一种导热硅胶片及其制备方法与流程

本发明特别涉及一种导热硅胶片及其制备方法。

背景技术：

动力锂电池包作为电动汽车上主要储能原件，是电动汽车的关键核心部件，直接影响到电动汽车的性能和使用寿命。动力锂电池因其优异的功率输出特性和长寿命等优点，目前在电动汽车电池包中得到良好应用。但动力锂电池包的性能对温度变化较敏感，特别是车辆上运用的大容量、高功率锂离子电池。车辆上的装载空间有限，车辆所需电池数目较大，电池均为紧密排列连接。当车辆在高速、低速、加速、减速等交替变换的不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度复杂多变。由于发热电池体的密集摆放，中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，增加了电池包中各单位之间的温度不均衡，加剧各电池模块、单体内阻和容量不一致性。如果长时间积累，会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的寿命与性能，并造成安全隐患。如果电动汽车动力锂电池包在高温时不能及时散热，将会导致电池组系统温度过高或温度分布不均匀，最终将降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响电池的安全性与可靠性。

目前动力锂电池包采用的散热方式分为被动散热和主动散热，对于被动散热的产品，往往通过使用风扇将冷空气吹过电池的表面，通过电池和空气之间的热对流来带走电池组的热量。但这种散热方式因空气的导热系数较低，传热效果并不理想。这种散热方式要求电池排布疏松，这就造成了电池包的能量密度无法提升。随着现在长航程、大功率电动汽车的出现，要求电池包具有更高的能量密度，这就对电池包的散热提出更高的要求，主动散热成为电池包散热的重要方式。主动散热方式往往通过电池包与冷却管之间热交换来带走电池的热量。但目前使用的电池往往是18650圆柱电池或者曲面电池，而冷却管为直线结构，两者的接触面不能有效贴合且形成的接触面太小，严重影响到散热效果。这就需要对电池包内灌胶或者使用导热硅胶片填充电池和冷却管之间的间隙。

导热硅胶片为硅橡胶和导热粒子的混合物，成型后的普通导热硅胶片为平面的实心结构。当普通导热硅胶片使用时，存在难于压缩的特性。应用到外18650圆柱电池和曲面电池上时，普通导热硅胶片与电池的曲面仅能接触到一个很少的切面面积，这就造成两者接触面积太小。当把电池与普通硅胶片之间的夹持力增大时，又会造成组装困能的问题。

因此，有必要设计一种新的导热硅胶片及其制备方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种导热硅胶片及其制备方法，该导热硅胶片在使用时能增加接触传热面积，同时有利于组装。

发明的技术解决方案如下：

一种导热硅胶片，包括胶片主体和设置在胶片主体背面的胶层（2）；所述的胶片主体的正面设有多个接触条（1），接触条与胶片主体的夹角大于0度，且小于或等于90°。（胶层用于将胶片主体粘贴在散热管上，接触条用于与电池表面接触）

接触条与胶片主体的夹角为15-60度；

接触条与胶片主体的夹角为45度；

多个接触条等间距平行布置。

部分或所有的接触条的端部为平滑过渡形状（即为弧线或多段弧线组合的形状，非直角，也非锐角，没有明显的角度）。

相邻两个接触条之间形成的凹陷部为平滑过渡形状（即为弧线或多段弧线组合的形状，非直角，也非锐角，没有明显的角度）。

胶层为丙烯酸压敏胶。通过压敏胶涂层将导热硅胶带粘附到动力锂电池包的冷却管上，无须机械方式固定。

导热硅胶片总体为扁平的带状部件；导热硅胶片正面的中部沿导热硅胶片的长度方向设有一个隔空带，隔空带上不设有接触条；隔空带的两侧各设有多个倾斜的接触条；且隔空带的左侧的所有的接触条均沿左侧倾斜，倾斜角度相同；隔空带的右侧的所有的接触条均沿右侧倾斜，倾斜角度相同。接触条等间距设置--目的在于，隔空带正对电池一条纵向边缘线处，则两侧的接触条依能最大限度地接触该边缘线的两侧的区域（如图3所示）。

隔空带左侧的所有接触条等间距设置，隔空带右侧的所有接触条等间距设置。

一种导热硅胶片的制备方法，采用挤压工艺制备带有接触条的胶片主体；再在胶片主体的背面涂覆胶层，得到前述的导热硅胶片。

接触条也可以都朝一个方向倾斜，但是效果没有朝2个方向倾斜（左侧的朝左倾斜，右侧的朝右倾斜）更好。

本发明的导热硅胶片产品包括采用特殊结构设计的硅胶片及底部的压敏胶涂层。本产品通用于18650圆柱电池或其他曲面异型电池，旨在增大散热接触面，让电池工作时的热量快速传递到冷却管的产品。导热硅胶片正面为锯齿型结构，该结构在组装时，可折叠压缩，可以让18650电池很从容的插入进去，避免因胶带与冷却管之间的间隙太小无法插入，亦可避免因胶带与冷却管之间间隙太大而结合不紧密妨碍导热。使得胶层能紧密地与电池贴合。反面为光滑平面，可通过压敏胶层与冷却管紧密贴合。生产工艺采用挤出工艺（将采用2MPa压力将硅胶从挤出机内挤出形成大致形状，然后将挤出的硅胶带置于温度150度隧道炉内烘烤20分钟以上），可制成任意长度的产品。

导热硅胶片，以硅橡胶为基材，添加导热粒子（如氧化锌、氧化镁、氧化铝、类球形氧化铝、球形氧化铝、氧化铍等金属氧化物），通过挤出工艺而得到，其具有正面齿型结构，背面压敏胶涂层。挤出工艺为现有成熟工艺。

导热硅胶片为硅橡胶和导热粒子的混合物，包括以下原材料：乙烯基基聚硅氧烷10～50份、金属氧化物导热粒子30～90份（氧化锌、氧化镁、氧化铝、类球形氧化铝、球形氧化铝、氧化铍）、固化催化剂0.5～2.5份（2,4-二氯过氧苯甲酰）、交联剂（聚甲基氢硅氧烷）2～5份。通过往真空捏合机或高速混合机中加入乙烯基基聚硅氧烷，按比例缓慢加入金属氧化物导热粒子（氧化锌、氧化镁、氧化铝、类球形氧化铝、球形氧化铝、氧化铍）得到基料，然后用三辊混炼机混炼基料，最后将基料放入高速混合机或行星搅拌机中按比例添加固化催化剂和交联剂搅拌均匀。

一种用于动力锂电池包散热的导热硅胶片及其制备方法，正面为齿型结构与电池包过贴合，背面层设有压敏胶与冷却管相接触。

该压缩结构不限于锯齿形状，可为其他中空可压缩的其他形状。

有益效果

本发明的导热硅胶片，导热硅胶片正面齿型结构，在与电池贴合时，齿型折叠压缩，电池被压缩后的齿型包裹，增大了电池与导热硅胶片的接触面积。与此同时，因齿型结构折叠压缩时能让出足够的空间，因此电池装入时，可非常方便的插入。背面的压敏胶涂层可以将导热硅胶片牢牢的固定在冷却管平面上，能使硅胶片和冷却管产生良好贴合，组装不至于脱落，从而节省时间，提高效率。导热硅胶片的制备方法工艺成熟，易于实施。

附图说明

图1为导热硅胶片横截面示意图;

图2 为导热硅胶片的总体结构示意图（俯视图）；

图3 为导热硅胶片与电池配合示意图；

图3为示意图，实际上，电池的直径远远大于导热硅胶片的宽度。

标号说明：1-接触条，2-胶层，3-隔空带，4-电池。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1-3，一种导热硅胶片，包括胶片主体和设置在胶片主体背面的胶层2；所述的胶片主体的正面设有多个接触条1，胶层用于将胶片主体粘贴在散热管上，接触条用于与电池4表面接触；

接触条与胶片主体的夹角为45度；

多个接触条等间距平行布置。

部分或所有的接触条的端部为平滑过渡形状（即为弧线或多段弧线组合的形状，非直角，也非锐角，没有明显的角度）。

相邻两个接触条之间形成的凹陷部为平滑过渡形状（即为弧线或多段弧线组合的形状，非直角，也非锐角，没有明显的角度）。

胶层为丙烯酸压敏胶。通过压敏胶涂层将导热硅胶带粘附到动力锂电池包的冷却管上，无须机械方式固定。

导热硅胶片总体为扁平的带状部件；导热硅胶片正面的中部沿导热硅胶片的长度方向设有一个隔空带3，隔空带上不设有接触条；隔空带的两侧各设有多个倾斜的接触条；且隔空带的左侧的所有的接触条均沿左侧倾斜，倾斜角度相同；隔空带的右侧的所有的接触条均沿右侧倾斜，倾斜角度相同。接触条等间距设置--目的在于，隔空带正对电池一条纵向边缘线处，则两侧的接触条依能最大限度地接触该边缘线的两侧的区域（如图3所示）。

隔空带左侧的所有接触条等间距设置，隔空带右侧的所有接触条等间距设置。

一种导热硅胶片的制备方法，采用挤压工艺制备带有接触条的胶片主体；再在胶片主体的背面涂覆胶层，得到前述的导热硅胶片。

接触条也可以都朝一个方向倾斜，但是效果没有朝2个方向倾斜（左侧的朝左倾斜，右侧的朝右倾斜）更好。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。