[发明专利]一种阻燃定型储能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明的目的在于提出一种阻燃型定型相变材料，尤其涉及锂离子散热的相变材料，以及制备该复合相变材料的方法，解决锂离子电池模组温度过高时，发生泄漏甚至自燃的现象。

背景技术

由于相变材料可通过其相变过程，吸收或者放出大量的热能，并且在相变过程中处于等温、可控温度范围广等优点，可用于解决热量供应过多和过低的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，已经成为储热技术领域研究中的热点问题。尤其针对锂离子动力电池模块，它既能通过相变过程对锂离子模块中的单体电芯进行均温，又可以防止锂离子电池温度过高发生自燃现象，是一种较为理想的散热材料，其潜热值大、无腐蚀性、不可燃烧、稳定性高等，在恒温控制领域，如太阳能利用、电池散热、建筑保暖等方面已有广泛的应用，是目前重要的散热方式。

发明内容

本发明的目的在于提出一种阻燃定型储能材料及其制备方法，尤其是用于锂电池散热的相变材料以及制备该复合相变材料的方法。

本发明所采用的技术方案：一种阻燃定型储能材料，包括如下组分：20份环氧树脂基体，49份石蜡，1份石墨和30份复合阻燃剂，所述份数均为重量份；所述环氧树脂基体包括环氧树脂和固化剂，所述复合阻燃剂包括多磷酸铵，成炭剂以及红磷。

优选的，所述环氧树脂基体中环氧树脂与固化剂的质量比为1：2。

优选的，所述复合阻燃剂中红磷、多磷酸铵、成炭剂的质量比例为5：4：1。

优选的，所述石蜡的碳分子量为5-6个。

优选的，所述石墨是膨胀石墨。

优选的，所述红磷的颗粒大小在50-100um。

一种阻燃定型储能材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将石蜡放入容器中加热至全部液态得到液体石蜡；

S2：向步骤S1所得的液体石蜡加入适量的石墨进行搅拌，使液体石蜡与石墨充分混合，得到石蜡和石墨的均匀混合液；

S3：将步骤S2所得的石蜡和石墨的均匀混合液保持温度在60-80℃中的某一特定值，加入复合阻燃剂进行搅拌，搅拌速度控制在500-1000rad/min，得到石蜡、膨胀石墨和复合阻燃剂的混合液；

S4：向步骤S3得到的石蜡、膨胀石墨和复合阻燃剂的混合液加入环氧树脂进行搅拌，搅拌速度控制在1500-2500rad/min，搅拌时间20-30min后，将混合液保存在70-90℃的温度下保温24h，得到阻燃定型储能材料。

优选的，所述石墨为膨胀石墨，所述石墨是把鳞片石墨在650-900℃高温炉下膨化而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的提供的阻燃型定型相变材料，可加工成任意形状，不仅适合圆柱形锂离子电池的散热，而且适合方形圆柱形锂离子电池的散热，定型结构避免了相变过程发生析出而导致使用寿命下降。(2)本发明的复合相变材料，具有良好的稳定性和导热率，腐蚀性小，所用阻燃剂均为绿色无污染阻燃剂，潜热值可达到110-130J/g，相变时的宏观形态稳定。(3)本发明提供的阻燃型定型相变材料，可安全应用于锂电池散热，即可对电池模组进行散热，同时也能提高电池箱的整体安全性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

一种阻燃定型储能材料，包括如下组分：20份环氧树脂基体，49份石蜡，1份石墨和30份复合阻燃剂，所述份数均为重量份；所述环氧树脂基体包括环氧树脂和固化剂，所述复合阻燃剂包括多磷酸铵，成炭剂以及红磷。

其中，所述环氧树脂基体中环氧树脂与固化剂的质量比为1：2，所述复合阻燃剂中红磷、多磷酸铵、成炭剂的质量比例为5：4：1，所述石蜡的碳分子量为5-6个，所述石墨是膨胀石墨，所述红磷的颗粒大小在50-100um。

实施例二

一种阻燃定型储能材料，包括如下组分：20份环氧树脂基体，49份石蜡，1份石墨和30份复合阻燃剂，所述份数均为重量份；所述环氧树脂基体包括环氧树脂和固化剂，所述复合阻燃剂包括多磷酸铵，成炭剂以及红磷。

其中，所述环氧树脂基体中环氧树脂与固化剂的质量比为1：2，所述复合阻燃剂中红磷、多磷酸铵、成炭剂的质量比例为5：4：1，所述石蜡的碳分子量为5个，所述石墨是膨胀石墨，所述红磷的颗粒大小在50um。

实施例三

一种阻燃定型储能材料，包括如下组分：20份环氧树脂基体，49份石蜡，1份石墨和30份复合阻燃剂，所述份数均为重量份；所述环氧树脂基体包括环氧树脂和固化剂，所述复合阻燃剂包括多磷酸铵，成炭剂以及红磷。