[发明专利]硅橡胶复合泡沫材料

说明书

本发明涉及一种新的硅橡胶复合泡沫材料和所述的泡沫材料的硅酮前体。

交叉参考的相关申请

本申请是在专利合作条约下的一件国际申请，其要求2017年2月8日提交的美国临时申请No.62/456484的优先权，在此以其全部内容引入作为参考。

发明领域

本发明涉及一种新的硅橡胶复合泡沫材料(syntactic foam)和所述的硅橡胶复合泡沫材料的硅酮前体。这样的泡沫材料当用于二次电池组时是有用的，其表现出改进的热管理。这样的硅橡胶复合泡沫材料可用于全电动交通工具(EV)、插电式混合动力交通工具(PHEV)、混合动力交通工具(HEV)，或者用于其他交通工具电池组的电池组。

发明背景

电池可以大致分为一次和二次电池。一次电池，也称作一次性电池，其意在使用直到耗尽，其后它们简单地用一个或多个新电池替换掉。二次电池，更通常称作可再充电的电池，其能够反复再充电和再使用，所以与一次性电池相比提供了经济性、环境友好和易用性的益处。二次电池的例子可以包括镍-镉电池，镍-金属杂合电池，镍-氢电池，锂二次电池等。

二次电池，特别是锂离子电池，已经作为一种关键的储能技术而出现，并且现在是用于消费电子装置，工业，运输和功率存储应用的主要技术。

归因于它们的高电势和它们的高能量和功率密度以及它们的良好的寿命，二次电池现在是优选的电池技术，特别是在汽车工业中，因为它现在可以为电驱动的交通工具例如混合动力电动交通工具(HEV)、电池电动交通工具(BEV)和插电式混合动力电动交通工具(PHEV)提供更长的行驶距离和合适的加速度。在目前的汽车工业中，制造了不同尺寸和形状的锂离子电池单元和随后将其组装成不同构造的组。汽车二次电池组典型地由许多电池单元，有时候是几百个、甚至上千个构成，来满足期望的功率和能力需求。

但是，在驱动车辆技术中的这种切换不是没有它的技术局限，因为电动机的使用转变成对于具有高能密度、长运行寿命和在宽范围条件中运行的能力的便宜电池的需要。虽然可再充电电池单元提供了相对于一次性电池的诸多优点，但是这种类型的电池不是没有它的缺点。通常，与可再充电电池相关的大部分缺点归因于所使用的电池化学品，因为这些化学品倾向于没有一次电池中所用的那些稳定。二次电池单元例如锂离子单元倾向于更容易发生热管理问题，其会在提高的温度触发了产生热的放热反应时发生，这进一步升高了温度和潜在地触发更有害的反应。在这样的事件过程中，大量的热能快速释放，将整个电池加热高到850℃或者更高的温度。由于经历这种升温的单元升高的温度，电池组中相邻单元的温度也将增加。如果允许这些相邻单元的温度无节制地增加，则它们还可能进入不可接受的状态，在单元内具有极高的温度，从而导致级联效应，这里单个单元内的升温开始在整个电池组内到处传播。结果，来自于电池组的功率被中断，并且使用该电池组的系统更可能招致广泛的附带损坏，其归因于损坏的规模和相关的热能释放。在最坏的例子情况中，所产生的热量足够大来导致电池以及邻近该电池的材料的燃烧。

此外，归因于锂离子电池的特性，二次电池组在-20℃到60℃的环境温度范围内运行。但是，甚至当在这个温度范围内运行时，二次电池组会开始失去它的充放电的容量或者能力(这应当是在环境温度低于0℃发生的)。取决于环境温度，在温度开始低于0℃时，电池的寿命周期容量或者充放电能力会明显降低。不过，可能不可避免的是将锂离子电池用于环境温度处于所述的最佳环境温度范围(其是20℃-25℃)之外的场合。这些因素不仅明显缩短了交通工具的行驶距离，而且引起很多电池损坏。在低温可利用的能量和功率方面的劣化，归因于容量的减少和内阻的增加。