【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次锂电池领域，具体的说是一种具有热开关功能的聚合物涂层及其在二次锂电池包中的应用。
技术介绍
1、当前，锂离子电池作为动力的电动汽车受到人们广泛的关注，其销售量呈现出稳定增长的态势。然而，一些电动汽车如tesla modal s发生了多起严重的火灾事故，为这类电动汽车的商业化普及蒙上了一层阴影。锂电池包不能及时散热，进而导致电池单体发生热失控是造成这些安全事故的重要原因(journal of the electrochemical society,2019,166,a2065-a2073)。
2、为了避免电池热失控风险，目前主要的技术方案是在电池包表面构筑保温层或配置液冷系统的方法。例如，专利cn202311792972.4公开了一种新能源电池包集成结构，通过在液冷板底部喷涂隔热层，保证热量不通过底护板导走，进而避免影响电池包的保温性能；专利cn202311555338.9公开了一种安全高集成化液冷储能电池包，通过配置热气溶胶装置通过热敏线感测周围环境温度，当温度达到预定值时开始作业时，抑制或阻止所述电池包内热失控的发生。然而，构筑保温层的方法虽然可以隔热保温，但缺乏高效散热的途径，易在极端条件下导致电池发生热失控，而配置液冷系统虽然可以有效实现电池包的热管理，但会大幅降低电池包的能量密度。因此，目前亟待发展既具有良好热管理能力，又基本不会影响电池包能量密度的方法。
3、综上，锂电池包不能及时散热，进而导致电池单体发生热失控是造成这些安全事故的重要原因。为了避免电池热失控风险，目前主要的技
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有热开关功能的聚合物涂层及其在二次锂电池包中的应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
3、一种具有热开关功能的聚合物涂层，聚合物涂层为温敏层和多孔保温层；其中，温敏层由n-异丙基丙烯酰胺基共聚物形成，其厚度为50～200μm，占涂层总质量的30％～70％，多孔保温层为基于聚对苯二甲酸酯形成，其厚度为100～200μm，占涂层总质量的30％～70％。
4、所述n-异丙基丙烯酰胺基共聚物是由n-异丙基丙烯酰胺与其他单体通过自由基聚合而成；其中，n-异丙基丙烯酰胺占n-异丙基丙烯酰胺基共聚物总质量的40～80％，其他单体占n-异丙基丙烯酰胺基共聚物质量的20％～60％。
5、所述其他单体为具有两个或三个丙烯酰胺结构的单体，且单体含砜基、磷酸基或1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮基团。
6、所述其他单体选自下述结构所示单体，
7、
8、其中，a取自h，c1-c10烷基或氰基；a取值是1-10的自然数。
9、所述多孔保温层为基于聚对苯二甲酸酯形成；其中，
10、聚对苯二甲酸酯的多孔保温层为具有多孔结构的聚对苯二甲酸酯形成，平均孔径为50～100nm。
11、所述聚合物涂层涂覆于电池包表面，其中，电池包表面依次为聚合物涂层中的n-异丙基丙烯酰胺基共聚物温敏层和基于聚对苯二甲酸酯的多孔保温层。
12、所述n-异丙基丙烯酰胺基共聚物温敏层通过喷涂-uv辐照方式将n-异丙基丙烯酰胺基共聚物涂覆于电池包表面；
13、所述基于聚对苯二甲酸酯的多孔保温层是经过喷涂、相转换法或热处理方式将经溶剂溶解具有多孔结构的聚对苯二甲酸酯涂覆于n-异丙基丙烯酰胺基共聚物温敏层。
14、一种所述的具有热开关功能的聚合物涂层的应用，所述聚合物涂层在二次锂电池包中的应用。
15、一种二次锂电池包，含所述的聚合物涂层。
16、所述聚合物涂层位于电池包表面。
17、本专利技术具有热开关功能的聚合物涂层作用原理，所述聚合物涂层由温敏层和保温层形成，其借助热诱导相分离机制，促使聚合物涂层中的特定结构的共聚物变化，进而使得聚合物涂层表面的孔径可以随外界温度变化而变化，因而可实现低温下保温，高温下快速散热的功能；进而实现以温度作为开关调控，进而避免电池热失控风险。
18、本专利技术具有以下优点：
19、本专利技术聚合物涂层的温敏层中以丙烯酰胺作为热开关，使其实现随外界温度变化，而控制涂层中聚合交联单体形成的孔径大小的变化，进而利用该涂层在二次电池包运行过程实现低温下保温，高温下快速散热的功能。
20、同时，由于本专利技术涂层成分的选择还可进一步实现其具有一定的阻燃性。
21、本专利技术技术方案操作简便，具有较强的创新性和重要的应用价值。该方案可应用到二次锂电池包中。
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1.一种具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：聚合物涂层为温敏层和多孔保温层；其中，温敏层由N-异丙基丙烯酰胺基共聚物形成，其厚度为50～200μm，占涂层总质量的30％～70％，多孔保温层为基于聚对苯二甲酸酯形成，其厚度为100～200μm，占涂层总质量的30％～70％。
2.根据权利要求1所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述N-异丙基丙烯酰胺基共聚物是由N-异丙基丙烯酰胺与其他单体通过自由基聚合而成；其中，N-异丙基丙烯酰胺占N-异丙基丙烯酰胺基共聚物总质量的40～80％，其他单体占N-异丙基丙烯酰胺基共聚物质量的20％～60％。
3.根据权利要求2所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述其他单体为具有两个或三个丙烯酰胺结构的单体，且单体中含砜基、磷酸基或1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮基团。
4.根据权利要求3所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述其他单体选自下述结构所示的单体，
5.根据权利要求1-4任意一项所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述聚合物涂层涂覆于电池包表面，
6.根据权利要求5所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述N-异丙基丙烯酰胺基共聚物温敏层通过喷涂-UV辐照方式涂覆于电池包表面；所述基于聚对苯二甲酸酯的多孔保温层是经过喷涂、相转换法或热处理方式涂覆于N-异丙基丙烯酰胺基共聚物温敏层表面。
7.一种权利要求1所述的具有热开关功能的聚合物涂层的应用，其特征在于：所述聚合物涂层在二次锂电池包中的应用。
8.一种二次锂电池包，其特征在于：含权利要求1所述的聚合物涂层。
9.根据权利要求8所述的二次锂电池包，其特征在于：所述聚合物涂层位于电池包表面。
...【技术特征摘要】
1.一种具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：聚合物涂层为温敏层和多孔保温层；其中，温敏层由n-异丙基丙烯酰胺基共聚物形成，其厚度为50～200μm，占涂层总质量的30％～70％，多孔保温层为基于聚对苯二甲酸酯形成，其厚度为100～200μm，占涂层总质量的30％～70％。
2.根据权利要求1所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述n-异丙基丙烯酰胺基共聚物是由n-异丙基丙烯酰胺与其他单体通过自由基聚合而成；其中，n-异丙基丙烯酰胺占n-异丙基丙烯酰胺基共聚物总质量的40～80％，其他单体占n-异丙基丙烯酰胺基共聚物质量的20％～60％。
3.根据权利要求2所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特征在于：所述其他单体为具有两个或三个丙烯酰胺结构的单体，且单体中含砜基、磷酸基或1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮基团。
4.根据权利要求3所述的具有热开关功能的聚合物涂层，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔光磊，张焕瑞，董杉木，徐红霞，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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