[发明专利]一种高柔韧性有机固固相变材料及其应用

说明书

本发明提出了一种高柔韧性有机固固相变材料及其应用，按质量百分比计，所述相变材料包括：脂肪酸70‑85％、有机硅灌封胶15‑30％。本发明提出的一种高柔韧性有机固固相变材料及其应用，所述相变材料具有热稳定性好，导热系数高，相变潜热大的优点，克服了一般相变材料热导率较低、相分离严重等问题，当应用于动力电池热调节系统中，及时带走动力电池热量同时，极大地提升了电池模组的温度均匀性，延长了其使用寿命。

技术领域

本发明涉及相变储能材料技术领域，尤其涉及一种高柔韧性有机固固相变材料及其应用。

背景技术

伴随着新能源汽车产业的高速发展，动力电池作为电动汽车的主要动力源和核心部件，逐渐成为能源工程领域内研究的热点和重点。高比能和高工作电压的优点使得锂离子动力电池成为电动汽车和混合电动汽车的最佳电源选择，但其过热问题也一直是一个影响电池效率、安全性和使用寿命的问题。锂离子电池过热会导致电池容量衰减，使电池性能下降，甚至可能造成热失控或者爆炸等潜在风险。因此，高效的动力电池的热调节系统对延长动力电池的使用寿命,确保电池使用的安全性并获得最佳使用效率具有重要意义。

动力电池的热调节系统中冷却动力电池的方法主要有空气冷却、热管冷却、液体冷却和相变材料(PCM)冷却等。空气冷却具有结构简单、系统重量小、成本低的优点，但是该方法冷却效率有限；热管冷却虽然是一种高效的冷却方法，但其成本高且易受到局部重力的影响；液体冷却方法冷却效率高，但是结构相对复杂，对密封性的要求也较高；相变材料冷却无需外加能耗，是一种成本低、温度均匀性好的方法，近年来受到越来越多的关注。

目前，相变材料如石蜡等具有相变潜热大、热稳定型好、阻燃性好、成本较低等优势，但存在热导率较低、熔化时内部固液不均匀，相变材料的传热效率较低，不能及时将电池产生的热量带走等问题，导致动力电池温度分布不均匀，寿命降低，因此，有必要建立一种基于高热导率相变材料的动力电池热调节系统。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高柔韧性有机固固相变材料及其应用，所述相变材料具有热稳定性好，导热系数高，相变潜热大的优点，克服了一般相变材料热导率较低、相分离严重等问题，当应用于动力电池热调节系统中，及时带走动力电池热量同时，极大地提升了电池模组的温度均匀性，延长了其使用寿命。

本发明提出的一种高柔韧性有机固固相变材料，按质量百分比计，所述相变材料包括：脂肪酸70-85％、有机硅灌封胶15-30％。

本发明中，脂肪酸作为相变材料，可获得适宜动力电池工作的相变温度；有机硅灌封胶作为载体，构成了脂肪酸的支撑材料，其不仅与脂肪酸具有良好相容性，有助于脂肪酸的分散均匀性，而且在相变温度范围内能够有效保持所得相变材料固体状态、外观形状和载体性能不变，并获得良好的强度、热稳定性以及密封性，因此可以极大地辅助脂肪酸相变蓄热和循环稳定。

优选地，所述所述脂肪酸包括癸酸和月桂酸，癸酸和月桂酸的质量比为60-80:20-40。

本发明中，月桂酸熔点约为41℃，癸酸熔点约为31℃，按比例复合作为相变材料，并与有机硅树脂共混后用于动力电池热调节系统中，电池温度高于35℃即可吸热，给电池降温，低于35℃时即逐步放热保证电池温度，实现高温的熔点附近吸收热量，低温的凝固点附近释放热量的目标。

优选地，所述脂肪酸还包括肉豆蔻酸，肉豆蔻酸在所述脂肪酸中的占比为5-10wt％。

本发明中，肉豆蔻酸可以与癸酸与月桂酸复合体系形成协同增效的效果，进一步提升相变材料的所获相变潜热值。

优选地，所述有机硅灌封胶为加成型双组分有机硅灌封胶。

优选地，所述加成型双组分有机硅灌封胶包括组分A和组分B；组分A和组分B的质量比优选为1:1。