本發(fā)明涉及一種電池熱管理系統(tǒng)用導熱硅膠復合相變材料的制備方法，尤其是一種導熱硅膠復合相變材料應用于電池熱管理系統(tǒng)，屬于電池熱管理技術領域。

背景技術：

隨著動力電池在電動汽車、通訊系統(tǒng)、機器人等行業(yè)的快速發(fā)展，動力電池的安全性、可靠性、壽命等性能在產品開發(fā)與應用中越來越顯重視。由于電池的產熱特性，會造成動力電池高溫和溫度不一致性，其中電池的高溫，往往會影響內部電池材料不可逆反應的發(fā)生，造成電池性能急劇衰減，特別是達到一定極限的高溫，會造成電池的燃燒、爆炸等危害；其中電池溫度不一致性，易造成電池組中長期高溫電池過早的失效，從而影響電池組整體容量或電壓的下降，導致電池組的過早失效。

伴隨著動力電池的發(fā)展，電池熱管理系統(tǒng)在電池管理系統(tǒng)的基礎上而衍生，電池熱管理系統(tǒng)側重于對電池組各電池的被動式散熱、加熱以及監(jiān)控作用。先進的電池熱管理系統(tǒng)成為電動汽車、動力電池的主要營銷手段和盈利點。

傳統(tǒng)的電池熱管理系統(tǒng)包括空氣散熱系統(tǒng)、液體冷卻系統(tǒng)、半導體制冷系統(tǒng)，其中空氣散熱系統(tǒng)效果差，電池組不能滿足IP67防水防塵測試；液體冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)比較復雜、存在液體泄漏的危險；半導體制冷系統(tǒng)需要額外的供能系統(tǒng)。

綜上所述，基于動力電池組對熱管理系統(tǒng)和涉水防塵的需求，本發(fā)明提出基于電池組的整體散熱、全封閉式設計而開發(fā)的一種導熱硅膠復合相變材料的制備方法，采用本發(fā)明的復合材料應用于電池熱管理系統(tǒng)開發(fā)的電池組，不僅具有結構簡單、連接穩(wěn)固、防水防塵、防震等優(yōu)點，同時還具有電池的散熱和均溫功能，充分對電池和連接片的產熱進行有效的熱管理，控制電池在最佳的工作溫度范圍內工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于動力電池組對熱管理系統(tǒng)和涉水防塵的需求，提出一種電池熱管理系統(tǒng)用導熱硅膠復合相變材料的制備方法。

電池熱管理系統(tǒng)用導熱硅膠復合相變材料，其特征在于是導熱硅膠和復合相變材料的復合材料。其中，所述導熱硅膠質量分數(shù)占50%~80%；所述復合相變材料質量分數(shù)占20%~50%；所述復合相變材料的相變溫度為35℃~55℃。制備步驟如下。

步驟（1）導熱硅膠的制備。

采用市場普通雙組分有機硅灌封膠，在組分A、組分B中分別添加一定量的微納米導熱劑、穩(wěn)定劑、延遲劑，混合均勻后分別制備成組分A1、組分B1。單獨使用時，將組分A1、組分B1按照1:1比例混合，添加少量催化劑，混合均勻，抽真空排氣泡，固化成型。

步驟（2）復合相變材料的制備。

將相變材料與導熱劑、阻燃劑按一定比例復合，并進行微納米化處理，制備微納米復合相變材料。

步驟（3）導熱硅膠復合相變材料的制備。

首先將步驟（1）制備的組分A1、組分B1按照1:1比例混合均勻；然后添加一定量的步驟（2）中制備的微納米復合相變材料，混合均勻；最后添加少量催化劑，混合均勻，抽真空排氣泡，固化成型。

步驟（1）中所述的導熱劑為氧化鋁、氧化鎂，不能為金屬粉末或金屬氮化物。

步驟（2）中所述的微納米復合相變材料，其中相變材料質量分數(shù)占60%~100%；導熱劑質量分數(shù)占0~20%；阻燃劑質量分數(shù)占0%~20%。

步驟（2）中所述相變材料為石蠟，相變溫度為35℃~55℃；導熱劑為膨脹石墨；阻燃劑為三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁中一種或幾種，不能為含N、S、P類阻燃劑。

步驟（1）和（3）中所述催化劑為鉑金催化劑。

采用本發(fā)明的復合材料應用于電池熱管理系統(tǒng)開發(fā)的電池組，包括電池箱、導熱硅膠層、導熱硅膠復合相變材料層、電池、連接片。

電池組具備的特征：兩層導熱硅膠層與導熱硅膠復合相變材料層組成三明治結構；導熱硅膠層密封電池的連接片，與電池箱的上下面相粘結，具有散熱、傳熱功能；導熱硅膠復合相變材料層為夾芯層，密封電池，與電池箱的四面相粘結，具有儲熱、散熱、傳熱功能。

電池組具備的功能：具有結構簡單、連接穩(wěn)固；防水防塵、防震等優(yōu)點；具有電池的散熱和均溫功能。

附圖說明

圖1 采用本發(fā)明設計的電池組整體圖。

圖2 采用本發(fā)明設計的電池組分解圖。

圖中標號：1-電池箱、2-導熱硅膠層、3-導熱硅膠復合相變材料層、4-電池、5-連接片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行具體描述。

采用本發(fā)明的復合材料應用于電池熱管理系統(tǒng)開發(fā)的電池組，包括電池箱1、導熱硅膠層2、導熱硅膠復合相變材料層3、電池4、連接片5。其中導熱硅膠層2具有上下兩層，完全密封電池的連接片5，分別與電池箱1的上下面相粘結，厚度為0.2cm~1cm，對連接片產熱的進行散熱、傳熱作用；導熱硅膠復合相變材料層3為夾芯層，完全密封電池4，與電池箱1的四周面相粘結，厚度為4cm~6cm，對電池產熱進行儲熱、散熱、傳熱作用；導熱硅膠層與導熱硅膠復合相變材料層組成三明治結構。

本實施例中，首先將電池4采用連接片5焊接好，置于電池箱1中；然后調制導熱有機硅膠，抽真空排氣泡，注入電池箱體中，保證導熱有機硅膠覆蓋電池底部的鏈接片5，固化成型；隨后配置導熱硅膠復合相變材料液體，抽真空排氣泡，注入電池箱體中，保證導熱硅膠復合相變材料液體覆蓋電池4，固化成型；最后注入有機硅膠，保證導熱有機硅膠覆蓋電池上部的鏈接片5，固化成型，將電池箱1的上蓋密封。

本實施例中，導熱硅膠層由采用市場普通雙組分有機硅膠，在組分A、組分B中分別添加一定量的微納米導熱劑、穩(wěn)定劑、延遲劑，混合均勻后分別制備成組分A1、組分B1。使用時，將組分A1、組分B1按照1:1比例混合，添加少量鉑金催化劑，混合均勻，抽真空排氣泡，固化成型制備。

上述導熱硅膠層中所用導熱劑為氧化鋁、氧化鎂。

本實施例中，導熱硅膠復合相變材料層由上述導熱硅膠制備過程中的組分A1、組分B1按照1:1比例混合均勻；然后添加一定量的微納米復合相變材料，混合均勻；最后添加少量催化劑，混合均勻，抽真空排氣泡，固化成型制備。

上述導熱硅膠復合相變材料層，其中導熱硅膠質量分數(shù)占50%~80%，復合相變材料質量分數(shù)占20%~50%，復合相變材料的相變溫度為35℃~55℃。

上述復合相變材料由相變材料與導熱劑、阻燃劑按一定比例復合，并進行微納米化處理而制備。

上述復合相變材料，其中相變材料質量分數(shù)占60%~100%；導熱劑質量分數(shù)占0%~20%；阻燃劑質量分數(shù)占0%~20%。

上述相變材料為石蠟，相變溫度為35℃~55℃；導熱劑為膨脹石墨；阻燃劑為三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁中一種或幾種，不能為含N、S、P類阻燃劑。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，如調整材料的配方比例，改變其中部件的位置、數(shù)量或改變殼體的形狀等，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式與技術方案，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。