CN115133180A - 一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，包括：在防火垫表面涂覆热固胶；在云母片表面均匀涂敷热固胶；将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层；在所述外复合材料层的云母片一侧表面上涂覆热固胶；在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯。本发明解决现有材料难以抵抗高温火焰和限制温度传导的技术问题。

Description

一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法
技术领域
本发明电性防火隔热垫技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法。
背景技术
以锂电池为动力的新能源汽车，在选用锂电芯时不但需要考虑安全性，也需要考虑续航里程和充放电性能。一般来讲，高能量密度和高充放电性能的电芯，通常会有更高的发生热蔓延的风险。(热蔓延是指单个电芯发生的热失控造成起火燃烧，蔓延到附近的电芯，造成整体电池包起火燃烧，甚至发生爆炸等事故。)通过使用更好的热安全材料，可以有效地抑制热失控蔓延的发生，从而为提高新能源汽车的动力性能奠定安全性基础。电芯间的热防护材料是新能源汽车热失控防护的关键层级，主要作用是阻断高温在电芯间的传导。近年来，随着单个电芯的容量不断增大，对电芯间防火隔热材料的要求也越来越高。目前业内使用的云母带和气凝胶毡等材料，已经不能单独提供足够的防护。使用新的复合材料与结构已经是大势所趋。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其解决现有材料难以抵抗高温火焰和限制温度传导的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，包括：
在防火垫表面涂覆热固胶；
在云母片表面均匀涂敷热固胶；
将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层；
在所述外复合材料层的云母片一侧表面上涂覆热固胶；
在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯。
作为上述技术方案的优选，在所述将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层的过程中，其热压固化的时间控制在120-150℃，热压固化的时间控制在2-10min。
作为上述技术方案的优选，在所述在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯的过程中，其热压固化的时间控制在100-120℃，热压固化的时间控制在2-10min。
作为上述技术方案的优选，所述防火垫为玻璃纤维层，所述防火垫包括玻璃纤维层和改性涂层，所述纤维层可为玻璃纤维层或者岩棉纤维层，所述改性涂层设置于所述玻璃纤维层的一侧表面，所述在防火垫表面涂覆热固胶为在防火垫纤维一侧表面涂覆热固胶。
作为上述技术方案的优选，所述岩棉纤维层，所述防火垫包括玻璃纤维层和改性涂层，所述改性涂层设置于所述玻璃纤维层的一侧表面，所述在防火垫表面涂覆热固胶为在防火垫纤维一侧表面涂覆热固胶。
作为上述技术方案的优选，所述云母片为硬质云母片或者软质云母片。
作为上述技术方案的优选，所述云母片包括云母材料层与树脂结合剂层。
作为上述技术方案的优选，所述树脂结合剂中的树脂为硅树脂或者环氧树脂。
作为上述技术方案的优选，所述云母片的厚度为0.1-1.2mm，所述防火垫的厚度为0.2-1.5mm，所述复合隔热材料层的厚度为0.5-5.0mm。
作为上述技术方案的优选，所述复合隔热材料层至少具有耐热硅胶材料以及辅助填料，所述辅助填料为中空玻璃微珠，所述中空玻璃微珠均匀填充分布在耐热硅胶材料的内部。
作为上述技术方案的优选，所述复合隔热材料层也可以为超级棉或者气凝胶材料
本发明提供种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其通过在防火垫表面涂覆热固胶；在云母片表面均匀涂敷热固胶；将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层；在所述外复合材料层的云母片一侧表面上涂覆热固胶；在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到防火隔热材料，该防火隔热材料经过检测具有更好的防火隔热性格，该制备方法制备得到的防火隔热材料解决现有材料难以抵抗高温火焰和限制温度传导的技术问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1示出了本发明实施一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例制备得到的防火隔热材料的分解结构示意图；
图中10、复合隔热材料层；20、云母片；30、防火垫；101、耐热硅胶材料；102、中空玻璃微珠。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
参见图1，本发明实施例提供了一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，包括：
步骤100：在防火垫表面涂覆热固胶；
步骤200：在云母片表面均匀涂敷热固胶；
步骤300：将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层；
步骤400：在所述外复合材料层的云母片一侧表面上涂覆热固胶；
步骤500：在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯。
在本实施例的进一步可实施方式中，在将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层的过程中，其热压固化的时间控制在120-150℃，热压固化的时间控制在2-10min。
在本实施例的进一步可实施方式中，在复合隔热材料层的两侧表面粘接外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯的过程中，其热压固化的时间控制在100-120℃，热压固化的时间控制在2-10min。
在本实施例的进一步可实施方式中，防火垫包括玻璃纤维层和改性涂层，改性涂层设置于玻璃纤维层的一侧表面，纤维层可为玻璃纤维层或者岩棉纤维层，在防火垫表面涂覆热固胶为在防火垫纤维一侧表面涂覆热固胶。
在本实施例的进一步可实施方式中，岩棉纤维层，岩棉纤维层为在岩棉纤维材料表面上设置改性涂层，在防火垫表面涂覆热固胶为在防火垫纤维一侧表面涂覆热固胶，改性涂层为硅树脂与填料组成的涂层，本实施例中改性涂层采用硅树脂与填料组成的涂层，用来在高温条件下阻挡高温热流。
本实施例中的防火垫的主要功能为提供比云母片更优的防隔热性能，并通过纤维结构提高整体结构的抗火焰及射流冲击能力。
在本实施例的进一步可实施方式中，云母片为硬质云母片或软质云母片。
在本实施例的进一步可实施方式中，云母片包括云母材料层与树脂结合剂层。
在本实施例的进一步可实施方式中，树脂结合剂中的树脂为硅树脂或者环氧树脂。
本实施例中的硬质云母片主要功能是提供材料整体的维形，并提高材料整体的绝缘性能，另外，本实施例中的云母片包括云母材料层与树脂结合剂层，树脂结合剂层提供云母片的机械性能，并且其还可以提高云母片的绝缘性能。
在本实施例的进一步可实施方式中，云母片的厚度为0.1-1.2mm，防火垫的厚度为0.2-1.5mm，复合隔热材料层的厚度为0.5-5.0mm。
在本实施例的进一步可实施方式中，复合隔热材料层包括耐热硅胶材料以及辅助填料，辅助填料为中空玻璃微珠，中空玻璃微珠均匀填充分布在耐热硅胶材料的内部。
本实施例中的复合隔热材料层具有良好的隔热性能和一定的可压缩性能。在遇到超过500℃以上的高温时会发生陶瓷化反应，会形成硬脆的多孔陶瓷状材料，能抵抗超过1000℃度以上的高温。
参见图2，本实施例的制备方法所制备的防火隔热材料为5层结构，其包括位于中间的复合隔热材料层10，复合隔热材料层10包括耐热硅胶材料101，在耐热硅胶材料101的内部填充设置中空玻璃微珠102，在复合隔热材料层10的两侧分别设置有云母片20，两层云母片20将复合隔热材料层10夹设其间，另外，在云母片20的外侧为防火垫30。
在本实施例的进一步可实施方式中，复合隔热材料层也可以为超级棉或者气凝胶材料
本实施例的制备方法制得的防火隔热材料在用于电芯间防火隔热时，本材料的5层结构可以呈现以复合隔热层为中心的对称结构，对任何一侧的热失控有相同的防护能力；也可以根据实际工程需要，对特定的一侧强化防护能力，另外，该防火隔热材料不仅具有更好的耐火、耐高温性能，而且其还具有更好的机械性能。
实施例1：
(1)在1.2mm厚度的防火垫表面涂覆热固胶，在0.8mm的云母片表面均匀涂敷热固胶，防火垫采用具有改性涂层的玻璃纤维材料，云母片包括云母材料层和树脂结合剂层，树脂结合剂层中的树脂为硅树脂；
(2)将云母片与防火垫粘接并投入至板式硫化机，通过热压方式将云母片与防火垫固化在一起制备得到外复合材料层，热压固化的时间为10min，热压固化的温度控制在150℃。
(3)在外复合材料层的云母片一侧涂覆热固胶，在复合隔热材料层的两侧分别粘接一外复合材料层，然后投入至板式硫化机通过热压方式将复合隔热材料和外复合材料层固化在一起制备得到防火隔热材料，在该热压固化过程中，其热压固化的时间为10min，热压固化的时间控制在120℃，复合隔热材料层为内部填设有中空玻璃微珠的耐热硅胶材料。
实施例2：
(1)在1.5mm厚度的防火垫表面涂覆热固胶，在1.2mm的云母片表面均匀涂敷热固胶，防火垫采用具有改性涂层的岩棉纤维材料，云母片包括云母材料层和树脂结合剂层，树脂结合剂层中的树脂为环氧树脂；
(2)将云母片与防火垫粘接并投入至板式硫化机，通过热压方式将云母片与防火垫固化在一起制备得到外复合材料层，热压固化的时间为8min，热压固化的温度控制在120℃。
(3)在外复合材料层的云母片一侧涂覆热固胶，在复合隔热材料层的两侧分别粘接一外复合材料层，然后投入至板式硫化机通过热压方式将复合隔热材料和外复合材料层固化在一起制备得到防火隔热材料，在该热压固化过程中，其热压固化的时间7min，热压固化的时间控制在100℃，复合隔热材料层为内部填设有中空玻璃微珠的耐热硅胶材料。
对比例1：
采用现有技术中的云母片作为防火隔热材料。
对比例2：
采用现有技术中的气凝胶毡和云母片的复合材料作为防火隔热材料。
对比例3：
采用现有技术中的云母片和超级棉的复合材料作为防火隔热材料。
对上述实施例和对比例所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：
采用专业设备对产品的各性能进行测试；具体测试结果如表1所示。
表1：产品性能测试结果
Figure BDA0003764492960000071
Figure BDA0003764492960000081
由表1产品性能测试结果可知，本发明所得产品具有材质更轻，而且导热系数更低、具有更高的耐温、在防火隔热过程中不会发生掉粉或掉颗粒的情况，而且本发明所制得的产品具有更好的机械性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，包括：
在防火垫表面涂覆热固胶；
在云母片表面均匀涂敷热固胶；
将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层；
在所述外复合材料层的云母片一侧表面上涂覆热固胶；
在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，在所述将防火垫与云母片热压固化得到外复合材料层的过程中，其热压固化的时间控制在120-150℃，热压固化的时间控制在2-10min。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，在所述在复合隔热材料层的两侧表面粘接所述外复合材料层，然后热压固化得到产品毛坯的过程中，其热压固化的时间控制在100-120℃，热压固化的时间控制在2-10min。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述防火垫包括纤维层和改性涂层，所述纤维层可为玻璃纤维层或者岩棉纤维层，所述改性涂层设置于所述纤维层的一侧表面，所述在防火垫表面涂覆热固胶为在防火垫纤维一侧表面涂覆热固胶。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述复合隔热材料层也可以为超级棉或者气凝胶材料。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述云母片为硬质云母片或者软质云母片。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述云母片包括云母材料层与树脂结合剂层。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述树脂结合剂中的树脂为硅树脂或者环氧树脂。
9.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述云母片的厚度为0.1-1.2mm，所述防火垫的厚度为0.2-1.5mm，所述复合隔热材料层的厚度为0.5-5.0mm。
10.根据权利要求1所述的新能源汽车电芯用防火隔热材料的制备方法，其特征在于，所述复合隔热材料层至少具有耐热硅胶材料以及辅助填料，所述辅助填料为中空玻璃微珠，所述中空玻璃微珠均匀填充分布在耐热硅胶材料的内部。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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