，500nm至5μm，或者500nm至3μm，且其空穴的粒径为50nm至4μm，或100nm至2μm。

在本说明书中，中空无机粒子的初级平均粒径和空穴的粒径是指相互没有聚集的初级粒子的平均粒径和空穴的粒径，并且可以通过使用扫描电子显微镜(SEM)测量。特别地，使用扫描电子显微镜选择20个粒子，然后使用能够测量直径的图标尺(icon bar)测量这些粒子的每个粒径和空穴的每个粒径，以便可以通过算术平均计算每个粒径。

基于100重量份的不导电油，这些中空无机粒子在散热液组合物中的含量可以为5重量份至50重量份、5重量份至40重量份或5重量份至30重量份。如果中空无机粒子的含量小于5重量份，则可能存在散热性能劣化的问题。如果中空无机粒子的含量大于50重量份，由于中空无机粒子可能沉淀，因此是不优选的。

此外，如上所述，根据本公开内容的散热液组合物还可以包含与第一液体可混溶的第二液体，并且第二液体的至少一部分或全部可以位于中空无机粒子的空穴中。在本说明书中，“与第一液体可混溶”的状态可以表示第二液体不与第一液体相分离，而是与第一液体混合，同时与不导电油不混溶。

因此，优选第二液体的介电常数为45以下，或为15至45，同时与第一液体的汉森溶解度参数的差小于4.5Mpa^1/2，优选小于4Mpa^1/2，以使第二液体与第一液体可混溶且不会引起电问题，因此可以防止中空无机粒子沉淀。此外，如果与不导电油的介电常数的差为10以上，并且与其汉森溶解度参数的差为4.5Mpa^1/2以上，优选5Mpa^1/2以上，则第二液体与不导电油不混溶。

这里，汉森溶解度参数是通过考虑分子间的相互作用计算的值作为确定物质之间存在混溶性的标准，并且可以用下面等式1所示的总溶解度参数(Hildebrand溶解度参数，δ)来表示。

[等式1]

在等式1中，δ_d是根据范德华力的色散分量，δ_P是与偶极矩有关的极性分量，δ_h是氢键分量。

因此，当根据上述等式1计算的汉森溶解度参数的差较小时，可以更容易混溶。当差较大时，可能更难混溶，因此可能发生相分离。

此外，第二液体可以是在20℃下的热导率值为0.10W/m·K以上，优选0.12W/m·K至0.3W/m·K的导热液体。在上述范围内可以进一步改善散热液组合物的散热性能。

使用的第二液体可以是，例如乙腈、丙烷-1,2-二醇或1-辛醇。

此外，第一液体和第二液体可以彼此相同或不同。特别地，优选第一液体和第二液体彼此不同，以使第二液体从中空粒子的内部到第一液体中的移动最小化。

此外，基于100重量份的不导电油，在散热液组合物中，中空无机粒子和第二液体之和可以等于10重量份至100重量份、10重量份至80重量份或10重量份至60重量份。换言之，基于100重量份的不导电油，第二液体在散热液组合物中的含量可以为5重量份至50重量份。在上述范围内第二液体可以倾向于与第一液体混溶，以抑制中空无机粒子沉淀，从而保持优异的散热性能。

同时，上述散热液组合物可以具有90％以上的分散稳定性，测量分散稳定性以确定无机粒子随时间的推移而沉淀的程度。此时，分散稳定性表示30天后沉淀粒子层的最大高度相对于将一定量的散热液组合物倒入质量圆筒(mass cylinder)中时粒子层的最大高度的百分比，并且可以优选为95％以上，更优选为99％以上，最优选100％以上。具有上述范围的分散稳定性的散热液组合物因为即使长时间后也可以防止无机粒子沉淀，因此尽管电池重复充电和放电仍可以保持优异的散热性能。

(散热液组合物的制备方法)

根据本公开内容的其它实施方案，提供一种散热液组合物的制备方法，包括以下步骤：

(c)将第二混合物混合到第一混合物中，使得基于100重量份的不导电油，中空无机粒子和第二液体之和为10重量份至100重量份。

根据上述制备方法制备的散热液组合物，由于不导电油和第一液体是相分离的，并且第二液体的至少一部分位于中空无机粒子的空穴内部以防止中空无机粒子在上述散热液组合物中沉淀，因此可以具有优异的电绝缘性和散热性能同时即使在长时间使用后也保持这种优异的散热性能。

在下文中，将详细描述每个步骤的方法。此时，上述制备方法的每一组分如上所述。

上述步骤(a)是预先混合不导电油与第一液体，其中可以通过混合液体中常规的已知方法进行混合，而没有限制。

上述步骤(b)是制备包含中空无机粒子的第二混合物，其中第二液体的至少一部分位于空穴中。在上述步骤中，可以使用球磨机进行搅拌，并且可以通过这种搅拌使第二液体的至少一部分插入中空无机粒子的空穴中。

这种使用球磨机的搅拌是通过机械摩擦使中空无机粒子与第二液体混合，从而使以聚集的二次粒子形式存在的中空无机粒子有效地分解为初级粒子，然后与第二液体接触。因此，这种搅拌可以改善中空无机粒子在散热液组合物中的分散性，同时允许第二液体有效地渗透到中空无机粒子的空穴中。

上述步骤中使用的球磨机可以是，例如，其中具有金属球的圆筒型容器，优选其中具有金属球的可旋转的圆筒型容器。金属球不限于某一类型，但是优选可以是氧化锆球。此外，使用的金属球的粒径可以为0.5mm至2mm或0.5mm至1.5mm，且金属球的搅拌速度可以优选为100rpm至200rpm。如果如上所述使用球磨机进行搅拌，作为聚集体的二次粒子的中空无机粒子可以容易地分解为初级粒子。

然后，为了除去用于搅拌的球磨机，可以在搅拌后通过通常已知的方法进行过滤，以获得需要量的第二混合物。特别地，基于100重量份的不导电油，10重量份至100重量份的第二液体的至少一部分插入中空无机粒子的空穴中的第二混合物可以分别以5重量份至50重量份包含中空无机粒子和第二液体。

此时，步骤(a)和步骤(b)可以以相反的顺序进行。

步骤(c)是将得到的第一混合物和第二混合物混合，从而得到不导电油和第一液体相分离的散热液组合物。在上述步骤中的混合可以通过本领域中常规使用的方法进行，而没有限制。特别地，第二混合物可以在第一混合物中混合，使得基于100重量份的不导电油，中空无机粒子和第二液体之和等于10重量份至100重量份。此时，在中空无机粒子与第二液体之和中，基于100重量份的不导电油，中空无机粒子的含量为5重量份至50重量份，从而制备中空无机粒子不沉淀同时获得优异的散热性能的散热液组合物。

(电池模块)

同时，根据本公开内容的另一实施方案，提供一种电池模块，包括：模块外壳；安装在模块外壳内部的电池单元；以及填充在模块外壳内的上述散热液组合物。

以下，将参照附图更详细地描述根据本公开内容的电池模块。然而，本公开内容的范围不限于此。

图1是根据一个实施例的包括模块外壳和电池单元的电池模块的分解透视图，图2是根据一个实施例的电池模块的侧面的横截面图。

参照图1，根据本公开内容的电池模块可以在模块外壳内配备有电池单元和将电池单元与外部装置(未示出)电连接的外部板，并且可以具有如下结构：将根据本公开内容的散热液组合物填充至模块外壳的内部高度的一定高度，根据需要，在90％以下范围内，尽管在图中未示出。此外，为了确定根据下面描述的实施例的散热液组合物的散热性能，可以将温度线连接到模块外壳和电池单元的多个位置，以便可以在充电和放电期间测量模块内部的温度。

此时，使用的模块外壳可以是铝、塑料、不锈钢或其两种以上的组合。例如，使用的模块外壳也可以是具有优异的散热性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、具有优异的耐久性和易运输性的铝等。此外，散热液组合物可以填充至模块外壳内部的整个高度的90％以下，或30％至80％。

此外，参考图2，根据本公开内容的电池模块可以具有如下的结构：将电池单元即发热单元安装在模块外壳即壳的内部，并且将上述散热液组合物填充在剩余空间中。在本图中，箭头方向表示散热方向。

电池单元的最大电压可以低于65伏，或20伏至55伏。如果电池单元满足上述范围，则不会出现由高电压引起的电问题。

(电池包)

同时，根据本公开内容的另一实施方案，提供一种包括至少两个上述电池模块；以及容纳电池模块的包装外壳的电池包。根据本公开内容的电池包具有高的电绝缘性能，并且快速释放导致电池爆炸的热量。此外，尽管反复充电和放电，电池单元中包含的散热液组合物的中空无机粒子也不会沉淀，因此电池包可以保持优异的散热性能。

电池包可以包括上述2至30或5至20个电池模块，并且在上述范围内可以实现优异的电性能和优异的散热性能两者。

在下文中，将提出优选的实施例以更好地理解本公开内容。然而，提供下面的实施例仅用于说明本公开内容的目的，因此本公开内容不限于此。

<实施例>

实施例1

基于100重量份的大豆油，将50重量份的乙醇在室温下添加到1L圆筒式反应器中包含的大豆油(Beksul大豆油，由CJ CheilJedang公司制造)中。大约5分钟后，确定所得溶液相分离成不同的层，由此制备第一混合物。基于100重量份的大豆油，将30重量份的初级平均粒径为1μm，空穴的粒径为600nm的中空二氧化硅粒子(由LG Chem公司制造)添加到包含1kg的粒径为1mm的氧化锆球的另一个1L圆筒式反应器中，并向其中添加30重量份的乙腈(汉森溶解度参数：24.4MPa^1/2)。然后，用球磨机以200rpm搅拌得到的溶液2小时。搅拌后，通过过滤获得第二混合物，并与第一混合物混合以制备散热液组合物，其照片示于图4中。参照图4，可以确定制备的散热液组合物相分离成在其上部的乙醇(密度：0.789g/ml，汉森溶解度参数：26.5MPa^1/2)和在其下部的大豆油(密度：0.917g/ml，汉森溶解度参数：16MPa^1/2)。此外，该组合物的粘度在20℃时为500cP，在30℃时为320cP。此时，使用Brookfield公司的DV-Ⅱ+Pro RV型设备，在50rpm下，SC4-27锭子中用15.5g试样测量粘度。

实施例2

除了使用初级平均粒径为1μm，空穴的粒径为500nm的中空氧化铝(由LG ChemCorp.制造)代替上述实施例1中使用的中空二氧化硅之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。制备的散热液组合物的粘度在20℃时为470cP，在30℃时为300cP。

实施例3

除了使用2-丙醇代替上述实施例1中使用的乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。制备的散热液组合物相分离成在其上部的2-丙醇(密度：0.786g/ml，汉森溶解度参数：23.6MPa^1/2)和在其下部的大豆油(密度：0.917g/ml)，并且组合物的粘度在20℃时为530cP，在30℃时为460cP。

实施例4

除了使用硅油(由Saehan silichem Corp.制造的DMX 200F)代替上述实施例1中使用的大豆油之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。制备的散热液组合物相分离成在其上部的乙醇(密度：0.789g/ml)和在其下部的硅油(密度：0.917g/ml，汉森溶解度参数：16MPa^1/2)，并且组合物的粘度在20℃时为450cP，在30℃时为300cP。

实施例5

除了使用丙烷-1,2-二醇(汉森溶解度参数：30.2MPa^1/2)代替上述实施例1中使用的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。制备的散热液组合物的粘度在20℃时为520cP，在30℃时为400cP。

实施例6

除了使用70重量份的乙醇代替50重量份的乙醇，使用初级平均粒径为2μm，空穴的粒径为800nm的中空二氧化硅粒子(由LG Chem公司制造)代替初级平均粒径为1μm且空穴的粒径为600nm的中空二氧化硅粒子，并使用50重量份的乙腈代替实施例1中使用的30重量份的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。制备的散热液组合物的粘度在20℃时为400cP，在30℃时为250cP。

比较例1

为了与一般的散热液进行比较实验，使用通常用作绝缘油的主要组分是植物油(V-oil)的FR-3(由Cargill公司制造)代替上述实施例1中使用的散热液组合物，并且不使用中空无机粒子和第一液体和第二液体。

比较例2

除了使用300重量份的乙醇代替50重量份的乙醇，使用150重量份的乙腈代替上面实施例1中使用的30重量份的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例3

除了使用3重量份的乙醇代替50重量份的乙醇，使用5重量份的乙腈代替上面实施例1中使用的30重量份的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例4

除了使用70重量份的初级平均粒径为100nm且空穴的粒径为50nm的中空二氧化硅粒子(由LG Chem公司制造)代替30重量份的初级平均粒径为1μm且空穴的粒径为600nm的中空二氧化硅粒子，并使用70重量份的乙腈代替上面实施例1中使用的30重量份的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例5

除了使用30重量份的没有空穴的常规二氧化硅粒子(由JSI Silicone Corp.制造的7000GR)代替上面实施例1中使用的30重量份的初级平均粒径为1μm且空穴的粒径为600nm的中空二氧化硅粒子以外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例6

除了使用50重量份的与大豆油不发生相分离的叔丁醇代替上面实施例1中使用的50重量份的乙醇之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例7

除了使用30重量份的与乙醇不混溶的吡啶(汉森溶解度参数：21.8MPa^1/2)代替上面实施例1中使用的30重量份的乙腈之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

比较例8

除了使用3重量份的二氧化硅代替上面实施例1中使用的30重量份的二氧化硅之外，以与实施例1相同的方式制备散热液组合物。

<试验例>

通过下面的方法分别测量上面实施例1至实施例6和比较例1至比较例7中制备的散热液组合物的分散稳定性和散热性能，并将其结果示于下面表1中。此外，下面表1中所述物质的含量基于100重量份的不导电油。

1)分散稳定性(％)：将150g制备的散热液组合物倒入质量圆筒中后，假设倒入时粒子层的最大高度为100。然后，将分散稳定性表示为30天后沉淀粒子层的最大高度相对于上述最大高度的百分比。

2)散热性能：如图1所示，将温度线连接到电池模块的外壳和电池单元内部，然后将制备的散热液组合物填充至模块外壳内部高度的80％，然后在25℃下用恒定电流充电，直至经过0.5小时电压达到50V，然后休息时间为2小时，然后用恒定电流放电，直至经过0.5小时电压再次达到50V，以便记录电池模块内部的温度。在测量的这些温度中，将电池模块内部的最高温度示于表1中。

此外，将为电池模块制备的散热液组合物填充至模块外壳内部高度的30％，然后通过上述相同方法充电和放电，因此在表1中示出电池模块内部的最高温度。

此时，图3示意性地示出了在电池模块充电和放电期间电池单元内部的温度变化。参照图3，可以看出电池单元在充电期间变热达到充电的最高温度，然后在没有任何充电和放电的休息期间冷却下来，之后电池单元的温度在放电期间再次升高在预定时间后达到放电的最高温度。因此，可以通过确定电池单元内部的最高温度，例如充电的最高温度和放电的最高温度看出散热液组合物是否已经快速释放了在充电和放电期间由电池单元产生的热量。因此，通过测量本实验例中放电的最高温度来证实散热性能。

[表1]

参考表1，可以证实，与使用常规散热液的比较例1的电池模块以及使用超出本公开内容的范围的组合物的比较例2至比较例8的电池模块相比，使用根据本公开内容的散热液组合物的实施例的电池模块不仅获得优异的分散稳定性，而且获得优异的散热性能。

Claims

1.一种散热液组合物，包含：

不导电油；

基于100重量份的所述不导电油，

5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及

5重量份至50重量份的中空无机粒子，

其中，所述不导电油和所述第一液体是相分离的。

2.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述散热液组合物还包含与所述第一液体可混溶的第二液体，并且

所述第二液体的至少一部分位于所述中空无机粒子的空穴中。

3.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述不导电油是选自矿物油、硅油和植物油中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述第一液体是乙醇、2-丙醇或2-甲基丙醇。

5.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述第一液体的密度低于所述不导电油的密度。

6.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述中空无机粒子是选自二氧化硅，所述二氧化硅不包括气相二氧化硅、氧化铝，所述氧化铝不包括气相氧化铝、硅酸铝、氮化铝(AIN)、氮化硅(Si₃N₄)和氮化硼(BN)中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述中空无机粒子的初级平均粒径为300nm至5μm，且其空穴的粒径为50nm至4μm。

8.根据权利要求2所述的散热液组合物，其中，所述第二液体是乙腈、丙烷-1,2二醇或1-辛醇。

9.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述散热液组合物具有90％以上的分散稳定性，并且

所述分散稳定性是30天后沉淀粒子层的最大高度相对于将一定量的所述散热液组合物倒入质量圆筒中时粒子层的最大高度的百分比。

10.一种散热液组合物的制备方法，包括以下步骤：

(b)基于100重量份的不导电油，通过搅拌5重量份至50重量份的中空无机粒子和10重量份至100重量份的与所述第一液体可混溶的第二液体，制备第二混合物；以及

(c)将所述第二混合物混合到所述第一混合物中，使得基于100重量份的不导电油，所述中空无机粒子和所述第二液体之和为10重量份至100重量份，

其中，所述不导电油和所述第一液体是相分离的。

11.根据权利要求10所述的散热液组合物的制备方法，其中，在所述步骤(b)中，所述搅拌使用球磨机进行并通过所述搅拌使所述第二液体的至少一部分插入所述中空无机粒子的空穴中。

12.一种电池模块，包括：

模块外壳；

安装在所述模块外壳内部的电池单元；以及

填充在所述模块外壳中的根据权利要求1至9中任一项所述的散热液组合物。

13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述散热液组合物填充至所述模块外壳内部的整个高度的90％以下。

14.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述模块外壳是铝、塑料、不锈钢或它们中两种以上的组合。

15.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述电池单元的最大电压小于65V。

16.一种电池包，包括：至少两个根据权利要求12至15中任一项所述的电池模块；和

容纳所述电池模块的包装外壳。