[发明专利]一种阻燃蜂窝状自适应控温模组及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及控温材料领域，尤其涉及一种阻燃蜂窝状自适应控温模组及其制备方法、应用。

背景技术

目前广泛使用的锂电池组散热方式是风冷、液冷及油冷等，这些散热方式虽然在电池组中可以发挥散热的作用，但其有明显的缺点，譬如：体积较大、重量较重、不易安装等。

电池热管理系统一般分为风冷式和水冷式。其中，风冷式又包括自然风冷式和强制风冷式，前者采用自然对流冷却方式进行电池的散热，后者一般采用电子扇强制对流冷却的方式进行散热。风冷式热管理装置的方案也较为单一，更多的考虑为电池的散热，而对电池冷启动时的预加热功能方面是一个空白。 而且，现有技术存在着以下问题：（1）强制对流冷却的方式，由于未设计通风管道，对靠近电子扇的动力电池降温散热效果较为显著，但对远离电子扇的动力电池将难以有效的降温散热，这样将导致电池箱内部各电池单体内部温度不均；而自然对流冷却的方式，并不能高效的对动力电池进行散热；（2）无预加热功能，强行将电池冷启动后，会对动力电池使用寿命造成较为严重的影响；（3）进入电池模块的风量有较大差别，各模块的生热及散热环境不同，导致各电池模块在不同环境温度下工作，从而使模块间的温差更会急剧加大，这种模块间的温差引起电池性能的不一致性，最终影响整个电池模块的性能及寿命。目前电池很少使用水冷式方法来实现热管理，因为水冷结构往往比较复杂，成本较高，还存还冷凝水泄露的危险。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃蜂窝状自适应控温模组及其制备方法、应用，旨在解决现有电池热管理方式效果差、成本高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，包括步骤：

A、按重量百分比计，将20-30%的多层片状石墨烯、60-70%的长链烷烃、5-10%的阻燃剂和5-10%的碳纤维混合制备成相变材料粉料；

B、将所述相变材料粉料铺覆在用于制备蜂窝形状的模具内腔，合模并将所述模具加热至100-200℃，使所述相变材料粉料熔化；

C、保温、保压预定时间后，将模具温度降至0-50℃，拆模并取出预制模组；

D、在所述预制模组外表面粘贴绝缘膜，即制得阻燃蜂窝状自适应控温模组。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，所述步骤A具体包括：

A1、预先将多层片状石墨烯真空干燥24-72h，备用；

A2、先将长链烷烃加热至熔融状态，再将真空干燥后的多层片状石墨烯以及碳纤维缓慢加入所述长链烷烃中，并搅拌均匀；

A3、最后加入阻燃剂并搅拌均匀，得到液相相变材料；

A4、将所述液相相变材料固化研磨后，得到相变材料粉料，备用。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，所述步骤A具体包括：

A11、预先将200-400g的多层片状石墨烯真空干燥24-72h，备用；

A12、先将700-1000g的长链烷烃加热至熔融状态，再将200-400g真空干燥后的多层片状石墨烯以及50-100g的碳纤维缓慢加入所述长链烷烃中，并搅拌均匀；

A13、最后加入50-100g的阻燃剂并持续搅拌均匀，得到液相相变材料；

A14、将所述液相相变材料固化研磨后，得到相变材料粉料，备用。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，所述长链烷烃为52#石蜡、56#石蜡或58#石蜡中的一种。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，所述阻燃剂为磷系无卤素阻燃剂、氮系无卤素阻燃剂或磷氮系无卤素阻燃剂中的一种或多种。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，在添加多层片状石墨烯的过程中，先在30r/min的搅拌速度下缓慢加入，持续搅拌30min,接着将搅拌速度加快至60r/min。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，在加入阻燃剂后，以60r/min的搅拌速度持续搅拌60min。

所述的阻燃蜂窝状自适应控温模组的制备方法，其中，所述步骤C中的保温、保压预定时间为10-60min。

一种阻燃蜂窝状自适应控温模组，其中，采用上述任意一种阻燃蜂窝状自适应控温模组制备方法制备而得。

一种阻燃蜂窝状自适应控温模组的应用，其中，将所述阻燃蜂窝状自适应控温模组应用于动力电池、通讯基站电池以及任意圆柱形电池的热管理中。