一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片的制作方法

本发明属于电池包装材料技术领域，涉及一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片。

背景技术：

近几年，由于国家可持续发展方针和新能源汽车鼓励政策的鼓舞，新能源电动汽车得到了飞速发展，受到消费者越来越多的青睐。

纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。锂离子动力电池以其循环寿命长、能量密度高、工作电压迅速成为人们研究的热点，但电池工作过程中热累积严重，迫切需要导热材料解决热积累问题。

金属、石墨片等导热材料，导热性能虽好，但由于脆性大，成型困难等难以实现应用。目前常用方法是采用导热硅胶片缠绕包覆整个电池组，但由于硅胶片导热系数较高时，强度下降明显，缠绕操作时会出现碎裂问题，因此常用的硅胶片导热系数较低，基本在3w/m.k以下，满足不了电池两端温差不大于10度的常规要求。有些新能源汽车厂家采用人工石墨进行散热，但人工石墨本身较脆且导电，通常需在石墨片表面包覆一层绝缘薄膜，这会导致石墨片的导热系数大打折扣。且由于绝缘薄膜无粘性，与电池组间不能紧密贴合，而空气热阻较大，进一步削弱其导热效果。

因此，有必要寻求一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片。

技术实现要素：

本发明的目的在于发明一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，解决上述技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，包括五层结构，从上往下依次为离型膜i、高导热硅胶片i、高导热碳纤维布、高导热硅胶片ii和离型膜ii，所述高导热硅胶片i和高导热硅胶片ii的材料为硅胶浆料，其制备方法是：将三辊压延机的上、下放线轴分别放置所述离型膜i和离型膜ii，中间放线轴放置所述高导热碳纤维布，所述硅胶浆料一半在刮刀前面放料至所述离型膜ii上，所述高导热碳纤维布位于所述离型膜ii上方，所述硅胶浆料另一半在刮刀后面放料，所述硅胶浆料放置在所述高导热碳纤维布上面，所述离型膜i接触位于所述高导热碳纤维布上的硅胶浆料，通过压延辊控制复合导热硅胶片总厚度在0.8～1.2mm之间，以1m/min的速度在140℃烘箱中拉出后模切成型，即可得到用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片。

作为本发明的一个优选的实施例，所述高导热硅胶片i的厚度为0.3～0.5mm。

作为本发明的一个优选的实施例，所述高导热碳纤维布的厚度为0.1～0.2mm。

作为本发明的一个优选的实施例，所述高导热硅胶片ii的厚度为0.3～0.5mm。

作为本发明的一个优选的实施例，所述硅胶浆料包括硅凝胶a组分、硅凝胶b组分和导热粉体，所述导热粉体占比为94～95.5％，所述硅凝胶a组分和硅凝胶b组分占比为4.5％～6％，所述硅凝胶a组分、硅凝胶b组分和导热粉体的总占比为100％，所述硅凝胶a组分与所述硅凝胶b组分的比值为1：1～1：1.3。

作为本发明的一个优选的实施例，所述硅胶浆料的制作工艺为：先将所述硅凝胶a组分与粒径为70～100um的导热粉体加入双行星搅拌机中常温搅拌30min，然后加入粒径为25～35um的导热粉体继续搅拌30min，接着加入1/2的所述硅凝胶b组分和粒径为0.6～1.5um的导热粉体搅拌30min，最后加入剩下的1/2的所述硅凝胶b组分，常温搅拌40min后用压料机压出，获得硅胶浆料。

作为本发明的一个优选的实施例，所述硅凝胶a组分含有乙烯基硅油和铂金催化剂，所述硅凝胶b组分含有乙烯基硅油和含氢硅油。

作为本发明的一个优选的实施例，所述高导热碳纤维布采用硅氧烷处理剂喷涂或者浸渍后干燥。

本发明的有益效果是：

1、与现有技术方案相比，由于添加了高强度碳纤维布，复合导热硅胶片导热系数可做到6w/m.k左右，在现有技术方案基础上(2.8～3w/m.k)提高了1倍左右；

2、材料贴附性良好，由于强度较高，且有碳纤维布做支撑，可随意弯折不会出现碎裂情况；

3、可在提供高导热性能的同时保持高强度和可弯折性，给新能源汽车电池提供更高效的导热效果。

附图说明

图1为一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片的垂直棱线断面结构示意图。

具体实施方式

本发明所制备的用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，该高强度复合导热硅胶片结构为两层高导热硅胶片中间设置一层高导热碳纤维布。汽车电池间的常规空隙在0.8～1.2mm之间，本结构设计的两层高导热硅胶片厚度0.3～0.5mm，碳纤维布厚度0.1～0.2mm。具体制备过程包括硅胶浆料的制备、碳纤维布的处理以及导热硅胶片的制备。

首先是硅胶浆料的制备，硅胶浆料包括硅凝胶a组分(如信越9212a，内含乙烯基硅油和铂金催化剂)、硅凝胶b组分(如信越9212b，内含乙烯基硅油和含氢硅油)，不同粒度的导热粉体。导热粉体占比为94～95.5％，硅凝胶占比为4.5％～6％。根据不同硬度需求，硅凝胶a组分与b组分比值在1：1～1：1.3范围内调节。先将硅凝胶a组分与粗粉(粒径70～100um)加入双行星搅拌机中常温搅拌30min，然后加入粒径25～35um的粉体继续搅拌30min，然后加入1/2b组分和细粉(0.6～1.5um)搅拌30min，最后加入剩下的b组分，常温搅拌40min后用压料机压出备用。

高导热碳纤维布的处理目的是用于提高碳纤维布与硅胶片之间的结合强度方式包括采用硅氧烷处理剂喷涂或者浸渍后干燥，用于提高碳纤维布与硅胶片之间的结合强度。

将三辊压延机的上下放线轴放置离型膜，中间放线轴放置碳纤维布，硅胶浆料一半在刮刀前面放料至下层离型膜上，玻纤布在其上面，另一半在刮刀后面放料，料浆放置在玻纤布上面，上层离型膜接触硅胶，通过压延辊控制总厚度在0.8～1.2mm之间即可。随后以1m/min速度在140℃烘箱(长度10m)中拉出后模切成型即可得到图1所示的复合材料结构。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的范围并不限于这些实施例。

实施例1

一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，在制作时，压延辊间隙控制在0.6mm，硅凝胶a组分(粘度范围500～1000cps)：b组分比值控制在1：1，粉体粒径及比例控制在75u:40u:0.8u＝6:4:1，粉体含量控制在93％～93.5％，可制备出0.3～0.5mm,拉伸强度≥0.8mpa，导热系数≥4.5w/m.k的硅胶片。

实施例2

一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，在制作时，压延辊间隙控制在0.6mm，硅凝胶a组分(粘度范围500～1000cps)：b组分比值控制在1：1，粉体粒径及比例控制在75u:40u:1.5u＝6:3:2，粉体含量控制在93％～93.5％，可制备出0.3～0.5mm,拉伸强度≥1.0mpa，导热系数≥4w/m.k的硅胶片。

实施例3

一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，在制作时，压延辊间隙控制在0.6mm，硅凝胶a组分(粘度范围500～1000cps)：b组分比值控制在1：1.3，粉体粒径及比例控制在75u:40u:0.8u＝6:4:1，粉体含量控制在93～93.5％，可制备出0.3～0.5mm，拉伸强度≥1.0mpa，导热系数≥4.5w/m.k的硅胶片。

实施例4

一种用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，在制作时，压延辊间隙控制在0.6mm，硅凝胶a组分(粘度范围500～1000cps)：b组分比值控制在1：1.3，粉体粒径及比例控制在100u:45u:1.5u＝6:3:1，粉体含量控制在93％～93.5％，可制备出0.3～0.5mm，拉伸强度≥1.0mpa，导热系数≥5w/m.k的硅胶片。

综上所述，本发明所述的用于新能源汽车电池的高强度复合导热硅胶片，在使用时将离型膜撕掉即可，由于中间碳纤维布具有较高强度，因此，碳纤维布上下均可采用较高系数的导热导胶片，且强度会较高，弯折不会出现碎裂，由于碳纤维的导热补强作用，整体导热系数大幅度提高，且由于导热硅胶片自身粘性，与电池可紧密贴合，排除空气热阻，其效果远优于石墨片。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。