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。
技术实现要素:
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。
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6个,所述石墨是膨胀石墨,所述红磷的颗粒大小在100um。
实施例四
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100um。
实施例五
一种阻燃定型储能材料的制备方法,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。
实施例六
一种阻燃定型储能材料的制备方法,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℃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500rad/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1500rad/min,搅拌时间20min后,将混合液保存在70℃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℃高温炉下膨化而成。
实施例七
一种阻燃定型储能材料的制备方法,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2500rad/min,搅拌时间30min后,将混合液保存在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900℃高温炉下膨化而成。
实施例八
一种阻燃定型储能材料的制备方法,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℃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1500rad/min,搅拌时间30min后,将混合液保存在80℃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800℃高温炉下膨化而成。
下面将详述复合相变材料的制备方法;
将石蜡放入容器中加热至全部液态,加入适量的膨胀石墨进行搅拌,使液体石蜡与膨胀石墨充分混合,得到石蜡和膨胀石墨的均匀混合液后,保持温度在60-80℃的某一特定值,
将混合后的混合溶液中加入复合阻燃剂进行搅拌,搅拌速度控制在500-1000rad/min;
将得到的石蜡,膨胀石墨和复合阻燃剂混合液,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;
通过上述步骤制得的阻燃型定型相变材料形态稳定、阻燃效果优良,潜热值可达到110-130j/g。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。