【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及新能源动力电池领域，具体涉及一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫及其制备方法。
技术介绍
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技术介绍
1、现阶段，电动汽车主要以锂离子电池作为动力电池，经过多年的发展，锂离子动力电池的安全性已经得到显著的提高，但在极端条件下，锂电池仍然存在燃烧、爆炸的风险。当锂电子电池电池发生内部或外部短路后，短时间内电池释放出大量热量，温度急剧升高，导致热失控。易燃性的液态电解液在高温下被点燃，引发电池起火。通过热扩散，单个热失控电池通过热传导和火焰引发临近的电池发生热失控，导致整个电池模组/电池包发生热失控，从而引发起火爆炸事件。
2、传统的电池模组采用pp、abs、pvc等阻燃塑料隔板将单体电池相互隔开，并没有起到热隔离保护作用，还容易造成电池温度过高导致隔板溶解、着火等问题。气凝胶是目前可知的导热系数最低的固体材料，气凝胶绝热毡、隔热板、隔热纸等产品的隔热性能最高可达普通产品的5倍之多，加之优良的防火阻燃、柔软抗冲击、隔音降噪等功能，除在工业节能、民用保温等领域达到良好的推广外，随着气凝胶产业的发展，气凝胶在电池领域的应用也越来越广泛。其应用在新能源汽车中可以更好地实现电池的温控和电控管理及提升性能，起到绝热、防火的作用，为用户和乘客逃离现场以及灭火争取更多的时间。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其为层层叠加的棉絮状结构，具有优良的隔热和缓冲功能，可用于电池电芯间的热
2、本专利技术是这样实现上述技术问题之一的：
3、一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其原料组分及其重量百分比如下：70-80％四乙氧基硅烷teos，20-30％陶瓷纤维；溶剂为乙醇，催化剂为氨水，所述乙醇与teos的体积比为3-5:1，所述氨水的用量为teos体积的8-12％；所述陶瓷纤维的直径为1-10微米，长度为0.5-3毫米。
4、进一步地，所述乙醇与teos的体积比为4:1。
5、进一步地，所述氨水的用量为teos体积的10％。
6、本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫的制备方法，其制备的产品为层层叠加的棉絮状结构，具有优良的隔热和缓冲功能，可用于电池电芯间的热防护，可防止电芯热失控，适应电池在充放电过程中电芯的膨胀和收缩变化。
7、本专利技术是这样实现上述技术问题之二的：
8、一种如权利要求1-3任一项所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：
9、步骤1、预处理：将teos与乙醇按照比例混合，然后加入氨水作为催化剂，充分混合以启动水解过程；
10、步骤2、添加陶瓷纤维：在水解反应开始5-15分钟后，缓慢加入陶瓷纤维到混合物中，混合均匀；
11、步骤3、凝胶形成：继续搅拌直至混合物变得浑浊且开始凝固；
12、步骤4、成型：在凝胶开始形成时，将混合物倒入模具中，采用分层倒入的方式，每层凝胶的厚度为2-5mm，每层凝胶略微固化后再倒入下一层混合物；
13、步骤5、冷冻干燥：将含有凝胶的模具直接放入冷冻干燥机中，冷冻干燥成棉絮状结构；具体冷冻干燥操作如下：
14、5.1、预冷冻阶段：将模具中的凝胶混合物放入冷冻干燥机的冷冻室中，确保温度迅速降至所设定的低温，使水分子形成冰晶；
15、5.2、一次干燥升华阶段：将温度升高10～30℃，压力控制在0.1～0.2mbar，使冰晶升华，水分从固态直接转化为气态；
16、5.3、二次干燥解吸阶段：将温度逐渐升高，压力控制在0.01～0.05mbar，去除吸附在材料表面的水分；
17、步骤6、后处理：干燥完成后的气凝胶去除模具边缘多余部分即可。
18、进一步地，所述步骤5中各干燥阶段条件如下：
19、预冷冻阶段：温度为-50℃至-80℃，时间为2-4小时；
20、一次干燥升华阶段：温度为-40℃至-50℃，时间为24-36小时；
21、二次干燥解吸阶段：温度为20℃至30℃，时间为12-24小时。
22、本专利技术具有如下优点：
23、本专利技术陶瓷纤维气凝胶隔热垫为层层叠加的棉絮状结构，具有优良的隔热和缓冲功能，可用于电池电芯间的热防护，可防止电芯热失控，其具有良好的压缩性能，在隔热的同时，还可作为缓冲材料用于电芯间，以适应电池在充放电过程中电芯的膨胀和收缩变化。同时如果出现意外，电芯发生爆炸的瞬间，隔热垫的高温防火功能可以隔绝高温和阻止火焰的外溢，争取到车内人员逃生的时间。
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1.一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其特征在于：其原料组分及其重量百分比如下：70-80％四乙氧基硅烷TEOS，20-30％陶瓷纤维；溶剂为乙醇，催化剂为氨水，所述乙醇与TEOS的体积比为3-5:1，所述氨水的用量为TEOS体积的8-12％；所述陶瓷纤维的直径为1-10微米，长度为0.5-3毫米。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其特征在于：所述乙醇与TEOS的体积比为4:1。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其特征在于：所述氨水的用量为TEOS体积的10％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫的制备方法，其特征在于：所述步骤5中各干燥阶段条件如下：
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其特征在于：其原料组分及其重量百分比如下：70-80％四乙氧基硅烷teos，20-30％陶瓷纤维；溶剂为乙醇，催化剂为氨水，所述乙醇与teos的体积比为3-5:1，所述氨水的用量为teos体积的8-12％；所述陶瓷纤维的直径为1-10微米，长度为0.5-3毫米。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维气凝胶隔热垫，其特征在于：所述乙醇与...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯荣富，严贞瑜，卓凯杰，
申请(专利权)人：江苏腾博新能源材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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