CN117025051A - 用于电池包热失控的新型隔热涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域，具体的说是用于电池包热失控的新型隔热涂料及制备方法，包括基础溶剂和改性溶剂，基础溶剂由无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉组成，改性溶剂由胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵组成，无溶剂环氧树脂的重量占比为25‑35％，阻燃剂的重量占比为5‑10％，消泡剂的重量占比为3‑6％，季戊四醇的重量占比为5‑10％，水合硼酸锌的重量占比为2‑5％，钛白粉的重量占比为50‑60％，本发明涂料在电池没有发生热失控时其处于未激化状态，当电池包内部温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电池包热失控的新型隔热涂料及制备方法，属于新能源技术领域。
背景技术
随着我国新能源领域的不断开拓，从新能源汽车到光伏光热储能，电池包的应用越来越广泛。同时对于电池热失控的研究越开越深入。传统的热失控方式为使用云母片等隔热物质，其优点为造价相对便宜，并且当电池包发生热失控时云母片的隔热效果满足基本要求，缺点为云母片的厚度厚，质量大，导致电池包的整体重量增大，增加运输成本。除云母片外，部分热失控采用气凝胶层，气凝胶层优点为与云母片同等厚度的情况下隔热效率高于云母片，相对质量比较轻。
申请号为CN201811270499.2的发明公布了一种铝合金材料用气凝胶隔热涂料、铝合金电池包用防火隔热涂料层、电池包铝合金上盖。本发明的铝合金材料用气凝胶隔热涂料包括以下重量份的组分：成膜剂30～50份、二氧化硅气凝胶10～20份、分散剂0.5～5份、增稠剂0.5～5份、消泡剂0.5～5份、阻燃剂0.5～5份、防腐剂0.5～5份；所述成膜剂为水性环氧树脂乳液。本发明的铝合金材料用气凝胶隔热涂料作为内层，防火涂料作为外层，二者组成铝合金电池包用防火隔热涂料层，该涂料层作用于铝合金电池包上盖，可使铝合金电池包上盖具有较好的防火隔热性，可通过GB/T 31467.3中的外部火烧试验，通过该技术方案通过的隔热涂层能够起到隔热效果，该隔热涂层基于热熔胶材料制成，但是缺点为气凝胶的制造过程比较复杂，相对成本远远高于云母片。
有鉴于此特提出本发明来帮助解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供用于电池包热失控的新型隔热涂料及制备方法，本发明涂料在电池没有发生热失控时其处于未激化状态，当电池包内部温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，用于电池包热失控的新型隔热涂料，包括基础溶剂和改性溶剂，所述基础溶剂由无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉组成，所述改性溶剂由胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵组成。
进一步的，所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25-35％，所述阻燃剂的重量占比为5-10％，所述消泡剂的重量占比为3-6％，所述季戊四醇的重量占比为5-10％，所述水合硼酸锌的重量占比为2-5％，所述钛白粉的重量占比为50-60％，所述硅微粉的重量占比为5-10％。
进一步的，所述胺固化剂的重量占比为10-20％，所述消泡制剂的重量占比为5-10％，所述固化促进剂的重量占比为5-10％，所述三聚氰胺的重量占比为5-10％，所述氢氧化铝的重量占比为5-10％，所述白云石的重量占比为50-60％，所述聚磷酸铵的重量占比为5-10％。
电池包热失控的新型隔热涂料的制备方法，其特征在于：所述隔热涂层的制备包括以下步骤：
S1、基础溶剂的制备：按照配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/mi n，之后依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉并持续搅拌5mi n，随后在20-40℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/mi n并持续搅拌15mi n；
S2、改性溶剂的制备：按照配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵，将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/mi n，之后依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌5mi n，随后在25-35℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/mi n并持续搅拌15mi n，然后将搅拌器转速降低为600r/mi n，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌5mi n；
S3、混合处理：将上述步骤中制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
本发明的技术效果和优点：
本发明涂料在电池没有发生热失控时其处于未激化状态，当电池包内部温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
本实施例提供了用于电池包热失控的新型隔热涂料，包括基础溶剂和改性溶剂，所述基础溶剂由无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉组成，所述改性溶剂由胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵组成。
所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25％，所述阻燃剂的重量占比为5％，所述消泡剂的重量占比为3％，所述季戊四醇的重量占比为5％，所述水合硼酸锌的重量占比为2％，所述钛白粉的重量占比为50％，所述硅微粉的重量占比为10％。
所述胺固化剂的重量占比为20％，所述消泡制剂的重量占比为5％，所述固化促进剂的重量占比为5％，所述三聚氰胺的重量占比为5％，所述氢氧化铝的重量占比为5％，所述白云石的重量占比为50％，所述聚磷酸铵的重量占比为10％。
电池包热失控的新型隔热涂料的制备方法包括以下步骤：
S1、基础溶剂的制备：按照配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/mi n，之后依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉并持续搅拌5mi n，随后在25℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/mi n并持续搅拌15mi n；
S2、改性溶剂的制备：按照配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵，将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/mi n，之后依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌5mi n，随后在25℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/mi n并持续搅拌15mi n，然后将搅拌器转速降低为600r/mi n，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌5mi n；
S3、混合处理：将上述步骤中制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
将上述制备好的隔热涂层涂到规格为40cm*20cm的1.2mm厚的铝板上，涂层厚度为1mm。
对照组1：
准备规格为40cm*20cm的1mm厚的云母片，然后将云母片粘到规格为40cm*20cm的1.2mm厚的铝板上。
对照组2：
制备气凝胶，将气凝胶涂到规格为40cm*20cm的1.2mm厚的铝板上，胶层厚度为1mm。
将上述实施例1、对照组1和对照组2制备的铝板，将铝板置于1000℃的火焰下进行加热并检测铝板背面温度数据，最后检测隔热材料的重量，之后得到下表：
| 1min时温度 | 5min时温度 | 重量 | |
| 实施例1 | 30.6℃ | 282.7℃ | 3.4g |
| 对照组1 | 53.8℃ | 304.2℃ | 10.5g |
| 对照组2 | 57.5℃ | 312.6℃ | 3.2g |
根据上表可得，本技术方案得到的材料在前1分钟内由于隔热层逐渐激发，厚度逐渐上升，导致温度上升过快，当材料完全膨胀后，温度上升平缓，最终在5分钟达到约280℃，通过三组平行实验，数据基本上保持一致，说明该材料可以满足控制热失控温度上升的基本要求。测量样板质量，本材料和气凝胶的重量接近，低于云母片约200％。
综上所述，本发明旨在解决电池热失控的温度上升问题，在达到同样的热失控效果时，本材料体现了质量轻，造价低，易施工等优势，为新能源领域提供一种解决方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.用于电池包热失控的新型隔热涂料，其特征在于：包括基础溶剂和改性溶剂，所述基础溶剂由无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉组成，所述改性溶剂由胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵组成。
2.根据权利要求1所述的用于电池包热失控的新型隔热涂料，其特征在于：所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25-35％，所述阻燃剂的重量占比为5-10％，所述消泡剂的重量占比为3-6％，所述季戊四醇的重量占比为5-10％，所述水合硼酸锌的重量占比为2-5％，所述钛白粉的重量占比为50-60％，所述硅微粉的重量占比为5-10％。
3.根据权利要求1所述的用于电池包热失控的新型隔热涂料，其特征在于：所述胺固化剂的重量占比为10-20％，所述消泡制剂的重量占比为5-10％，所述固化促进剂的重量占比为5-10％，所述三聚氰胺的重量占比为5-10％，所述氢氧化铝的重量占比为5-10％，所述白云石的重量占比为50-60％，所述聚磷酸铵的重量占比为5-10％。
4.电池包热失控的新型隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基础溶剂的制备：按照配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/min，之后依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉并持续搅拌5min，随后在20-40℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/min并持续搅拌15min；
S2、改性溶剂的制备：按照配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵，将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂内，加入过程中使用搅拌器进行搅拌并调节转速为600r/min，之后依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌5min，随后在25-35℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1500r/min并持续搅拌15min，然后将搅拌器转速降低为600r/min，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌5min；
S3、混合处理：将上述步骤中制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
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|---|---|---|---|---|
| CN117925051A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-04-26 | 中森新材料(深圳)有限公司 | 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 |
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2023
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