一种用于锂电池组的灭火剂输送管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂电池组的灭火剂输送管及其制备方法，所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯‑六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。本发明专利技术的用于锂电池组的灭火剂输送管不仅易熔断，使管路中的灭火剂直接喷到着火点，有效对着火点进行灭火管控，还具有高耐磨性、抗冲击性，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池组的灭火剂输送管及其制备方法
本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种用于锂电池组的灭火剂输送管及其制备方法。
技术介绍
锂电池由于其能量密度高、体积小、重量轻、环保无污染等优点逐步成为能源领域的首选，随着锂电池的大量使用，市场对锂电池运行的可靠性、安全性需求不断增加，但锂电池在储能、电动汽车等大功率应用中，均需要多节电池串并联组合，才能满足电压和功率的需要。由于动力电池组自身存在的内阻特性，其放电运行时，会产生大量热量，过高温度导致电池性能不稳定，极易产生起火、爆炸等危害。为保证运行安全，现有的应用在集装箱式储能系统中的锂电池组以自动灭火方式为主，如七氟丙烷自动灭火系统、气溶胶等。但存在以下两方面的缺陷：一般多采用传感器采集信号从而获取起火情况信息，通过电控方式控制管路阀或喷头灭火剂，由于传感器、电磁阀等电控元件易受火灾影响，出现电控元件的故障，影响灭火装置工作；另外集装箱式储能系统着火，直接将灭火剂喷到电池柜内部，导致所有的电池均不能使用，不能有效针对性的灭火，灭火效果差。因此，已有相关技术人员针对用于锂电池组中所承载和输送灭火剂的装置进行研究，例如中国专利CN109065774A涉及一种锂电池模组，所述锂电池模组中设置有自动灭火装置，所述自动灭火装置为灭火袋，所述灭火袋可单独设置在单体壳体内，所述灭火袋内封装有灭火剂，所述灭火剂由低熔点聚合物制作而成，发生爆炸或者火灾时，灭火袋会在冲击力的作用下破损，或者在火灾高温条件下自动融化，使存放在灭火袋内部的灭火剂喷出，有效对爆炸或者着火的电池单体进行降温、灭火管控；但该专利中由低熔点聚合物制作的灭火袋仅有低熔点，其不具有耐磨性、抗冲击性，运输过程易破损，不利于应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于锂电池组的灭火剂输送管及其制备方法，所制备的输送管不仅易熔断，使管路中的灭火剂直接喷到着火点，有效对着火点进行灭火管控，还具有高耐磨性、抗冲击性，使用寿命长。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于锂电池组的灭火剂输送管，所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。优选的，所述TPU与超高分子量聚乙烯的质量比为10:0.5~10:2。优选的，所述薄膜涂层的厚度为0.1~2mm。本专利技术的另一个目的是提供一种用于锂电池组的灭火剂输送管的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺按照一定质量比进行混合后得到混合铸膜液。（2）将步骤（1）得到的混合铸膜液置于加热器中边搅拌边加热，超声后放入烘箱中静置脱泡，得到均相铸膜液。（3）在步骤（2）所得的均相铸膜液均匀涂覆在改性TPU管表面，干燥后加热固化，得到灭火剂输送管。优选的，一种用于锂电池组的灭火剂输送管的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺按照一定质量比进行混合后得到混合铸膜液。（2）将步骤（1）得到的混合铸膜液置于加热器中在65-85℃下边搅拌边加热12-24h，然后超声5-10min，放入65-85℃的烘箱中静置脱泡8-12h，即得到均相铸膜液。（3）在步骤（2）所得的均相铸膜液均匀涂覆在改性TPU管表面，在50-60℃下干燥20-25min，后在60-80℃条件下加热固化60-80min，得到灭火剂输送管。优选的，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺的质量比为40~50：8~10：2~3：15~20。优选的，所述均匀涂覆为提拉涂覆或离心涂覆。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）本专利技术的改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，其中，TPU有良好的耐磨性、拉伸强度、断裂伸长率、耐油、耐水、耐化学腐蚀，而超高分子量聚乙烯纤维强度高、耐化学腐蚀、耐磨；同时，TPU的熔点200℃左右，超高分子量聚乙烯纤维的145～160℃，均具有熔断的特性，本专利技术采用两种材料共混具有协同增效的作用，主要体现在：运输过程不会蠕动将输送管磨坏，可以长久使用，同时加工性能好，可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工；当发生火灾时，管路自熔，使管路中的灭火剂直接喷到着火点，有效对着火点进行灭火管控，不会污染其他良好的电池系统，减低损失，同时也无需使用阀门，无需外部动力。（2）本专利技术薄膜涂层中的聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺四种物料形成的复配体系有利于提高耐候性，聚偏氟乙烯-六氟丙烯化学结构中以氟—碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能，共聚维酮是一种水溶性高分子树酯，具有良好的粘结性、吸湿性、成膜性和表面活性，聚丙烯酰胺为亲水性高分子聚合物，具有良好的分散性，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的二甲基甲酰胺溶液在其分散作用下，有利于生成均匀的薄膜涂层。（3）本专利技术的薄膜涂层的厚度为0.1~2mm，与现有技术的涂层厚度相比，本专利技术的涂层比较厚，以连续固体薄膜形式出现，可以完全覆盖改性TPU管。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1一种用于锂电池组的灭火剂输送管，所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。其中，TPU与超高分子量聚乙烯的质量比为10:0.5，聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺的质量比为50：10：3：20。一种用于锂电池组的灭火剂输送管的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺按照上述质量比进行混合后得到混合铸膜液。（2）将步骤（1）得到的混合铸膜液置于加热器中在70℃下边搅拌边加热15h，然后超声10min，放入70℃的烘箱中静置脱泡10h，即得到均相铸膜液。（3）将步骤（2）所得的均相铸膜液均匀涂覆在改性TPU管表面，在60℃下干燥20min，后在80℃条件下加热固化70min，得到灭火剂输送管。实施例2一种用于锂电池组的灭火剂输送管，所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。其中：TPU与超高分子量聚乙烯的质量比为10:1，聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺的质量比为45：10：3：15。一种用于锂电池组的灭火剂输送管的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池组的灭火剂输送管，其特征在于：所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池组的灭火剂输送管，其特征在于：所述灭火剂输送管包括改性TPU管及其薄膜涂层，所述改性TPU管所用材料为TPU和超高分子量聚乙烯熔融共混物，所述薄膜涂层包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺。


2.根据权利要求1所述的用于锂电池组的灭火剂输送管，其特征在于：所述TPU与超高分子量聚乙烯的质量比为10:0.5~10:2。


3.根据权利要求1所述的用于锂电池组的灭火剂输送管，其特征在于：所述薄膜涂层的厚度为0.1~2mm。


4.一种用于锂电池组的灭火剂输送管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙酰胺、共聚维酮、二甲基甲酰胺按照一定质量比进行混合后得到混合铸膜液；
（2）将步骤（1）得到的混合铸膜液置于加热器中边搅拌边加热，超声后放入烘箱中静置脱泡，得到均相铸膜液；
（3）在步骤（2）所得的均相铸膜液均匀涂覆在改性TPU管表面，干燥后加热固化，得到灭火剂输送管。

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，余峰，周开航，龚寒，范尚杰，喻海东，
申请(专利权)人：江苏海基新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32