CN114981382A - 传热组合物用于控制电池的温度的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及优选单相的传热组合物用于控制电池的温度的用途，所述组合物包含至少一种选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷以及其混合物的芳族合成介电流体。本发明还涉及包含这样的传热组合物的电池。
Description
本发明涉及包含至少一种油的传热组合物用于冷却电动或混合动力车辆的电池的用途。
电动或混合动力车辆的电池在特定的使用条件下并且尤其是在非常特定的温度范围内提供最大效率。因此，在寒冷的气候中，电动或混合动力车辆的自主性是一个问题，因为高加热要求消耗了大部分的存储的电能，因此更是如此。另外，在低温下，电池的可用电量是低的，这造成驾驶问题。此外，电池的成本对电动或混合动力车辆的成本有显著影响。
相反，电池的冷却是一个主要的安全问题。现在已知可使用各种介电油来冷却电动或混合动力车辆的电池。然而，当需要快速电池充电时，使用常规的介电油通常不足以有效地冷却电池，特别是由于在某些情况下它们的高粘度和它们的过低的热导率。
此外，重要的是在电池附近使用不易燃或不可燃的组合物，或至少具有相对较高闪点的组合物，以消除与使用这些组合物相关的任何安全风险。
文献US8852772描述了用于车辆中的锂离子电池冷却系统的实例，所述系统包括多个冷却模块，所述冷却模块能够在加热和冷却电池的通道中接收介电液体。
文献WO 2019/197783涉及一种通过一种系统冷却和/或加热机动车辆中的物体或流体的方法，所述系统包括第一传热组合物在其中流动的蒸气压缩回路和第二传热组合物在其中流动的次级回路。
今天仍然需要介电流体，特别是单相介电流体，其使得可确保电池、特别是电动或混合动力车辆的电池的最佳运行，以便在不增加与所述电池相关的成本的情况下提供安全且有效的电池。术语“单相”理解为意指完全为液体并且在使用期间(即在温度调节期间)保持液体的相，这与通过制冷剂液体的蒸发/冷凝来进行温度调节的相变系统相反。
因此，并且根据第一方面，本发明涉及优选单相的传热组合物用于调节电池的温度的用途，所述组合物包含至少一种选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷(甲基聚芳基甲烷，methylpolyarylmethane)以及其混合物的芳族合成介电流体。
本发明使得可满足上述需求。具体而言，其使得可确保电池的最佳运行，尤其是在电动或混合动力车辆中，以便在不增加与电池相关的成本的情况下提供安全且有效的电池。
具体而言，使用选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷以及其混合物的芳族合成介电流体使得可提供更不粘稠的组合物和更大的热导率，特别是与现有技术的组合物相比，这使得可提高电池的效率，特别是在快速充电期间，而不会增加其成本。
另外，根据本发明使用的组合物具有非常良好的热特性以及与所述用途完全可相容的击穿电压，并且特别是通常大于或等于20kV的击穿电压。与选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷以及其混合物的芳族合成介电流体相关的这些品质确保了组合物的介电性质与在电池附近或与电池接触的使用可相容。
根据本发明的用途非常特别地适合用于电池，并且尤其是电动或混合动力车辆的电池，并且更一般地安装至电动或混合动力交通工具的电池，所述电动或混合动力交通工具例如机动车辆、卡车、火车、船、两轮车辆(自行车、摩托车、踏板车)、工业车辆(如拖拉机、挖掘机、叉车、农业机械等)，以及用于自动机(例如ATM、货币分配器、售票机等)，以及电池充电站本身。
具有电动或混合动力马达的系统并且特别是机动车辆包括至少一个电动机，并且在适当的情况下包括内燃机。它们因此包括电子电路和牵引电池(在下文中更简单地表示为电池)。
电池可包括至少一个电化学单元电池并且优选地多个电化学单元电池。每个电化学单元电池可包括负电极、正电极和置于负电极和正电极之间的电解质。每个电化学单元电池还可包括隔膜，其中浸渍了电解质。
电化学单元电池可以串联的方式和/或以并联的方式组装在电池组中。
术语“负电极”理解为意指在电池提供电流时(也就是说在其处于放电过程中时)充当阳极并且在电池处于充电过程中时充当阴极的电极。负电极典型地包含电化学活性材料、任选地电子导电材料和任选地粘合剂。
术语“正电极”理解为意指在电池提供电流时(也就是说在其处于放电过程中时)充当阴极并且在电池处于充电过程中时充当阳极的电极。正电极典型地包含电化学活性材料、任选地电子导电材料和任选地粘合剂。
术语“电化学活性材料”理解为意指能够可逆地插入离子的材料。
术语“电子导电材料”理解为意指能够传导电子的材料。
电化学单元电池的负电极可特别地包含以下作为电化学活性材料：石墨，锂，锂合金，Li4Ti5O12类型的钛酸锂或氧化钛TiO2，硅或锂/硅合金，氧化锡，锂金属间化合物或其混合物。
当负电极包含锂时，后者可呈金属锂或包含锂的合金的膜的形式。在能够使用的基于锂的合金中，例如可提及锂-铝合金、锂-二氧化硅合金、锂-锡合金、Li-Zn、Li3Bi、Li3Cd和Li3SB。负电极的一个实例可包括通过在辊之间轧制(roll)锂条制备的活性锂膜。
正电极包含氧化物类型的电化学活性材料。其为具有高镍含量的锂/镍/锰/钴复合氧化物(LiNixMnyCozO2，其中x+y+z＝1，缩写为NMC，其中x>y并且x>z)，或具有高镍含量的锂/镍/钴/铝复合氧化物(LiNix'Coy'Alz，其中x’+y'+z’＝1，缩写为NCA，其中x’>y’并且x’>z')。
这些氧化物的具体实例为NMC532(LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2)、NMC622(LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2)和NMC811(LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2)。
可使用这些氧化物的混合物。如果适当的话，上述氧化物材料可与其它氧化物组合，例如：二氧化锰(MnO2)，氧化铁，氧化铜，氧化镍，锂/锰复合氧化物(例如LixMn2O4或LixMnO2)，锂/镍组合氧化物(例如LixNiO2)，锂/钴组合氧化物(例如LixCoO2)，锂/镍/钴复合氧化物(例如LiNi1-yCoyO2)，锂和过渡金属复合氧化物，尖晶石结构的锂/锰/镍复合氧化物(例如LixMn2-yNiyO4)，钒氧化物，不具有高镍含量的NMC和NCA氧化物，以及其混合物。
优选地，具有高镍含量的NMC或NCA氧化物占作为电化学活性材料存在于正电极中的氧化物材料的至少50重量％，优选至少75重量％，更优选至少90重量％并且更优选基本上全部。
除了电化学活性材料之外，每个电极的材料还可包含电子导电材料，例如碳源，包括例如炭黑、
碳、Shawinigan碳、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维(例如，气相生长碳纤维或VGCF)、通过有机前体的碳化获得的非粉状碳、或这些中的两种或更多种的组合。其它添加剂也可存在于正电极的材料中，例如锂盐或陶瓷或玻璃类型的无机颗粒，或其它可相容的活性材料(例如硫)。
每个电极的材料还可包含粘合剂。粘合剂的非限制性实例包括线型、支链和/或交联的聚醚聚合物粘合剂(例如基于聚(环氧乙烷)(PEO)或聚(环氧丙烷)(PPO)或基于两者的混合物(或EO/PO共聚物)的聚合物，并且任选地包含可交联单元)，水溶性粘合剂(例如SBR(苯乙烯/丁二烯橡胶)、NBR(丙烯腈/丁二烯橡胶)、HNBR(氢化NBR)、CHR(环氧氯丙烷橡胶)、ACM(丙烯酸酯橡胶))，或含氟聚合物类型的粘合剂(例如PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯))，以及其组合。一些粘合剂，例如可溶于水的粘合剂，也可包含添加剂，例如CMC(羧甲基纤维素)。
隔膜可为多孔聚合物膜。作为非限制性实例，隔膜可由聚烯烃的多孔膜组成，例如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物或以上聚合物的多层结构。
电解质可由溶解在溶剂或溶剂与一种或多种添加剂的混合物中的一种或多种锂盐组成。
作为非限制性实例，一种锂盐或多种锂盐可选自LiPF6(六氟磷酸锂)、LiFSI(双(氟磺酰基)酰亚胺锂)、LiTDI(2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑酸锂)、LiPOF2、LiB(C2O4)2、LiF2B(C2O4)2、LiBF4、LiNO3或LiClO4。
溶剂可选自以下非穷举的列表：醚、酯、酮、硫衍生物、醇、腈和碳酸酯。
在醚中，可提及线型或环状醚，例如二甲氧基乙烷(DME)、具有2至5个氧亚乙基单元的低聚乙二醇的甲基醚、二氧戊环、二氧六环、二丁基醚、四氢呋喃以及其混合物。
在酯中，可提及磷酸酯或亚硫酸酯。可提及例如甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、γ-丁内酯以及其混合物。
在硫衍生物中，可提及的非限制性实例包括亚砜，例如二甲亚砜(DMSO)或砜例如环丁砜或二甲基二砜(DMSO2)。
在酮中，特别地可提及环己酮。在醇中，可提及例如乙醇或异丙醇。
在腈中，可提及例如乙腈、丙酮腈、丙腈、甲氧基丙腈、二甲氨基丙腈、丁腈、异丁腈、戊腈、新戊腈、异戊腈、戊二腈、甲氧基戊二腈、2-甲基戊二腈、3-甲基戊二腈、己二腈、丙二腈以及其混合物。
在碳酸酯中，例如可提及环状碳酸酯，例如碳酸亚乙酯(EC)(CAS：96-49-1)、碳酸亚丙酯(PC)(CAS：108-32-7)、碳酸亚丁酯(BC)(CAS：4437-85-8)、碳酸二甲酯(DMC)(CAS：616-38-6)、碳酸二乙酯(DEC)(CAS：105-58-8)、碳酸甲乙酯(EMC)(CAS：623-53-0)、碳酸二苯酯(CAS：102-09-0)、碳酸甲基苯基酯(CAS：13509-27-8)、碳酸二丙酯(DPC)(CAS：623-96-1)、碳酸甲丙酯(MPC)(CAS：1333-41-1)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸亚乙烯酯(VC)(CAS：872-36-6)、碳酸氟代亚乙酯(FEC)(CAS：114435-02-8)、碳酸三氟亚丙酯(CAS：167951-80-6)或其混合物。
添加剂可选自：碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯、4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、哒嗪、乙烯基哒嗪、喹啉、乙烯基喹啉、丁二烯、癸二腈、烷基二硫化物、氟甲苯、1,4-二甲氧基四氟甲苯、叔丁基苯酚、二(叔丁基)苯酚、三(五氟苯基)硼烷、肟、脂族环氧化物、卤化联苯、甲基丙烯酸、碳酸烯丙基乙基酯、乙酸乙烯酯、己二酸二乙烯酯、丙磺酸内酯、丙烯腈、2-乙烯基吡啶、马来酸酐、肉桂酸甲酯、膦酸盐(酯)、含有乙烯基的硅烷化合物和2-氰基呋喃。
可在本发明的上下文中使用的传热组合物包含选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷以及其混合物的芳族合成介电流体。出于本发明的目的，术语“介电流体”意指不导电(或仅微导电)但允许施加静电力的流体。
在芳族合成介电流体中，可以非限制性方式提及烷基苯、烷基二苯基乙烷(例如苯基二甲苯基乙烷(PXE)、苯基乙基苯基乙烷(PEPE)、单异丙基联苯(MIPB)、1,1-二苯基乙烷(1,1-DPE))、烷基萘(例如二异丙基萘(DIPN))、甲基多芳基甲烷(例如苄基甲苯(BT)和二苄基甲苯DBT)、以及其混合物。在所述芳族合成介电流体中，应理解至少一个环是芳族的并且任选地存在的一个或多个其它环可为部分或完全不饱和的。最特别优选的实例是由SoltexInc销售、由Arkema公司以名称
销售的介电流体，以及由JX Nippon ChemicalTexas Inc公司销售的SAS 60E。
根据本发明的另一个优选实施方案，介电流体选自苄基甲苯(BT)、二苄基甲苯(DBT)以及其以任意比例的混合物。优选的BT/DBT混合物是包含在60重量％和85重量％之间(包括限值)的苄基甲苯和在15重量％和40重量％之间(包括限值)的二苄基甲苯的那些混合物，相对于苄基甲苯/二苄基甲苯的总量计。
在一个非常特别优选的实施方案中，介电流体选自由Arkema以
系列的品牌名销售的介电流体。
适合于本发明的要求的其它介电流体为例如：由Yantai Jinzheng销售的那些，特别地以品牌名SRS-401T，由Jinzhou Yongia销售的那些，特别是M/DBT，以及由JX Nippon销售的那些，特别地以品牌名SAS-60E。
作为适合于本发明的要求的介电流体的又其它实例，可提及：
-二苯基乙烷(DPE)及其异构体，特别是1,1-DPE(CAS：612-00-0)、1,2-DPE(CAS：103-29-7)以及其混合物(特别是CAS：38888-98-1)，这样的流体是可商购的或在文献中描述，例如在文献EP 0 098 677中，
-二甲苯基醚(DT)及其异构体，特别是对应于号CAS：4731-34-4、CAS：28299-41-4以及其混合物的那些，这些特别地可从Lanxess以商品名DiphylDT商购获得，
-苯基二甲苯基乙烷(PXE)及其异构体，特别是对应于号CAS：6196-95-8、CAS：76090-67-0以及其混合物的那些，特别地可从Changzhou Winschem以品牌名PXE oil商购获得，
-1,2,3,4–四氢-(1-苯基乙基)奈(CAS：63674-30-6)，该产品特别地可从Dow以标号DowthermTMRP商购获得，
-二异丙基萘(CAS：38640-62-9)，特别地可从Indus Chemie Ltd以品牌名KMC 113获得，
-单异丙基联苯及其异构体(CAS：25640-78-2)，特别地可以品牌名Wemcol获得，以及
-苯基乙基苯基乙烷(PEPE)及其异构体(CAS：6196-94-7)，特别地可从ChangzhouWinschem或
Jinzheng获得，
仅提及在本发明的上下文中已知和可用的主要介电流体。
以上所有芳族合成介电流体都可单独使用，或作为它们中的两种或更多种以任意比例的混合物使用。在一个实施方案中，根据本发明的用途采用包含至少一种芳族合成介电流体的传热组合物，单独地或作为与本领域技术人员已知的一种或多种其它介电流体(例如并且非限制性地，选自矿物油、植物油和天然或合成酯的介电流体)的混合物。
相对于可用于本发明的目的的所有介电流体的总和计的芳族合成介电流体的量可在大比例内变化。然而，优选的是以在50重量％和100重量％之间(包括限值)、优选地在70重量％和100重量％之间(包括限值)的比例使用芳族合成介电流体，相对于可用于本发明的目的的传热组合物中存在的所有介电流体的总和计。
根据另一个实施方案，可在本发明的上下文中使用的传热组合物包含至少一种芳族合成介电流体作为与至少一种选自本领域技术人员熟知的介电流体的其它介电流体的混合物。这些介电流体主要且最常见地选自矿物、合成和植物介电油以及其以任意比例的混合物。
在矿物介电油中，可以非限制性方式提及石蜡油和环烷油，例如由Nynas销售的Nytro系列的介电油(特别是Nytro Taurus、Nytro Libra、Nytro 4000X和Nytro 10XN)，以及由Shell销售的Diala系列的介电油。
在合成介电油中，可以非限制性方式提及脂族烃、硅油和酯，以及它们中的两种或更多种以任意比例的混合物。在脂族烃中，可以非限制性方式提及聚-α-烯烃(PAO)，例如聚异丁烯(PIB)或亚乙烯基类型的烯烃，例如由Soltex Inc销售的那些。
在硅油中，可以非限制性方式提及聚二甲基硅氧烷类型的线型硅油，例如由Wacker以名称
AK销售的那些。
在合成酯中，可以非限制性方式提及邻苯二甲酸类型的酯，例如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)(例如由BASF销售)。
还可以非限制性方式提及由多元醇和有机酸、特别是选自饱和或不饱和的C4至C22有机酸的酸之间的反应得到的酯。作为这样的有机酸的非限制性实例，可提及十一烷酸、庚酸、辛酸、棕榈酸以及其混合物。在可用于合成上述酯的多元醇中，可提及的非限制性实例包括季戊四醇。
因而，由多元醇和有机酸之间的反应得到的合成酯为例如以下的产品：
系列，例如
7131，或来自
系列，例如
DFK和
DF7，来自M&IMaterials，或者来自Nyco的Nycodiel系列的酯。
在天然酯和植物油中，可提及的非限制性实例包括来自油性种子或来自其它天然来源的源的产品。可提及的非限制性实例包括由Cargill销售的FR3TM或EnvirotempTM或由M&I Materials销售的Midel EN 1215。
如上所述，本发明的传热组合物可包含一种或多种介电流体，例如两种、或三种、或四种或五种介电流体。
根据一个实施方案，优选的芳族合成介电流体是甲基多芳基甲烷，并且更特别地是苄基甲苯和二苄基甲苯的混合物。更优选地，根据本发明的芳族合成介电流体包含单一流体或两种流体。在这种情况下，该流体优选为甲基多芳基甲烷，并且更特别是苄基甲苯和二苄基甲苯的混合物。
可在本发明的上下文中使用的传热组合物可特别地具有3cSt至50cSt(或mm2/s)并且更特别地在5cSt和30cSt之间的粘度。粘度根据1994年的ISO 3104标准来测量。
可在本发明的上下文中使用的传热组合物有利地在大气压下具有在120℃和550℃之间、优选在150℃和450℃之间的沸点。在本发明的一个优选实施方案中，传热组合物的沸点在180℃和350℃之间并且甚至更优选在200℃和300℃之间。沸点根据1995年7月27日通过的OECD的第103号文件中描述的方法来测量。
可在本发明的上下文中使用的传热组合物可进一步包含一种或多种添加剂和/或填料，其为本领域技术人员熟知的并且例如以非限制性方式选自抗氧化剂、钝化剂、倾点降低剂、分解抑制剂、香料和调味剂、着色剂、防腐剂等等以及其混合物。非常特别优选的介电流体包含分解抑制剂。
在可有利地在传热组合物中使用的抗氧化剂中，可提及的非限制性实例包括：酚类抗氧化剂，例如二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚、生育酚、以及这些酚类抗氧化剂的乙酸酯(盐)；以及胺类型的抗氧化剂，例如苯基-α-萘胺，二胺类型的抗氧化剂，例如N,N'-双(2-萘基)-对苯二胺，以及抗坏血酸及其盐、抗坏血酸酯，单独地或作为它们中的两种或更多种的混合物或与其它组分例如绿茶提取物或咖啡提取物的混合物。非常特别合适的抗氧化剂是可从Brenntag以商品名
商购获得的抗氧化剂。
可在可在本发明的上下文中使用的传热组合物中用作添加剂的钝化剂是本领域技术人员已知的任何类型的并且有利地选自三唑衍生物、苯并咪唑、咪唑、噻唑或苯并噻唑。可提及的非限制性实例包括二辛基氨基甲基-2,3-苯并三唑和2-十二烷基二硫代咪唑。
在可存在于可在本发明的上下文中使用的传热组合物中的倾点降低剂中，可提及的非限制性实例包括蔗糖的脂肪酸酯和丙烯酸类聚合物例如聚(甲基丙烯酸烷基酯)或聚(丙烯酸烷基酯)。
优选的丙烯酸类聚合物是其分子量在50 000g.mol-1和500 000g.mol-1之间的那些。这些丙烯酸类聚合物的实例包括可含有包含1至20个碳原子的线型烷基的聚合物。
在这些中并且仍然作为非限制性实例，可提及聚(丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸庚酯)、聚(甲基丙烯酸庚酯)、聚(丙烯酸壬酯)、聚(甲基丙烯酸壬酯)、聚(丙烯酸十一烷基酯)、聚(甲基丙烯酸十一烷基酯)、聚(丙烯酸十三烷基酯)、聚(甲基丙烯酸十三烷基酯)、聚(丙烯酸十五烷基酯)、聚(甲基丙烯酸十五烷基酯)、聚(丙烯酸十七烷基酯)和聚(甲基丙烯酸十七烷基酯)。这样的倾点降低剂的一个实例可从Sanyo ChemicalIndustries Ltd公司以商品名Aclube商购获得。
根据一个非常特别优选的方面，可在本发明的上下文中使用的传热组合物包含至少一种分解抑制剂作为添加剂。分解抑制剂可为本领域技术人员熟知的任何类型的并且特别地可选自：碳二亚胺衍生物，例如二苯基碳二亚胺、二甲苯基碳二亚胺、双(异丙基苯基)碳二亚胺或双(丁基苯基)碳二亚胺，以及苯基缩水甘油基醚，或酯，烷基缩水甘油基醚，或酯，3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷羧酸酯，蒽醌系列的化合物，例如以名称“BMAQ”销售的β-甲基蒽醌，环氧化物衍生物，例如乙烯基环己烯二环氧化物、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基3,4-环氧-6-甲基己烷羧酸酯，酚酚醛清漆型环氧树脂，双酚A二缩水甘油基醚环氧树脂，例如BADGE，或CEL 2021P，特别地可从Whyte Chemicals获得。
根据本发明的一个具体实施方案，可在本发明的上下文中使用的传热组合物包含至少一种分解抑制剂。
可在本发明的上下文中使用的组合物中任选存在的一种或多种添加剂的重量含量可范围为0.0001重量％至5重量％，优选地0.001重量％至3重量％并且更优选地0.01重量％至2重量％，包括限值，相对于组合物的总重量计。
根据一个优选实施方案，可在本发明的上下文中使用的传热组合物具有大于或等于107Ω.cm并且优选大于或等于108Ω.cm的体积电阻率。材料的电阻率表示其抵抗电流流动的能力。换句话说，体积电阻率是所述介电流体的介电性质的指示。体积电阻率根据标准IEC 60247,2004版进行测量。
例如，该体积电阻率可为107Ω.cm至5×107Ω.cm；或5×107Ω.cm至108Ω.cm；或108Ω.cm至5×108Ω.cm；或5×108Ω.cm至109Ω.cm；或109Ω.cm至5×109Ω.cm；或5×109Ω.cm至1010Ω.cm。
此外，根据本发明的传热组合物一般地且通常具有大于或等于20kV、优选大于或等于30kV、优选大于或等于50kV并且更优选大于或等于90kV的击穿电压。术语“击穿电压”意指使绝缘体的一部分导电的最小电压。因此，该参数也是可在本发明的上下文中使用的传热组合物的介电性质的指示。击穿电压根据标准IEC 60156,2018版进行测量。
例如，根据本发明的传热组合物的击穿电压可在以下范围内：25kV至30kV，或30kV至40kV，或40kV至50kV，或50kV至60kV，或60kV至70kV，或70kV至80kV，或80kV至90kV。
传热组合物容纳在装置中，该装置适合于允许组合物与电池的热交换，并且优选地还与次级源的热交换。次级源可为周围环境，或另外的传热组合物。
在某些优选实施方案中，装置允许传热组合物与车辆的电池直接接触。优选地，将车辆的电池浸入传热组合物中。在这种情况下，装置可包括容纳电池的全部或部分的封闭腔室，传热组合物容纳在腔室内并且与电池的外壁接触。这允许传热组合物的介电和热性质得到最有利的使用。
在某些实施方案中，传热组合物完全处于液体状态。在其它实施方案中，传热组合物部分地处于液体状态并且部分地处于气态状态。腔室中的压力在0和5bar绝对压力之间。优选地，压力小于3bar绝对压力，并且优选小于1.5bar绝对压力。
在电池的充电是快速充电的情况(这涉及电池的快速加热)下，特别优选通过使电池与传热组合物直接接触来冷却。这样做的原因是它能够在电池和传热组合物之间更快地进行热交换，从而即使在冷却需求增加时也保持冷却效率。
替代地，传热组合物可通过热交换器与电池交换热量。则装置可包括组合物在其中流动的回路。热交换器可尤其是流体/固体类型，例如板式交换器。
优选地，回路不包括压缩机。换句话说，回路不是蒸气压缩回路。
可提供用于使组合物循环的手段，例如泵。
当提供另外的传热组合物时，其可存在于另外的回路中，该另外的回路可尤其是蒸气压缩回路。组合物之间的热交换在另外的热交换器中进行，该热交换器可为例如并流的或优选地逆流的。
另外的传热组合物本身可通过另外的热交换器与周围环境交换热量。其还可任选地用于加热或冷却乘客舱内的空气。
为此，另外的回路可包括具有单独热交换器的各种分支，另外的传热组合物任选地在这些分支中流动，这取决于运行模式。任选地，替代地或另外地，另外的回路可包括用于改变另外的传热组合物的流动方向的手段，例如包括一个或多个三通或四通阀。
术语“逆流热交换器”意指在其中在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器，其中交换器的入口处的第一流体与交换器的出口处的第二流体交换热量，并且交换器的出口处的第一流体与交换器的入口处的第二流体交换热量。
例如，逆流热交换器包括在其中第一流体的流动和第二流体的流动在相反方向或几乎相反的方向上的装置。以具有逆流趋势的交叉流模式运行的交换器也包括在逆流热交换器中。热交换器可特别地为具有U形管、水平或垂直管束、盘管(螺旋，spiral)、板或翅片的交换器。
本发明涉及根据本发明的传热组合物用于调节电池的温度的用途。优选地，组合物用于冷却电池。其也可用于加热电池。加热和冷却可取决于需要(室外温度、电池温度、电池的运行模式)交替地进行。加热也可至少部分地通过电阻进行。
因此，可将根据本发明的传热组合物专用于电池的冷却，而使用其它方式例如电阻来加热它。
术语“电池的温度”通常意指其电化学单元电池中的一个或多个的外壁的温度。
电池的温度可通过温度传感器测量。如果在电池上存在多个温度传感器，则可将电池的温度视为测量的各温度的平均值。
可在车辆的电池充电时进行温度控制。替代地，其可在电池放电时，尤其是在车辆引擎开启时进行。由于外部温度和/或由于电池在其运行时的固有发热，它尤其防止所述电池温度变得过高。
特别地，电池的充电可为快速充电。因此，在电池的完全充电(从电池完全放电的时刻起)持续小于或等于30min并且优选小于或等于15min的时间段期间，根据本发明的组合物的使用使得可将电池的温度保持在最佳温度范围内。这是有利的，因为在快速充电期间，电池倾向于迅速加热并且达到高温，这可对其运行和性能有影响。
在某些实施方案中，根据本发明的电池的冷却使得可将电池的温度降低至少5℃，或至少10℃，或至少15℃，或至少20℃，或至少25℃或至少30℃。
在某些实施方案中，电池的冷却在某个时间段是连续的。
在某些实施方案中，冷却和任选地加热允许电池温度保持在最佳温度范围内，特别是当车辆运行(引擎运行)时，并且尤其是当车辆正在移动时。具体地，如果电池温度过低，则其性能容易显着降低。
在某些实施方案中，车辆的电池的温度因此可保持在最低温度t1和最高温度t2之间。
在某些实施方案中，最低温度t1大于或等于10℃并且最高温度t2小于或等于40℃；优选地，最低温度t1大于或等于15℃并且最高温度t2小于或等于30℃，并且更优选地，最低温度t1大于或等于16℃并且最高温度t2小于或等于28℃。
有利地存在反馈环路以根据所测量的电池的温度来修改单元的运行参数，以确保保持期望的温度。
在车辆的电池温度保持在最低温度t1和最高温度t2之间期间的外部温度可尤其是-60℃至-50℃；或50℃至40℃；或-40℃至-30℃；或-30℃至-20℃；或-20℃至-10℃；或-10℃至0℃；或0℃至10℃；或10℃至20℃；或20℃至30℃；或30℃至40℃；或40℃至50℃；或50℃至60℃；或60℃至70℃。
术语“外部温度”意指在将车辆的电池的温度维持在最低温度t1和最高温度t2之间之前和期间的车辆的外部的环境温度。
根据另一方面，本发明涉及一种电池，其包括例如在本说明书中以上刚刚定义的传热组合物。电池可为安装至电动或混合动力交通工具的电池，所述电动或混合动力交通工具例如机动车辆、卡车、火车、船、两轮车辆(自行车、摩托车、踏板车)、工业车辆(如拖拉机、挖掘机、叉车、农业机械等)，以及安装至自动机(例如ATM、货币分配器、售票机等)，以及电池充电站本身。
Claims (9)
1.单相传热组合物用于调节电池的温度的用途，所述组合物包含至少一种选自烷基苯、烷基二苯基乙烷、烷基萘、甲基多芳基甲烷以及其混合物的芳族合成介电流体。
2.如权利要求1中所述的用途，其中传热组合物包含至少一种选自苄基甲苯、二苄基甲苯以及其以任意比例的混合物的芳族合成介电流体。
3.如权利要求2中所述的用途，其中传热组合物包含在60重量％和85重量％之间包括限值的苄基甲苯和更优选地在15重量％和40重量％之间包括限值的二苄基甲苯，相对于苄基甲苯/二苄基甲苯的总量计。
4.如前述权利要求任一项中所述的用途，其中传热组合物包含与一种或多种选自矿物油、植物油和合成油的其它介电流体混合的至少一种芳族合成介电流体。
5.如权利要求4中所述的用途，其中芳族合成介电流体占在50重量％和100重量％之间包括限值、优选地在70重量％和100重量％之间包括限值的比例，相对于传热组合物中存在的所有介电流体的总和计。
6.如前述权利要求任一项中所述的用途，其中组合物进一步包含一种或多种添加剂和/或填料，优选地以非限制性方式选自抗氧化剂、钝化剂、倾点降低剂、分解抑制剂、香料和调味剂、着色剂、防腐剂等等以及其混合物。
7.如权利要求6中所述的用途，其中一种或多种添加剂的重量含量的范围为0.0001重量％至5重量％，优选地0.001重量％至3重量％，更优选地0.01重量％至2重量％，包括限值，相对于组合物的总重量计。
8.电池，其包含如在权利要求1至7任一项中所描述的传热组合物。
9.如权利要求8中所述的电池，其安装至电动或混合动力交通工具、工业车辆、自动机或充电站。
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