【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相变材料，具体涉及一种膨胀石墨及其制备方法、复合相变材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车的快速发展，动力电池作为核心零部件之一，成为研究和关注的焦点。动力电池的续航里程和安全性也成为制约新能源汽车发展的主要问题。目前，锂离子动力电池在电动汽车中得到广泛应用，与其他可充电电池相比，锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、维护要求低、循环寿命长、重量轻、紧凑性高等优点。然而，锂离子电池的运行性能受环境温度的影响很大，只能在相对狭窄的温度区间内实现电池安全高效的运行。在低温下，锂离子电池的内阻会迅速增加，充放电容量会明显降低，充放电循环次数也会大大减少。在过低的温度下对电池进行高速充电和放电也会产生内部短路等安全问题。在高温环境下，如果电池温度没有得到有效控制，高温会导致内部sei膜和正负极活性物质依次分解，隔膜熔化，从而导致内部链式化学反应并产生大量热量，导致电池热失控等安全事故。
2、为了确保锂离子电池的工作性能和热安全，必须将电池维持在适宜的温度范围。然而，由于冬季南北方温差较大，北方的寒冷气候可能导致电池在高速充电和放电过程中性能下降、使用寿命缩短，甚至引发热失控等安全问题。相变材料(pcm)冷却技术能够将电池的工作温度维持在相对恒定的温度范围内，在相变过程中吸收/释放大量热量。该解决方案可以使温度处于最佳范围内，管理均匀的温度分布，尤其是在极端环境中。随着对相变材料研究的深入，基于pcm的结构简单、形状适应性强且不增加额外能耗等优点，受到广泛关注。
3、膨胀石墨(eg)是一种常
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种膨胀石墨及其制备方法、复合相变材料及其制备方法，本专利技术提供的制备方法制备得到的膨胀石墨具有较高的膨胀体积，应用于相变材料中，能够进一步提高传热性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种膨胀石墨的制备方法，包括以下步骤：
4、将过氧化氢、浓硫酸和鳞片石墨混合，进行氧化插层，得到插层石墨；
5、将所述插层石墨和辅助插层剂混合，进行辅助插层，得到可膨胀石墨；所述辅助插层剂包括硝酸铜、硝酸铵或硝酸锌；
6、将所述可膨胀石墨进行膨胀，得到膨胀石墨。
7、优选的，所述过氧化氢的质量浓度为30％；所述浓硫酸的质量浓度为98％；
8、所述过氧化氢和浓硫酸的体积比为0.25：5.5～7；
9、所述浓硫酸和鳞片石墨的用量比为5.5～7ml：2g。
10、优选的，所述氧化插层的温度为35～45℃，时间为25～45min。
11、优选的，所述鳞片石墨和辅助插层剂的质量比为2：0.24～0.3；
12、所述辅助插层的温度为35～45℃，时间为25～45min。
13、优选的，所述膨胀的温度为900～1000℃。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的膨胀石墨。
15、本专利技术还提供了一种复合相变材料，包括石蜡、牛油和膨胀石墨；
16、所述膨胀石墨为上述技术方案所述的膨胀石墨。
17、优选的，所述石蜡的熔点为100～107℃；
18、所述石蜡和牛油的质量比为1～9：1～9；所述膨胀石墨在复合相变材料中的质量百分含量为4.5～5.5％。
19、优选的，所述复合相变材料的熔点为70～80℃，相变潜热为54.55～202.8j/g。
20、本专利技术还提供了上述技术方案所述复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：将石蜡、牛油和膨胀石墨混合，得到所述复合相变材料。
21、本专利技术提供了一种膨胀石墨的制备方法，包括以下步骤：将过氧化氢、浓硫酸和鳞片石墨混合，进行氧化插层，得到插层石墨；将所述插层石墨和辅助插层剂混合，进行辅助插层，得到可膨胀石墨；所述辅助插层剂包括硝酸铜、硝酸铵或硝酸锌；将所述可膨胀石墨进行膨胀，得到膨胀石墨。本专利技术提供的制备方法得到的膨胀石墨具有较高的膨胀体积，应用于相变材料中，能够进一步提高传热性能，在提高导热系数的同时，能够损失较少的相变潜热。
22、本专利技术还提供了一种复合相变材料，包括石蜡、牛油和膨胀石墨；所述膨胀石墨为上述技术方案所述的膨胀石墨。在本专利技术中，牛油的原料来源广泛且生产成本较低，相比于需要复杂化学合成的合成材料，牛油的经济性优势显著。同时相比于合成相变材料如有机蜡或聚合物，相对较高的熔点(通常在30～40℃之间)。此外，牛油的良好热储存能力和低热导率使其在热管理中具有竞争力。同时牛油作为生物基材料，其对环境的影响较小，符合当前对可持续材料的需求。本专利技术直接将牛油、高熔点石蜡及膨胀石墨进行简单的混合处理，通过控制三者比例不同，利于提高生物质资源的利用率；能够在大幅度降低熔点的同时提高相变材料的相变潜热。
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1.一种膨胀石墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢的质量浓度为30％；所述浓硫酸的质量浓度为98％；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化插层的温度为35～45℃，时间为25～45min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述鳞片石墨和辅助插层剂的质量比为2：0.24～0.3；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膨胀的温度为900～1000℃。
6.权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的膨胀石墨。
7.一种复合相变材料，其特征在于，包括石蜡、牛油和膨胀石墨；
8.根据权利要求7所述的复合相变材料，其特征在于，所述石蜡的熔点为100～107℃；
9.根据权利要求7所述的复合相变材料，其特征在于，所述复合相变材料的熔点为70～80℃，相变潜热为54.55～202.8J/g。
10.权利要求7～9任一项所述复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种膨胀石墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢的质量浓度为30％；所述浓硫酸的质量浓度为98％；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化插层的温度为35～45℃，时间为25～45min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述鳞片石墨和辅助插层剂的质量比为2：0.24～0.3；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膨胀的温度为900～...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉鹏，李天雨，李雅洁，白婷婷，韩宙成，杨津，魏士刚，屈学俭，葛晓豪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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