CN117025180A - 一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料及其制备方法和应用，属于相变储能材料领域及电池热管理及热失控领域技术领域，该微观封装无机相变材料由无机相变材料芯材‑十二水合磷酸氢二钠和无机封装基质‑二氧化硅组成，芯材通过乳液界面聚合法被封装于基质中，提高了材料的形态稳定性，避免了无机相变材料在发生固液相变时的泄漏以及对电池的腐蚀问题。本发明还提供了所述微观封装无机相变材料的在锂离子电池系统中的应用，该相变材料在实现了不同放电倍率下的电池热管理以及电池热失控的抑制的同时，也解决了原有用于电池热管理的有机相变材料可燃的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及相变储能材料领域及电池热管理及热失控技术领域，尤其是涉及一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池作为目前新能源交通以及电力储能领域的主要能量载体，其应用形式和安全性能也备受关注。随着锂离子电池的广泛应用，其潜在的热安全问题逐渐暴露。锂离子电池由于在充电/放电过程中会产生大量的热量，因此极易发生由于自身过热而导致的火灾、爆炸事故，造成巨大的财产损失和人员伤亡。
为了保证电池的安全运转，电池热管理系统应运而生，可以将电池表面温度和组内温差控制在理想范围。基于相变材料的被动热管理系统是目前极具发展前景一种热管理技术，因其质量结构轻巧、散热能力高效、与其它热管理方式的耦合协作能力高、无需外加能耗等优点受到广泛关注。相变材料可以在相变过程中吸收大量的热量而保持自身恒温，从而帮助电池实现快速降温和均温的目的。此外，相变材料还被证实可以延缓或抑制电池热失控及其蔓延的发生，保障人员与设备安全。目前绝大多数基于相变材料的电池热管理研究和技术均选用石蜡等有机相变材料，尽管有机相变材料因其高稳定性备受青睐，但其可燃性成为了阻碍其在电池热管理领域普及的重要因素。据资料显示，有机相变材料燃点远低于电池热失控温度，因此在滥用环境中，可燃相变材料极有可能被高温或电池热失控的火焰直接引燃，从而增加电池火灾风险和燃烧危害。
与有机相变材料不同，以无机水合盐为代表的无机相变材料完全不可燃，并且拥有不亚于有机相变材料的高潜热值，发展前景可观。然而，水合盐依靠受热脱出结晶水而完成相变储能过程，其发生固液相变后的泄漏以及水分蒸发的问题使得其在锂离子电池热管理等储能领域的实际应用受到极大限制，因此水合盐封装技术及其在电池系统中的应用技术亟待开发。
发明内容
本发明目的是提供一种形态稳定、抗燃性高的无机相变材料及其封装制备技术，并将其应用于锂离子电池系统的热管理及热失控抑制中，推动水合盐相变材料的实际应用，并解决传统电池热管理技术中有机相变材料的可燃问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料，该微观封装无机相变材料由50wt％-80wt％无机相变材料芯材和20wt％-50wt％无机封装基质组成，其中，无机相变材料芯材被封装于无机封装基质中；
所述无机相变材料芯材为无机水合盐-十二水合磷酸氢二钠；所述无机封装基质为二氧化硅，由四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷共同发生水解缩合反应生成得到。
优选的，所述微观封装无机相变材料的微观封装尺寸为200-350nm，相变温度为50-51℃，相变潜热为71.4-111.7kJ/kg。
一种微观封装无机相变材料的制备方法，该制备方法采用本发明所述材料质量组成和以下工艺：以十二水合磷酸氢二钠为芯材，以四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为二氧化硅基质的反应前体，通过乳液界面聚合法，硅前体在十二水合磷酸氢二钠表面水解缩合生成二氧化硅，制备出微观封装无机相变材料。
优选的，制备工艺包括以下步骤：
(1)熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；一定质量的乳化剂与油性溶剂形成油相；将水相与油相充分搅拌混合，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，过滤、洗涤、干燥得到微观封装的无机相变材料粉末。
优选的，所述步骤(1)中所用油性溶剂为液体石蜡，所述乳化剂为非离子型乳化剂聚山梨酯80和失水山梨醇酐单油酸酯80复配的复合乳化剂，复合乳化剂与油性溶剂的质量比为1:15-1:2。
优选的，所述步骤(1)中搅拌温度为40-44℃；搅拌速率为1200-1400rmp；搅拌时间为1-1.5h。
优选的，所述步骤(2)中所用四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为4:1；
所述步骤(2)中四乙氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷总质量与无机相变芯材质量比例为1:1-1:4，对应最终微观封装无机相变材料由中无机相变材料芯材50wt％-80wt％和无机封装基质20wt％-50wt％的构成比例；
所述步骤(2)中搅拌温度为40-44℃，搅拌速率为800-1000rmp，搅拌时间为9-10h。
一种微观封装无机相变材料的在锂离子电池热管理及热失控抑制中的应用，将所述微观封装无机相变材料填充电池模组间隙或包裹电池周围，可以进行电池热量与温度管理，并在极端情况下抑制电池热失控事故。
微观封装的反应机理如下：十二水合磷酸氢二钠经亲水性聚山梨酯80和亲油性失水山梨醇酐单油酸酯80乳化剂的辅助下，均匀分散到油溶剂中，得到稳定的油包水乳液；缓慢加入四乙氧基硅烷，在弱碱性水合芯诱发作用下，逐渐水解形成二氧化硅前驱体低聚物，并附着于油界面处；加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，由于亲水性胺基的存在，3-氨基丙基三乙氧基硅烷分子更容易穿过界面进入水相；此外，由于胺基电离为NH3+，使得界面附近水层中OH-浓度增加，也为二氧化硅前驱体的水解和缩聚提供了合适的碱性环境。在碱性环境下，四乙氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进一步水解并缩合形成二氧化硅，将无机相变材料芯材进行微观封装，所制备材料可用于锂离子电池及相关能源领域的热管理、热能转化与储存。
本发明具有高热焓值和适宜的相变温度区间，可用于降低电池在正常放电倍率以及高放电倍率下的表面温度，确保电池的安全运行，并可以有效延缓电池热失控的发生；同时本发明具有高抗燃性，可以有效避免因相变材料被引燃而加剧火灾风险和热危害的情况。
因此，本发明采用上述的一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料及其制备方法和应用，具备以下有益效果：
本申请与现有材料相比，本发明因为采用了将无机相变材料封装于无机二氧化硅基质中的技术手段，有效避免了无机相变材料在固液相变时容易泄漏的技术问题，提高了无机相变材料在储能领域的实际应用能力；此外，本发明所制的微观封装无机相变材料所用芯材和封装基质均为无机物质，解决了原有用于对电池热管理的有机相变材料可燃的技术问题，同时推动了水合盐封装技术在电池系统中的进一步发展，为无机相变材料在锂离子电池热管理中的应用提供了有效的技术解决方案。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本发明所述微观封装无机相变材料的扫面电镜(SEM)实验结果图；
图2为本发明所述微观封装无机相变材料的X射线衍射(XRD)实验结果图；
图3为本发明所述微观封装无机相变材料的示差扫描量热测试(DSC)实验结果图；
图4为本发明所述微观封装无机相变材料用于锂离子电池单体热管理实验结果图，图4(a)为1C放电温度变化图，图4(b)为2C放电温度变化图，图4(c)为3C放电温度变化图；
图5为本发明所述微观封装无机相变材料用于锂离子电池热失控抑制的实验结果图，图5(a)为自然冷却下电池表面温度变化图，图5(b)为PCM下电池表面温度变化图；
图6为使用本发明所述可用于锂离子电池热管理及热失控抑制的微观封装无机相变材料的一种锂离子电池；
图7为本发明所述微观封装无机相变材料用于锂离子电池电池组热管理实验结果图，图7(a)为1C放电温度变化图，图7(b)为2C放电温度变化图，图7(c)为3C放电温度变化图。
附图标记：
1、锂离子电池；2、微观封装无机相变材料，3、电池容器。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图所示，本发明提供了一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料，微观封装无机相变材料由50wt％-80wt％无机相变材料芯材和20wt％-50wt％无机封装基质组成，无机相变材料芯材被封装于无机封装基质中。无机相变材料芯材为无机水合盐-十二水合磷酸氢二钠；无机封装基材为二氧化硅，由四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷两种硅前体共同发生水解缩合反应生成得到。最终制得的微观封装无机相变材料为白色膨松状粉末，微观封装尺寸为200-350nm。微观封装无机相变材料的相变温度为50-51℃，相变潜热为71.4-111.7kJ/kg。
无机相变材料被封装于致密的二氧化硅基材中，提高了材料的形态稳定性，因此无机相变材料在发生固液相变时不易出现泄漏情况；且芯材和基质均为无机材料，保证了终产物的高抗燃性。
本发明还提供了一种微观封装无机相变材料的制备方法，包括以下步骤：
采用本发明所述材料质量组成和以下工艺：以十二水合磷酸氢二钠相变材料为芯材，以四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为二氧化硅的反应前体，通过乳液界面聚合法，硅前体在十二水合磷酸氢二钠表面水解缩合生成二氧化硅，制备出微观封装无机相变材料。该制备方法包括以下步骤：
(1)熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；一定质量的乳化剂与油性溶剂形成油相；将水相与油相充分搅拌混合，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，搅拌以发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，然后通过过滤、洗涤、干燥得到微观封装的无机相变材料粉末。
步骤(1)中所用乳化剂为非离子型乳化剂聚山梨酯80和失水山梨醇酐单油酸酯80复配制备的复合乳化剂，所用油性溶剂为液体石蜡，乳化剂与油性溶剂的质量比例为乳化剂:油性溶剂＝1:15-1:20。步骤(1)中搅拌温度为40-44℃；搅拌速率为1200-1400rmp；搅拌时间为1-1.5h。
步骤(2)中四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为4:1；步骤(2)中四乙氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷总质量与无机相变芯材质量比例为1:1-1:4，对应最终微观封装无机相变材料由中无机相变材料芯材50wt％-80wt％和无机封装基质20wt％-50wt％的构成比例；步骤(2)中的反应过程中的搅拌温度为40-44℃，搅拌速率为800-1000rmp，搅拌时间为9-10h。
本发明还提供了上述微观封装无机相变材料在进行锂离子电池热管理以及热失控抑制中的应用。具体应用方法为将微观封装无机相变材料填充在电池模组间隙或者包裹在电池周围。
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
(1)10g熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；1g乳化剂与15g油性溶剂混合形成油相；在44℃恒温、1400rmp转速下，将水相与油相充分搅拌混合1.5h，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将4g四乙氧基硅烷，1g3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，在44℃恒温、800rmp转速下搅拌9h以发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，然后通过过滤、洗涤、干燥，得到芯材/基质比为2:1的微观封装的无机相变材料粉末样品。
经过测试，本发明得到的微观封装无机相变材料为白色蓬松粉末，图1显示了本发明的微观形貌，封装结构外表面呈光滑球状，直径约为200-350nm。经由图2所示XRD测试图结果可知，微观封装无机相变材料的特征图谱具有十二水和磷酸氢二钠的晶体特征峰，也具有二氧化硅的非晶体的扁平峰，由此证实了实验所得的微观封装无机相变材料是由二氧化硅包覆十二水和磷酸氢二钠而成的；图3显示了微观封装无机相变材料的相变特性：相变温度为51.0℃，潜热值为111.7J/g，具有良好的储热性能。
实施例2
(1)10g熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；1g乳化剂与18g油性溶剂混合形成油相；在40℃恒温、1200rmp转速下，将水相与油相充分搅拌混合1h，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将2g四乙氧基硅烷、0.5g3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，在40℃恒温、900rmp转速下搅拌10h以发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，然后通过过滤、洗涤、干燥，得到芯材/基质比为4:1的微观封装的无机相变材料粉末样品。
经过测试，本发明得到的微观封装无机相变材料为白色蓬松粉末，相变温度为50.4℃，潜热值为83.1J/g，具有良好的储热性能。
实施例3
(1)10g熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；1g乳化剂与20g油性溶剂混合形成油相；在42℃恒温、1300rmp转速下，将水相与油相充分搅拌混合1.3h，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将8g四乙氧基硅烷、2g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，在42℃恒温、1000rmp转速下搅拌9.5h以发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，然后通过过滤、洗涤、干燥，得到芯材/基质比为1:1的微观封装的无机相变材料粉末样品。
经过测试，本发明得到的微观封装无机相变材料为白色蓬松粉末，相变温度为50.9℃，潜热值为71.4J/g，具有良好的储热性能。
实施例4
本实施例提供上述的微观封装无机相变材料在进行锂离子单体电池热管理系统中的应用。
步骤1：选用商用松下NCR-18650BD圆柱形锂离子电池(3.2Ah，3.7V)。采用新威电池循环测试系统进行电池充放电测试。在测试前，电池在0.2C倍率下充放电预循环3次，并充电到100％的充电状态。
步骤2：将电池被置于圆柱形容器中间，空余空间填充本发明微观封装无机相变材料，电池表面固定K型热电偶以获取电池温度数据。
步骤3：同时接通循环测试仪和温度采集模块，实验开始；充满电的电池分别在1C、2C、3C的放电倍率下放电，直到达到截止电压后停止，关闭实验系统，实验结束。
为了证实本发明微观封装无机相变材料对于锂离子电池热管理的有效性，本实施例还给出了不填充相变材料(空气冷却)的对比实验，测试结果见图4。
图4显示了分别使用空气和本发明微观封装无机相变材料作为冷却介质的热管理测试结果。对于采用空气冷却的热管理工况，散热模式仅仅为电池和流动空气之间的空气对流，降温能力较弱，因此在空气冷却的工况下，1C、2C、3C放电速率下的电池表面的峰值温度分别达到50℃、71℃、84℃。对于采用本发明微观封装无机相变材料的热管理工况，1C、2C、3C放电速率下的的电池表面的峰值温度分别下降到了46℃、58℃、64℃，将电池温度控制在安全温度之下，原因在于电池产生的热量通过热传导及时被相变材料吸收，随后相变材料中储存的热量又通过热传导和热对流扩散到空气中，导致电池升温速率减慢，也缩短了电池处于高温环境中的时间。与空冷的数据相比，采用微观封装无机相变材料的电池峰值温度分别下降了8％、18.3％、23.8％，可以证实采用本发明微观封装无机相变材料用于锂离子电池热管理的效果显著。
实施例5
本实施例提供上述的微观封装无机相变材料在锂离子电池热失控抑制中的应用。
步骤1：选用商用松下NCR-18650BD圆柱形锂离子电池(3.2Ah，3.7V)。采用新威电池循环测试系统进行电池充放电测试。在测试前，电池在0.2C倍率下预循环3次，并充电到80％的充电状态。
步骤2：将电池被置于圆柱形容器中间，空余空间填充本发明微观封装无机相变材料。电池表面粘贴自发热加热片以诱导电池发生热失控，并固定K型热电偶以获取电池热失控过程中的温度数据。
步骤3：同时接通加热片和温度采集模块，实验开始；当电池发生热失控后火焰完全熄灭时，关闭实验系统，实验结束。
为了证实本发明微观封装无机相变材料对于锂离子电池热管理抑制的有效性，本实施例还给出了不填充相变材料的对比实验，测试结果见图5。
实验中，在加热片的持续加热下，锂离子电池逐渐升温，当电池表现温度达到约200℃时，电池发生热失控，出现剧烈的爆燃和喷射火。电池在有无相变材料包裹下也表现出了不同的热失控行为。在不填充相变材料的工况下，电池在332s时发生爆燃，爆燃瞬间电池表面温度迅速上升到达768℃。相比之下，在本发明微观封装无机相变材料的包裹下，电池温升速率缓慢，直到827s才出现热失控爆燃现象，热失控瞬间电池表面温度仅有575℃。相比之下，微观封装无机相变材料将电池的热失控行为延迟了495s，热失控瞬间表面温度降低了25.13％，且并未出现相变材料被引燃而剧烈燃烧的现象。由此可以证实采用本发明微观封装无机相变材料用于锂离子电池热失控抑制的效果显著。
实施例6：
本实施例提供上述的微观封装无机相变材料在进行电池热管理和电池热失控抑制中的应用。可用于进行不同放电倍率下电池热管理以及滥用条件下的电池热失控抑制，包括调节电池充放电期间的温度，降低电池升温速率，降低电池热失控瞬间峰值温度，延迟热失控发生时间，并避免热失控发生后相变材料的燃烧风险。
参考图6，本实例还提供一种锂离子电池1，位于电池容器3的中心，其外包裹本发明的可用于锂离子电池热管理及热失控抑制的微观封装无机相变材料2。
实施例7
本实施例提供上述的微观封装无机相变材料在进行锂离子电池模组热管理系统中的应用。
步骤1：选用商用松下NCR-18650BD圆柱形锂离子电池(3.2Ah，3.7V)四节，内阻相差不超过0.5mΩ。采用新威电池循环测试系统进行电池充放电测试。在测试前，电池在0.2C倍率下充放电预循环3次，并充电到100％的充电状态。
步骤2：将四节电池用镍片点焊连接成2串联-2并联的电池模组，电池间距为5mm，并分别接出正负极连接循环测试仪。
步骤3：电池间隙填充本发明微观封装无机相变材料，电池表面固定K型热电偶以获取电池温度数据。
步骤3：同时接通循环测试仪和温度采集模块，实验开始；充满电的电池分别在1C、2C、3C的放电倍率下放电，直到达到截止电压后停止，关闭实验系统，实验结束。
为了证实本发明微观封装无机相变材料对于锂离子电池热管理的有效性，本实施例还给出了不填充相变材料(空气冷却)的对比实验。
图7显示了分别使用空气和本发明微观封装无机相变材料作为冷却介质的锂离子电池模组热管理测试结果，每个工况两条曲线分别代表了电池模组内的电池最高表面温度和最低表面温度。如图7(a)所示，在1C放电倍率下，使用空气冷却和微观封装无机相变材料冷却的电池模块的峰值温度分别达到53℃和51.2℃，温度降低了1.8℃。当放电倍率提高到2C时(图7(b))，使用空气冷却的电池模块的峰值温度达到75.5℃，超过了极限温度。而采用微观封装无机相变材料的电池模块的峰值温度可以保持在60℃及以下，比使用空气冷却情况低20％。此外，对于高倍率的3C滥用工况(图7(c))，使用空气冷却和微观封装无机相变材料冷却的电池模块的峰值温度分别为86.6℃和66.1℃，可以发现温度大幅下降了20.5℃。实验结果表明，在本发明微观封装无机相变材料的帮助下，电池模块的温度很快就从危险温度降回到了安全数值。在评估锂离子电池热管理性能时，除了电池表面温度变化，电池与电池之间的温差(ΔT)也是一个重要衡量指标。在1C的放电率下，使用空气冷却和微观封装无机相变材料冷却的电池模块的ΔT峰值分别达到1.7和1.3℃。随着放电速率的增加，电池间的ΔT峰值也逐渐增加。可以看出，在微观封装无机相变材料的帮助下，ΔT峰值从4.2℃下降到2.5℃。即使在3C的高放电率下，ΔT峰值仍从4℃降至2.7℃。实验结果表明，微观封装无机相变材料冷却可以改善电池模组的温度一致性，可以将峰值ΔT控制在安全极限(5℃)以下。综上，与空冷的数据相比，采用微观封装无机相变材料的电池峰值温度分别下降了3.3％、20％、23.7％，电池温度均匀性也得到了改善，可以证实采用本发明微观封装无机相变材料对于多节电池的锂离子电池模组的热管理的也有明显效果，再次验证了本发明的创新性。
因此，本发明采用上述的一种可用于锂离子电池热管理以及热失控抑制的微观封装无机相变材料及其制备方法和应用，提供一种形态稳定、抗燃性高的无机相变材料及其封装制备技术，并将其应用于锂离子电池系统的热管理及热失控抑制中，推动水合盐相变材料的实际应用，并解决传统电池热管理技术中有机相变材料的可燃问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料，其特征在于，该微观封装无机相变材料由50wt％-80wt％无机相变材料芯材和20wt％-50wt％无机封装基质组成，其中，无机相变材料芯材被封装于无机封装基质中；
所述无机相变材料芯材为无机水合盐-十二水合磷酸氢二钠；所述无机封装基质为二氧化硅，由四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷共同发生水解缩合反应生成得到。
2.根据权利要求1所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料，其特征在于，所述微观封装无机相变材料的微观封装尺寸为200-350nm，相变温度为50-51℃，相变潜热为71.4-111.7kJ/kg。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的制备方法，其特征在于，该制备方法采用本发明所述材料质量组成和以下工艺：以十二水合磷酸氢二钠为芯材，以四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为二氧化硅基质的反应前体，通过乳液界面聚合法，硅前体在十二水合磷酸氢二钠表面水解缩合生成二氧化硅，制备出微观封装无机相变材料。
4.根据权利要求3所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的制备方法，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
(1)熔融无机相变材料混合少量去离子水形成水相；一定质量的乳化剂与油性溶剂形成油相；将水相与油相充分搅拌混合，获得小分子均匀稳定的油包水乳液。
(2)将四乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷先后加入到(1)中获得的油包水乳液，发生水解缩合反应得到白色固态沉淀，过滤、洗涤、干燥得到微观封装的无机相变材料粉末。
5.根据权利要求4所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用油性溶剂为液体石蜡，所述乳化剂为非离子型乳化剂聚山梨酯80和失水山梨醇酐单油酸酯80复配的复合乳化剂，复合乳化剂与油性溶剂的质量比为1:15-1:20。
6.根据权利要求4所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌温度为40-44℃；搅拌速率为1200-1400rmp；搅拌时间为1-1.5h。
7.根据权利要求4所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所用四乙氧基硅烷与3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为4:1；
所述步骤(2)中四乙氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷总质量与无机相变芯材质量比例为1:1-1:4，对应最终微观封装无机相变材料由中无机相变材料芯材50wt％-80wt％和无机封装基质20wt％-50wt％的构成比例；
所述步骤(2)中搅拌温度为40-44℃，搅拌速率为800-1000rmp，搅拌时间为9-10h。
8.根据权利要求1-2任一项所述的一种可用于锂离子电池热管理及电池热失控抑制的微观封装无机相变材料的应用，其特征在于，将所述微观封装无机相变材料填充电池模组间隙或包裹电池周围，可以进行电池热量与温度管理，并在极端情况下抑制电池热失控事故。
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