一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用，所述聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分，所述A组分包括聚合物多元醇A、发泡剂、无卤阻燃剂和催化剂；所述B组分包括聚合物多元醇B、异氰酸酯和增粘剂。本发明专利技术提供的聚氨酯发泡材料在发泡成型前具有较低粘度和较长的反应时间，进而具有较长的可操作时间，且发泡成型后具有较高的强度、较低的导热系数、优异的阻燃性能和较低的密度，进而可以加强对电芯模组的固定作用以及热防护，提高电芯模组的安全性，同时满足轻量化的设计要求，适合工业化生产。适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，新能源汽车市场的发展十分迅速，随着新能源汽车行业的快速发展，未来几年新能源汽车在中国汽车市场的份额也将持续增长。电动汽车的安全性则一直是消费者关注的焦点，随着各汽车厂家通过对材料、结构的优化，实现了新能源汽车“高续航里程”和“高能量密度”的同时，安全性问题也变得尤为重要，动力电池是新能源汽车的核心部件，提高动力电池安全是提高新能源汽车安全性的核心要素。
[0003]目前，对于方形电池模组的热防护研究和报道均有很多。CN216698513U公开了一种隔热防护罩及电池包，所述隔热防护罩用于电池包，所述隔热防护罩形成有与所述电池包的电池模组适配的容置腔体，以容纳所述电池模组；所述隔热防护罩的顶面开设有至少一个扩散窗口，所述电池模组产生的喷发物能够从所述扩散窗口排出；该专利技术提供的隔热防护罩，通过对电池模组进行包裹隔热，以避免热量从热失控的电池模组传递至相邻的电池模组，且在隔热防护罩的顶面开设了扩散窗口，以将热失控产生的气体和颗粒物排出，避免电池模组热失控加速。但是，由于圆柱形电池模组不如方形电池模组内部结构规整，如果制备支架固定电芯会导致生产工艺十分复杂，不利于批量生产降低成本。
[0004]CN114316450A公开了一种用于锂离子电池的热防护材料，以重量份数计，所述热防护材料包括如下组份：三元乙丙橡胶100份、白炭黑20～70份、KH～5505～10份、过氧化物硫化剂0.5～10份、防老剂2～8份、促进剂0.2～5份、氮化硼纳米粒子5～15份、二氧化硅气凝胶15～40份、成瓷填料20～80份，该专利技术还公开了该热防护材料的制备方法，包括混炼，模压，微波硫化等步骤，该专利技术所提供的热防护材料在常温下导热系数高于三元乙丙橡胶，在高温下可通过热反应形成一定强度的陶瓷体，不仅导热系数下降，而且有效的提高的热防护材料的阻燃性能，将这种材用作电池组单体电池之间的隔片，可防止电池单元热失控时连锁反应的发生。但是，该专利技术提供的热防护材料的密度较大、流动性及阻燃要求无法同时满足，且生产成本高，模组轻量化标准低，无法满足电芯模组强量化的设计要求。
[0005]因此，开发一种低粘度、低密度、低导热系数且具有优异阻燃性能的用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料，成为目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料及其制备方法和应用，所述聚氨酯发泡材料具备低密度、低粘度、阻燃、无卤素、高强度以及低导热系数特点，可满足圆柱电池模组电芯间的良好隔热防护要求和轻量化的设计要求。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分；
[0009]所述A组分按照重量份包括如下组分：
[0010][0011][0012]所述B组分按照重量份包括如下组分：
[0013]聚合物多元醇B 25～45重量份
[0014]异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25～45重量份
[0015]增粘剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1～3重量份。
[0016]A组分中，所述聚合物多元醇A可以为37重量份、39重量份、41重量份、43重量份、45重量份、47重量份、49重量份、51重量份或53重量份等。
[0017]所述发泡剂可以为0.23重量份、0.26重量份、0.29重量份、0.32重量份、0.35重量份、0.38重量份、0.41重量份、0.44重量份或0.47重量份等。
[0018]所述无卤阻燃剂可以为17重量份、19重量份、21重量份、23重量份、25重量份、27重量份、29重量份、31重量份或33重量份等。
[0019]所述催化剂可以为0.015重量份、0.02重量份、0.025重量份、0.03重量份、0.035重量份、0.04重量份或0.045重量份等。
[0020]B组分中，所述聚合物多元醇B可以为27重量份、29重量份、31重量份、33重量份、35重量份、37重量份、39重量份、41重量份或43重量份等。
[0021]所述异氰酸酯可以为27重量份、29重量份、31重量份、33重量份、35重量份、37重量份、39重量份、41重量份或43重量份等。
[0022]所述增粘剂可以为1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。
[0023]本专利技术提供的聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分，使用时将A组分和B组分混合灌注于电池模组电芯间，然后静置发泡成型即可，发泡成型前所述A组分和B组分的混合物具有较低的粘度和较长的反应时间，进而可供操作的时间较长，且所述A组分和B组分混合灌封之后一次固化发泡即可成型，操作十分简单，适合工业化生产。同时发泡成型后的聚氨酯发泡材料的具有较高的强度、较低的导热系数、优异的阻燃性能以及较低的密度；其中，较高的强度使得所述灌注于电芯模组件的聚氨酯发泡材料可以吸收外部产生的应力和冲击产生的能量，加强对电芯结构的固定作用，保持整个电池模组的结构稳定；较低的导热系数使得填充于电芯间隙的聚氨酯发泡材料可有效抑制电芯发生热失控情况下热量向相邻电芯传播，从而降低热蔓延风险，提高整个电芯模组的安全性；而具备优异的阻燃特性可以使所述聚氨酯发泡材料在极端情况下，例如电芯起火时可有效减缓火焰蔓延速度，给机乘人员争取更长的安全撤离时间；最后具有较低的密度可以使得采用所述聚氨酯发泡材料灌封
后的电池模组具有强量化的优势，具备较低的经济成本，满足市场需求。
[0024]优选地，所述A组分和B组分的质量比为(1～3):1，例如1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1或2.8:1等。
[0025]优选地，所述聚合物多元醇A的粘度为1000～1500cps，例如1050cps、1100cps、1150cps、1200cps、1250cps、1300cps、1350cps或1400cps等。
[0026]优选地，所述聚合物多元醇A的羟值为100～300mgKOH/g，例如120mgKOH/g、140mgKOH/g、160mgKOH/g、180mgKOH/g、200mgKOH/g、220mgKOH/g、240mgKOH/g、260mgKOH/g或280mgKOH/g等。
[0027]优选地，所述聚合物多元醇A包括蓖麻油改性多元醇、大豆油改性多元醇或双酚A改性多元醇的任意一种或至少两种的组合。
[0028]优选地，所述发泡剂包括水、环戊烷或正戊烷中的任意一种或至少两种的组合。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于圆柱电池模组的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量份包括如下组分：所述B组分按照重量份包括如下组分：聚合物多元醇B
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25～45重量份异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25～45重量份增粘剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1～3重量份。2.根据权利要求1所述的1所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为(1～3):1；优选地，所述聚合物多元醇A的粘度为1000～1500cps；优选地，所述聚合物多元醇A的羟值为100～300mgKOH/g；优选地，所述聚合物多元醇A包括蓖麻油改性多元醇、大豆油改性多元醇或双酚A改性多元醇的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述发泡剂包括水、环戊烷或正戊烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述无卤阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三乙酯、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐或次磷酸铝中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括有机锡催化剂、N,N
‑
二甲基环己胺或双吗啉基二乙基醚中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述A组分还包括补强填料和/或颜料；优选地，所述A组分中补强填料的含量为10～20重量份；优选地，所述补强填料包括二氧化硅微粉、硅藻土、高岭土或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述A组分中颜料的含量为3～5重量份；优选地，所述颜料包括钛白粉。5.根据权利要求1～4任一项所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚合物多元醇B的粘度为600～800cps；优选地，所述聚合物多元醇B的羟值为300～500mgKOH/g；优选地，所述聚合物多元醇B包括蓖麻油改性多元醇、大豆油改性多元醇或聚四氢呋喃多元醇中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1～5任一项所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述异氰酸酯包括
4
‑
甲苯二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或碳化二亚胺改性对苯二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述增粘剂包括γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2
‑
(3,4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞龙，赵林燕，冀亚娟，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：