CN113571814A - 一种新能源汽车电池防火材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池防火材料，包括防火材料本体，防火材料本体包括耐高温纤维布、上胶层和下胶层，耐高温纤维布上下两面分别涂覆粘接上胶层和下胶层，上胶层和下胶层为耐高温的有机硅胶。本发明新能源汽车电池防火材料制作方法，制作上述的新能源汽车电池防火材料，包括以下步骤：纺纱成线，将陶瓷纤维经过纺纱机合成为陶瓷纤维线；编织，将陶瓷纤维线使用织机编织为耐高温纤维布；压平，使用辊压方式将耐高温纤维布压平整；涂胶，将平整后的耐高温纤维布上下表面涂覆耐高温有机硅胶，并刮平；烘干，进入烘干炉进行有机硅胶的烘干。本发明新能源汽车电池防火材料具有较好的耐高温抗冲击的综合性能，而且便于裁切成需要规格。

Description

一种新能源汽车电池防火材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及防火材料技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池防火材料及其制作方法。
背景技术
随着社会的发展和科学的进步，汽车的能源越来越多样化，现在已经出现了混合动力汽车和纯电动汽车等新能源汽车，新能源汽车在使用过程中由于电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率，大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升，或者受到穿刺后，会引起电池起火或爆炸，造成电池的热失控。电池热失控后有火焰喷出，造火灾和人员伤亡。
现有新能源汽车电池，往往使用防火材料对电池进行包覆，防止其出现起火失控、火焰喷出，避免火情进一步扩大。然而，现有的防火材料不是耐高温性能差就是抗冲击能力差，无法兼顾，不能很好的防控失火电池。
因此，需要开发一种新能源汽车电池防火材料及其制作方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源汽车电池防火材料，具有较好的耐高温抗冲击的综合性能，而且便于裁切成需要规格。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种新能源汽车电池防火材料，包括防火材料本体，所述防火材料本体包括耐高温纤维布、上胶层和下胶层，所述耐高温纤维布上下两面分别涂覆粘接所述上胶层和下胶层，所述上胶层和下胶层为耐高温的有机硅胶。
进一步的，所述耐高温纤维布为陶瓷纤维纱线编织布料，所述陶瓷纤维纱线的线径为2～2.5毫米。
进一步的，所述耐高温纤维布为高硅氧丝纤维线编织布料，所述高硅氧丝纤维线的线径为0.5～1毫米。
进一步的，所述耐高温纤维布为玄武岩纤维线编织布料，所述玄武岩纤维线的线径为0.2～0.5毫米。
进一步的，所述耐高温纤维布的粘接面复合压敏胶。
进一步的，所述上胶层和下胶层具体采用液态有机硅胶或者发泡硅胶涂覆后固化成型。
进一步的，所述上胶层和下胶层内侧浸润到编织布料间隙中，所述上胶层和下胶层超出所述耐高温纤维布表面厚度为0.2～1.5毫米。
本发明还公开一种新能源汽车电池防火材料制作方法，制作上述任一项所述的新能源汽车电池防火材料，包括以下步骤：
步骤一、纺纱成线，将耐高温纤维经过纺纱机合成为耐高温纤维线；
步骤二、编织，将所述耐高温纤维线使用织机编织为所述耐高温纤维布；
步骤三、压平，使用辊压方式将所述耐高温纤维布压平整；
步骤四、涂胶，将平整后的所述耐高温纤维布上下表面涂覆耐高温有机硅胶，并刮平；
步骤五、烘干，进入烘干炉进行有机硅胶的烘干。
进一步的，步骤五中，有机硅胶的烘干温度为190～230℃，通风烘干，烘干时长为30～40min。
进一步的，在步骤五后还设置收卷工序，将烘干好的防火材料本体做成宽度一致的卷材，便于放料裁切。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明一种新能源汽车电池防火材料，通过上胶层2和下胶层3涂覆粘接在耐高温纤维布1上下表面形成的所述防火材料本体，克服了陶瓷纤维布裁切后毛边严重的问题，材料表面更加平整；交联在一起的耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，有机材料和无机材料更好的结合在一起，有机硅胶弹性、韧性好，相对于陶瓷纤维布而言，有效提高了防火材料本体的抗拉伸强度，抗冲击能力强。硅胶层的导热性能优于无机材料，包覆电池使用时，能够适度增加电池壳体的散热，避免散热失效引起的电池内部温度增高失控。本发明新能源汽车电池防火材料，具有较好的耐高温抗冲击的综合性能，而且便于裁切成需要规格。
本发明新能源汽车电池防火材料制作方法，通过压平工艺的设置，能够有效对所述耐高温纤维布表面的毛刺和飞边进行压紧，避免在涂胶工艺造成毛刺外露，影响成品的表面平整度。通过隧道式烘干炉进行烘干，能够在片材传输过程中对胶层进行热固化，提高固化效率，缩短生产节拍。通过制卷工艺，将本发明新能源汽车电池防火材料成卷放置存储，安全性好，便于运输和放料裁切。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明新能源汽车电池防火材料横截面结构示意图；
图2为本发明新能源汽车电池防火材料制作工艺流程示意图。
附图标记说明：1、耐高温纤维布；2、上胶层；3、下胶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
实施例一：
在一具体实施方式中，如图1所示，一种新能源汽车电池防火材料，包括防火材料本体，所述防火材料本体包括耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，耐高温纤维布1上下两面分别涂覆粘接上胶层2和下胶层3，上胶层2和下胶层3为具体采用液态有机硅胶，固化后的有机硅胶耐热能好。
具体而言，耐高温纤维布1为陶瓷纤维纱线编织布料，所述陶瓷纤维纱线的线径为2～2.5毫米，耐高温纤维布1厚度为3～5毫米。
具体而言，上胶层2和下胶层3内侧浸润到编织布料间隙中，上胶层2和下胶层3超出耐高温纤维布1表面厚度为0.2～1.5毫米。
经过测量，所述防火材料本体的密度为1.3g/cm3～1.6g/cm3；所述防火材料本体的导热系数为＜0.5W/(mk)。所述防火材料本体的抗拉伸强度大于25Mpa。
通过上胶层2和下胶层3涂覆粘接在耐高温纤维布1上下表面形成的所述防火材料本体，克服了陶瓷纤维布裁切后毛边严重的问题，材料表面更加平整；交联在一起的耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，有机材料和无机材料更好的结合在一起，有机硅胶弹性、韧性好，相对于单独的陶瓷纤维布而言，有效提高了防火材料本体的抗拉伸强度，抗冲击能力强。所述防火材料本体可耐高温1200度以上。
电池失火试验，模拟电池失火情形，采用本发明所述防火材料本体包覆电池，能够有效阻隔火焰外沿，爆破力冲击下无机械损伤，飞溅物较少量外漏。电池失火中心温度约为1500度，冲击0.9mpa，气体泄露23L/s，特种编织陶瓷纤维布与有机硅在一起有效地结合，有机材料和无机材料的性能得到了互补，材料更加牢固结合在一起，同时抵挡高温高湿的热冲击，能防止火焰泄露到外侧。
实施例二：
在具体实施方式中，如图1所示，一种新能源汽车电池防火材料，包括防火材料本体，所述防火材料本体包括耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，耐高温纤维布1上下两面分别涂覆粘接上胶层2和下胶层3。
具体而言，所述耐高温纤维布1为高硅氧丝纤维线编织布料，所述高硅氧丝纤维线的线径为0.5～1毫米。
具体而言，上胶层2和下胶层3内侧浸润到编织布料间隙中，上胶层2和下胶层3超出耐高温纤维布1表面厚度为0.2～1.2毫米。
通过上胶层2和下胶层3涂覆粘接在高硅氧丝纤维线编织的耐高温纤维布1上下表面形成的所述防火材料本体，克服了高硅氧丝纤维布裁切后毛边严重的问题，材料表面更加平整；交联在一起的耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，有机材料和无机材料更好的结合在一起，有机硅胶弹性、韧性好，相对于单独的高硅氧丝纤维编织布而言，有效提高了防火材料本体的抗拉伸强度，抗冲击能力强。所述防火材料本体可耐高温1000度以上。
实施例三：
在具体实施方式中，如图1所示，一种新能源汽车电池防火材料，包括防火材料本体，所述防火材料本体包括耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，耐高温纤维布1上下两面分别涂覆粘接上胶层2和下胶层3。
具体而言，所述耐高温纤维布1为玄武岩纤维线编织布料，所述玄武岩纤维线的线径为0.2～0.5毫米。以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有金属光泽。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
具体而言，上胶层2和下胶层3内侧浸润到编织布料间隙中，上胶层2和下胶层3超出耐高温纤维布1表面厚度为0.2～0.5毫米。
具体而言，所述耐高温纤维布1的粘接面复合压敏胶，便于固定在电池防护的外壳上。
本材料密度在340～400g/㎡，绝缘阻值大于500MΩ，测量得到老化后抗拉强度不小于2KN，导热系数小于＜0.5W/(mk)。
通过上胶层2和下胶层3涂覆粘接在玄武岩纤维线编织的耐高温纤维布1上下表面形成的所述防火材料本体，克服了玄武岩纤维布裁切后毛边严重的问题，材料表面更加平整；交联在一起的耐高温纤维布1、上胶层2和下胶层3，有机材料和无机材料更好的结合在一起，有机硅胶弹性、韧性好，相对于单独的玄武岩纤维线编织布而言，有效提高了防火材料本体的抗拉伸强度，抗冲击能力强。同时，厚度更薄，质量轻，便于安装使用。所述防火材料本体可耐高温1200度以上。
实施例四：
在上述实施例一到三任意一种的基础上，采用发泡硅胶涂覆的胶层，具有较低的密度同时隔热性能提升，导热系数更低，防止热量外溢效果更佳。
实施例五：
一种新能源汽车电池防火材料制作方法，如图2所示，制作如上述实施例所述的新能源汽车电池防火材料，包括以下步骤：
步骤一、纺纱成线，将无机材料耐高温纤维经过纺纱机合成为耐高温纤维线。
步骤二、编织，将所述陶瓷纤维线使用织机编织为所述耐高温纤维布；
步骤三、压平，使用辊压方式将所述耐高温纤维布压平整；采用多组压辊渐进式压平，压平后的厚度在初始厚度的60％～70％。
步骤四、涂胶，将平整后的所述耐高温纤维布上下表面涂覆耐高温有机硅胶，并均匀刮平；
步骤五、烘干，进入烘干炉进行有机硅胶的烘干。采用隧道式烘干炉，分段温度控制，便于逐步升温和降温，降低热应力影响。有机硅胶的烘干温度为190～230℃，通风烘干，烘干时长为30～40min。
通过压平工艺的设置，能够有效对所述耐高温纤维布表面的毛刺和飞边进行压紧，避免在涂胶工艺造成毛刺外露，影响成品的表面平整度。通过隧道式烘干炉进行烘干，能够在片材传输过程中对胶层进行热固化，提高固化效率，缩短生产节拍。
在本发明一具体实施方式中，在步骤五后还设置收卷工序，将烘干好的防火材料本体做成宽度一致的卷材，便于放料裁切。
通过制卷工艺，将本发明新能源汽车电池防火材料成卷放置存储，安全性好，便于运输和放料裁切。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池防火材料，其特征在于：包括防火材料本体，所述防火材料本体包括耐高温纤维布(1)、上胶层(2)和下胶层(3)，所述耐高温纤维布(1)上下两面分别涂覆粘接所述上胶层(2)和下胶层(3)，所述上胶层(2)和下胶层(3)为耐高温的有机硅胶。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述耐高温纤维布(1)为陶瓷纤维纱线编织布料，所述陶瓷纤维纱线的线径为2～2.5毫米。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述耐高温纤维布(1)为高硅氧丝纤维线编织布料，所述高硅氧丝纤维线的线径为0.5～1毫米。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述耐高温纤维布(1)为玄武岩纤维线编织布料，所述玄武岩纤维线的线径为0.2～0.5毫米。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述耐高温纤维布(1)的粘接面复合压敏胶。
6.根据权利要求1～5任一项所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述上胶层(2)和下胶层(3)具体采用液态有机硅胶或者发泡硅胶涂覆后固化成型。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车电池防火材料，其特征在于：所述上胶层(2)和下胶层(3)内侧浸润到编织布料间隙中，所述上胶层(2)和下胶层(3)超出所述耐高温纤维布(1)表面厚度为0.2～1.5毫米。
8.一种新能源汽车电池防火材料制作方法，其特征在于，制作如权利要求1～6任一项所述的新能源汽车电池防火材料，包括以下步骤：
步骤一、纺纱成线，将耐高温纤维经过纺纱机合成为耐高温纤维线；
步骤二、编织，将所述耐高温纤维线使用织机编织为所述耐高温纤维布；
步骤三、压平，使用辊压方式将所述耐高温纤维布压平整；
步骤四、涂胶，将平整后的所述耐高温纤维布上下表面涂覆耐高温有机硅胶，并刮平；
步骤五、烘干，进入烘干炉进行有机硅胶的烘干。
9.根据权利要求8所述的新能源汽车电池防火材料制作方法，其特征在于：步骤五中，有机硅胶的烘干温度为190～230℃，通风烘干，烘干时长为30～40min。
10.根据权利要求8所述的新能源汽车电池防火材料制作方法，其特征在于：在步骤五后还设置收卷工序，将烘干好的防火材料本体做成宽度一致的卷材，便于放料裁切。
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