一种复合测温薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体而言涉及一种复合测温薄膜及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种复合测温薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种复合测温薄膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]以锂离子电池为动力的新能源汽车已经成为行业的热点，国际上主流的汽车企业也进行了大规模的布局
。
而安全性是制约大容量锂离子电池在电动汽车
、
储能电站等新能源
应用的主要障碍
。
从本质上讲，锂离子电池安全性问题就是热问题，不恰当的使用方式或者生产缺陷等原因都会导致在使用
、
存储过程中出现内部温度升高的现象，而高温会诱发一系列的放热反应，产生的热量又促使反应进一步恶化，加剧了放热反应的速率，最终呈现出热失控的状态
。
[0003]热失控产生的根本原因大都是由于单体电池热失控的传播导致整个电池系统的严重损坏，热失控的传播并不是偶然的现象，因为目前锂离子电池热稳定性不高，且具有一定的可燃性，单只电池热失控释放的巨大热量极可能导致单体间的热蔓延，最终波及整个电池系统
。
要解决电池模块或者是电池系统的热失控问题，就需要从热失控的传播规律入手，来指导电池模块和电池系统的安全设计
。
目前有关模块的热失控测试，还无法做到电池与电池之间面接触温度监控的全覆盖，一般只有少量的几只温度传感器，而且还存在当温度升高后，电池绝缘膜破损，粘贴在两只电池之间的热电偶成了导体，触发非预期的电池短路，导致验证失效，或者是随着热失控的进行，温度升高以及电池发生不规则的形变，粘贴在电池表面的热电偶与测温表面的接触面积急剧下降，甚至提前脱落的情况，直接引起热失控时的特征温度不能有效监控，导致数据曲线畸变
。
而且传统的温度传感器无法经受热失控时火焰的接触式灼烧，此时传感器失效，温度无法采集，导致过程监控提前终止
。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种复合测温薄膜，该复合薄膜用于电池热失控测试时可实现温度传感器在每个电芯接触面的全覆盖；阻燃性能好，压缩形变适宜，导热性能好，可解决传统的传感器容易失效的问题
。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的复合测温薄膜的制备方法，该方法具有通过各步骤的配合，可获得阻燃性能好，导热性能好
、
结构稳定的复合测温薄膜，可实现热失控测试时温度传感器在每个电芯接触面的全覆盖
。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的复合测温薄膜在电池测试中的应用
。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]一种复合测温薄膜，包括第一膜层
、
温感布置层和第二膜层，所述温感布置层位于所述第一膜层和所述第二膜层之间；所述温感布置层包括多个热电偶，多个所述热电偶的感温元件呈阵列分布；
[0010]所述第一膜层和所述第二膜层均包括聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料，所述聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料的质量比为
(30
～
45)
：
(20
～
40)
：
(2
～
5)。
[0011]在一种实施方式中，所述聚合物导热材料包括聚氨酯树脂
、
环氧树脂
、
聚苯胺
、
聚偏氟乙烯
、
聚苯乙烯
、
聚丙烯和聚酰亚胺中的至少一种
。
[0012]在一种实施方式中，所述无机导热填料包括氧化铝
、
氧化镁
、
氧化锌
、
氮化铝和碳化硅中的至少一种
。
[0013]在一种实施方式中，所述阻燃材料包括有机磷系阻燃添加剂
、
含氮化合物阻燃添加剂
、
卤代碳酸酯类阻燃添加剂
、
硅系阻燃添加剂和复合阻燃添加剂中的至少一种
。
[0014]在一种实施方式中，所述第一膜层与所述第二膜层的组分相同，且聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料的质量比相同
。
[0015]在一种实施方式中，所述第一膜层和所述第二膜层厚度均为
0.5
～
10mm。
[0016]在一种实施方式中，所述热电偶的温感线互不搭接；所述温感线远离所述感温元件的一端延伸至所述第一膜层和第一膜层的外部
。
[0017]在一种实施方式中，所述热电偶包括
K
型
、S
型
、E
型
、N
型
、J
型
、T
型
、R
型和
B
型中的至少一种
。
[0018]所述的复合测温薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0019](a)
将第一混合体系喷涂于基板上，再进行第一干燥，形成第一膜层；
[0020](b)
在所述第一膜层的表面上预设多个呈阵列分布的测温位点，将多个热电偶铺设在所述第一膜层的表面上，并使每个热电偶的感温元件分别对应连接所述测温位点，形成温感布置层；
[0021](c)
将第二混合体系喷涂于所述温感布置层和所述第一膜层的表面上，再进行第二干燥，形成第二膜层；
[0022]所述第一混合体系和所述第二混合体系均包括聚合物导热材料
、
无机导热填料
、
阻燃材料和极性溶剂
。
[0023]在一种实施方式中，所述第一混合体系和所述第二混合体系的制备方法，具体包括：将聚合物导热材料与第一极性溶剂进行第一混合处理，得到第一物料；将无机导热填料与第二极性溶剂进行第二混合处理，得到第二物料；将所述第一物料和所述第二物料混合，得到第三物料；向所述第三物料中加入阻燃剂和第三极性溶剂，再进行第三混合处理，得到第四物料，部分所述第四物料用作第一混合体系，部分所述第四物料用作第二混合体系
。
[0024]在一种实施方式中，以质量份数计，所述聚合物导热材料为
30
～
45
份，无机导热填料为
20
～
40
份，阻燃材料为2～5份，所述第一极性溶剂为
10
～
20
份，所述第二极性溶剂为
10
～
15
份，所述第三极性溶剂为3～5份
。
[0025]在一种实施方式中，所述第一极性溶剂
、
第二极性溶剂和第三极性溶剂均包括乙腈
、
四氢呋喃
、
乙醇
、
甲苯
、
丙酮
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合测温薄膜，其特征在于，包括第一膜层
、
温感布置层和第二膜层，所述温感布置层位于所述第一膜层和所述第二膜层之间；所述温感布置层包括多个热电偶，多个所述热电偶的感温元件呈阵列分布；所述第一膜层和所述第二膜层均包括聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料，所述聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料的质量比为
(30
～
45)
：
(20
～
40)
：
(2
～
5)。2.
根据权利要求1所述的复合测温薄膜，其特征在于，包含以下特征
(1)
至
(3)
中的至少一种：
(1)
所述聚合物导热材料包括聚氨酯树脂
、
环氧树脂
、
聚苯胺
、
聚偏氟乙烯
、
聚苯乙烯
、
聚丙烯和聚酰亚胺中的至少一种；
(2)
所述无机导热填料包括氧化铝
、
氧化镁
、
氧化锌
、
氮化铝和碳化硅中的至少一种；
(3)
所述阻燃材料包括有机磷系阻燃添加剂
、
含氮化合物阻燃添加剂
、
卤代碳酸酯类阻燃添加剂
、
硅系阻燃添加剂和复合阻燃添加剂中的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的复合测温薄膜，其特征在于，包含以下特征
(1)
至
(2)
中的至少一种：
(1)
所述第一膜层与所述第二膜层的组分相同，且聚合物导热材料
、
无机导热填料和阻燃材料的质量比相同；
(2)
所述第一膜层和所述第二膜层厚度均为
0.5
～
10mm。4.
根据权利要求1所述的复合测温薄膜，其特征在于，所述热电偶的温感线互不搭接；每条所述温感线远离所述感温元件的一端延伸至所述第一膜层和第一膜层的外部
。5.
根据权利要求1所述的复合测温薄膜，其特征在于，所述热电偶包括
K
型
、S
型
、E
型
、N
型
、J
型
、T
型
、R
型和
B
型中的至少一种
。6.
如权利要求1～5中任一项所述的复合测温薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)
将第一混合体系喷涂于基板上，再进行第一干燥，形成第一膜层；
(b)
在所述第一膜层的表面上预设多个呈阵列分布的测温位点，将多个热电偶铺设在所述第一膜层的表面上，并使每个热电偶的感温元件分别对应连接所述测温位点，形成温感布置层；
(c)
将第二混合体系喷涂于所述温感布置层和所述第一膜层的表面上，再进行第二干燥，形成第二膜层；所述第一混合体系和所述第二混合体系均包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：程小荣，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：