一种用于电池热管理的复合垫片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电池热管理的复合垫片及其制备方法，针对现有的电池热管理系统结构复杂，实现成本高的问题，提供了以下技术方案，包括功能层，功能层的两面分别设置第一电极层和第二电极层，第一电极层远离功能层一面设置第一导热层，第二电极层远离功能层一面设置第二导热层。其制备方法包括：S1制备石墨烯网络，S2制备功能层，S3制备电极层，S4制备复合垫片。本发明专利技术中提供的复合垫片具备导热、蓄热、加热功能，满足动力电池在不同工况下对于热管理的需求，其制备方法简单，造价成本较低。造价成本较低。造价成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池热管理的复合垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池热管理领域，更具体地说，它涉及一种用于电池热管理的复合垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]电池热管理，是根据温度对电池性能的影响，结合电池的电化学特性与产热机理，基于具体电池的最佳充放电温度区间，通过合理的设计，建立在材料学、电化学、传热学、分子动力学等多学科多领域基础之上，为解决电池在温度过高或过低情况下工作而引起热散逸或热失控问题，以提升电池整体性能的一门新技术。
[0003]目前，授权公告号为CN107415717B的中国专利公开了一种电池热管理系统，它包括电池组、包括被配置为冷却电池组的冷却器的冷却剂子系统和包括至少一个蒸发器的制冷剂子系统。冷却剂子系统设置成在冷却器内与制冷剂子系统进行热交换。分流管线从至少一个蒸发器延伸到冷却器。
[0004]这种电池热管理系统虽然能够高效地对电池进行散热或加热，但系统的结构复杂，造价成本高，导致采用这种系统的产品售价很高，不利于这种产品的销售量。因此，这种电池热管理系统存在一定的改进空间。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于电池热管理的复合垫片及其制备方法，具有适应电池各类工作环境与工况，使动力电池的散热系统大幅简化的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种用于电池热管理的复合垫片，包括：
[0008]功能层，用于提供导热、蓄热、加热功能；
[0009]第一电极层，设置于功能层的上表面，用于提供导电、导热功能；
[0010]第二电极层，设置于功能层的下表面，用于提供导电、导热功能；
[0011]第一导热胶层，设置于第一电极层远离功能层的一面，在安装时由绝缘导热胶固化而成，用于提供导热、绝缘、功能；
[0012]第二导热胶层，设置于第二电极层远离功能层的一面，在安装时由绝缘导热胶固化而成，用于提供导热、绝缘、功能；
[0013]其中功能层为网络状分布的石墨烯与相变蓄热材料的复合物，功能层的厚度为20～2000μm。
[0014]采用上述技术方案，外部电路为复合垫片供电，复合垫片功能层中的石墨烯网络通电产热，起到加热电池的效果，使电池达到最佳工作温度；电池瞬时大电流工况会瞬间产生大量热量，热量通过第一电极层与第二电极层传导至复合垫片的功能层，功能层中的相变蓄热材料可吸收热量，防止电池瞬时过热；功能层中的石墨烯网络、第一电极层与第二电
极层均可提供良好的导热通道，使相变材料充分吸热；电池持续工作状态持续产热，产生的热量可通过第一电极层、功能层与第二电极层进行横向传导，将热量导出至外部散热通道，防止电池过热。功能层中的石墨烯网络、第一电极层与第二电极层均可提供良好的导热通道。
[0015]进一步，第一电极层、第二电极层的厚度均为10～50μm。
[0016]进一步，第一导热胶层和第二导热胶层的厚度均为100～1000μm。
[0017]进一步，相变蓄热材料包括但不限于水合盐相变材料、高分子相变材料、石蜡相变材料中的一种或多种的混合物。
[0018]采用上述技术方案，这些相变蓄热材料具有较好的吸热、蓄热效果，且价格较低，有助于在不影响复合垫片热管理效果的同时减少成本。
[0019]进一步，第一电极层和第二电极层的材质为具有良好导电导热性的金属。
[0020]采用上述技术方案，第一电极层和第二电极层采用良好导电导热性的金属能够保证电极层的导电和导热效果。
[0021]进一步，第一电极层和第二电极层的材质的形态选自为金属箔、金属网、金属带、金属丝、金属丝编织物中的一种或多种的组合物。
[0022]采用上述技术方案，能够保证电极层的柔性，使复合垫片的安装更方便，有助于使复合垫片与动力电池更好结合。
[0023]进一步，第一导热胶层和第二导热胶层均采用硅酮胶粘剂。
[0024]采用上述技术方案，硅酮胶粘剂固化后具有优秀的导热、绝缘效果，且固化后能使导热胶层具有优良的弹性，能够应对一定程度的碰撞，有助于保护其包裹的动力电池。
[0025]一种用于电池热管理的复合垫片的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S1、制备石墨烯网络：将石墨烯、成碳高分子、发泡剂混合，经过发泡、烘干工序后，在800～2000℃温度下碳化0.5～4h，得到石墨烯网络；
[0027]S2、制备功能层：加热相变材料至熔融状态后注入石墨烯网络中，冷却后经过切割、辊压得到功能层；
[0028]S3、制备电极层：将电极层的材料滚压成片得到第一电极层和第二电极层；
[0029]S4、制备复合垫片：将S2中制得的功能层与S3中制得的第一电极层、第二电极层在60
‑
120℃的温度下进行热辊压得到复合垫片。
[0030]进一步，S1中石墨烯：成碳高分子：发泡剂的重量份比值范围为(0.1～1)：1:0.1。
[0031]进一步，成碳高分子选自聚乙烯醇、聚氨酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯中一种或多种的混合物。
[0032]采用上述技术方案，制备方法步骤较少，且所采用的材料价格较低，能够减少生产成本，提高经济效益。
[0033]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1.本专利技术中提供的复合垫片能够吸收动力电池工作产生的热量，使电池达到最佳工作温度；
[0035]2.本专利技术中提供的复合垫片能够在温度较低时加热动力电池，使电池达到最佳工作温度；
[0036]3.本专利技术提供的制备方法步骤较少，选用的原料成本较低，能够有效减少生产成
本，提高经济收益。
附图说明
[0037]图1本专利技术中一种用于电池热管理的复合垫片的结构示意图。
[0038]图中：1、功能层；2、第一电极层；3、第二电极层；4、第一导热胶层；5、第二导热胶层；6、第一导线；8、第二导线；9、电源。
具体实施方式
[0039]下面结合附图及实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0040]本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0041]实施例1
[0042]一种用于电池热管理的复合垫片，参见图1，包括功能层1，功能层1为网络状分布的石墨烯与相变蓄热石蜡的复合物，功能层1的厚度为20μm。功能层1的上表面固定设置第一电极层2，功能层1的下表面固定设置第二电极层3，第一电极层2和第二电极层3的厚度均为10μm。第一电极层2远离功能层1的一面设置第一导热胶层4，第二电极层3远离功能层1的一面设置第二导热胶层5，第一导热胶层4和第二导热胶层5的厚度均为100μm。
[0043]具体的，第一电极层2和第二电极层3为铜丝编织辊压而成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池热管理的复合垫片，其特征在于，包括：包含导热、蓄热、加热功能的功能层(1)，所述功能层(1)为由熔融态的相变蓄热材料注入网络状分布的石墨烯后经过冷却、切割、辊压而成的层状复合物，所述功能层(1)的厚度为20～2000μm。2.根据权利要求1所述的一种用于电池热管理的复合垫片，其特征在于：所述功能层(1)的上表面设置包含导电、导热功能的第一电极层(2)，所述功能层(1)的下表面设置包含导电、导热功能的第二电极层(3)，所述第一电极层(2)、第二电极层(3)的厚度均为10～50μm。3.根据权利要求2所述的一种用于电池热管理的复合垫片，其特征在于：所述第一电极层(2)远离功能层(1)的一面设置包含导热、绝缘、功能的第一导热胶层(4)，所述第一导热胶层(4)在安装时由绝缘导热胶固化而成，所述第二电极层(3)远离功能层(1)的一面设置包含导热、绝缘、功能的第二导热胶层(5)，所述第二导热胶层(5)在安装时由绝缘导热胶固化而成，所述第一导热胶层(4)和第二导热胶层(5)的厚度均为100～1000μm。4.根据权利要求1
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3任一所述的一种用于电池热管理的复合垫片，其特征在于：所述相变蓄热材料包括但不限于水合盐相变材料、高分子相变材料、石蜡相变材料中的一种或多种的混合物。5.根据权利要求2所述的一种用于电池热管理的复合垫片，其特征在于：所述第一电极层(2)和第二电极层(3)的材质为具有良好导电导热性的金属。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涅，陈良伟，陈志斌，
申请(专利权)人：昀迪新能源科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：