[发明专利]一种柔性复合相变材料及其制备方法和电池模组

说明书

本发明涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种柔性复合相变材料及其制备方法和电池模组。本发明公开了一种柔性复合相变材料，该柔性复合相变材料在常温下具有优良的柔性和韧性，同时兼具良好的潜热、导热系数等热物性能。该柔性复合相变材料应用到电池模组中，对电池具有优异的力缓冲作用，还可以吸收包裹电池释放的大量热量，具有优异的散热均温效果，保证电池安全和使用寿命。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种柔性复合相变材料及其制备方法和电池模组。

背景技术

电动汽车因其具有高的能量效率和极低的污染排放量，因而被认为是传统燃料汽车最具前景的替代品。然而，动力电池的热安全性明显影响了电动汽车的蓬勃发展。动力电池模组在实际工作过程中，由于电动汽车长时间工作、增速和减速等会导致电池温度升高或温度不均匀，进而导致电池模块失效和严重的生命周期退化，甚至导致严重的安全事故，如燃烧、气胀甚至爆炸等。因此，探索具有更高散热性能的电池热管理系统对电动汽车的发展至关重要。

近年来，以相变材料冷却技术为代表的被动冷却技术，由于不需要额外的能源消耗，且充填系统简单，维护方便，还具有高导热、高冷却效率、体积小、低成本等优点，已得到越来越多研究者的关注。相变材料冷却技术作为一种新型的电池热管理技术，它是基于相变材料在溶化/凝固的物理过程中可以吸收/释放大量潜热的原理，将电池温度控制在合理温度范围内，从而保证电池在使用过程的安全性，未来将成为风冷、液冷等传统散热途径中的最佳替代方法。

然而，传统的相变材料大都为刚性材料，在受到外力冲击时，容易产生破裂，不仅不能对电池组起到力的缓冲作用，破裂的碎片还会对电池产生二次伤害，严重影响电池的安全稳定运行。而且刚性相变材料不能与多种型号电池接触紧密，从而造成传热效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种柔性复合相变材料，该柔性复合相变材料在常温下具有优良的柔性和韧性，同时兼具良好的潜热、导热系数等热物性能。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种柔性复合相变材料，包括：相变材料、热塑性共聚酯弹性体和导热增强剂；

所述相变材料与所述热塑性共聚酯弹性体的质量比为(30～90)：(10～70)，优选为45:45；

所述导热增强剂为所述相变材料的1wt％-30wt％，优选为10wt％。

本发明中，相变材料提供相变潜热，热塑性共聚酯弹性体提供柔性和韧性。导热增强剂提供热物性能。因此，本发明提供的柔性复合相变材料在常温下具有优良的柔性和韧性，同时兼具良好的潜热、导热系数等热物性能。

本发明中，所述相变材料包括石蜡、硬脂酸、月桂酸、十五烷酸、二十烷酸、聚乙烯醇、正十六烷、正十八烷和正二十二烷的一种或两种以上。

所述热塑性共聚酯弹性体包括含有酯键和醚键软段的热塑性共聚酯弹性体(TPC-EE)、含有聚酯软段的热塑性共聚酯弹性体(TPC-ES)和含有聚醚软段的热塑性共聚酯弹性体(TPC-ET)的一种或两种以上。

所述导热增强剂包括氮化硼、膨胀石墨和氮化铝的一种或两种以上。

本发明还提供了上述柔性复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将相变材料熔化，加入导热增强剂进行混合，得到混合物；

步骤2：将热塑性共聚酯弹性体加入所述混合物进行混合，倒模，得到柔性复合相变材料。

本发明提供的柔性复合相变材料的制备方法工艺简单，适合大规模生产。该制备方法不使用有机溶剂，制备工艺绿色环保。

本发明步骤1中，所述相变材料优选在恒温水浴锅中进行熔化；

所述熔化所需温度为30℃-90℃；