包含衍生自直链α-烯烃的异构体支化链烷烃二聚物的传热流体及其用途的制作方法

本发明公开内容涉及传热流体及其生产和使用方法。

背景技术：

1、在电动交通工具工业中，近年来已经在电池技术方面取得了许多进步，以促进更大的功率输送和降低的充电频率。进一步推进电动交通工具技术所需的进步之一是开发用于促进来自各种电动交通工具(ev)部件传热的更有效冷却系统。可能需要改进的传热的电动交通工具的特定部件包括，例如一个或多个电池、车轴、ev功率电子器件和/或电动机。用于电动交通工具的快速充电站可能类似地需要高效冷却。虽然可以使用常规的夹套冷却流体和技术(例如也与内燃机组合使用的二醇水溶液)将电动交通工具的部件冷却到不同的程度，但是通过直接冷却流体接触有效冷却电动交通工具的电池代表了完全不同的挑战。

2、所有电池在充电或放电时都产生热量。充电或放电速率变得越快，每单位时间产生的热量越大。对于小型电池，暴露于环境大气可以有效地消散释放的热量，使得不需要单独的冷却系统。在电动交通工具中，确保令人满意的交通工具性能所需的大电池尺寸和快速放电速率使得散热成为更重要的问题。同样，电动交通工具再充电站处的快速电池充电也可能导致显著的电池发热并呈现类似的热管理问题。

3、除了影响或决定交通工具性能之外，在优选工作范围之外的电池温度可能对电池的性能产生负面影响，该优选工作范围对于锂离子电池通常为约15℃至35℃。电池各单元之间的内部温度梯度可以类似地影响电池的性能。此外，除了电池或交通工具性能不良之外，在优选的温度范围之外和/或具有内部热梯度的情况下使用电池可能增加电池故障、失控过热、火灾和/或爆炸的风险。因此，在电池充电或放电和交通工具操作期间的有效热管理可能成为电动交通工具的性能可以进一步提高多少的限制因素。

4、当前电动交通工具的电池冷却策略可以采用相变材料、散热翅片或空气冷却中的一种或多种。这些方法中的每一种在它们能够从电池直接散热的数量方面有显著局限性，和/或由于它们对交通工具性能存在影响而有显著局限性。例如，散热翅片导致在交通工具行驶时交通工具必须承载过量重量，从而降低交通工具的效率和性能。

5、采用传热流体的冷却系统是另一种散热策略，其可用于电动交通工具的电池和其它发热部件。由于流体可以表现出比空气更高的热导率和热容量值，因此流体可以比其他散热策略更有效地促进从电池或其他发热部件散热。此外，流体可以放置成与电池、电动机或其他发热部件直接表面接触以促进最佳传热，包括其中发热部件部分或完全浸没在传热流体中的设置。例如，这种直接浸入式冷却可以帮助降低其中一个电池单元由于短路或物理损坏而受损、电池模块内不受控制热失控的风险。或者，合适的传热流体可以在发热部件，诸如电池或ev动力部件周围设夹套和/或通过该发热部件循环。虽然将发热部件浸入或部分浸入传热流体中可以提供最佳的传热，但是目前常用的许多传热流体由于流体的电导率而不适于将电池和/或电动机浸入其中。含水传热流体，例如二醇水溶液，可能不适合浸入电池或电动机，因为高电导率可能导致短路和电池或电动机故障，这可能在传热流体接触电池引线或发动机中的各种电气部件时发生。氟碳化合物流体可以满足对于合适传热流体的某些性能要求，包括令人满意的倾点值和闪点值，但是来自流体燃烧的烟雾可能导致不期望的健康和环境影响。到目前为止，具有可接受的传热特性与可接受的闪点、倾点和健康/环境特征组合的合适绝缘传热流体还有待确定。

6、除了对用于电动交通工具工业的改进的传热流体的需求增长之外，在新兴技术例如数据中心和服务器群、高功率电子器件和5g通信系统中也存在对有效热管理的显著需求。各种应用特定的需要可能决定了在这些和其他应用中使用的传热流体的特定配方要求。

技术实现思路

1、在一些实施方案中，本发明提供了包含多种异构体支化链烷烃的传热流体，该异构体支化链烷烃包含用bf3催化剂体系低聚的一种或多种直链α-烯烃(lao)的氢化反应产物，该多种异构体支化链烷烃包含至少约90wt％的异构体支化链烷烃二聚物。该一种或多种lao具有约8至约12个碳原子。多种异构体支化链烷烃总体上具有在80℃下约10,000至约16,000kg/(s2.2·m0.6·k)范围内的mouromtseff数、在80℃下约0.125w/m·k或更高的热导率和约140℃或更高的闪点。

2、在其它实施方案中，本发明提供了包含传热流体的电池系统。电池系统包括电池和与电池接触的传热流体。该传热流体包含多种异构体支化链烷烃，该异构体支化链烷烃包含用bf3催化剂体系低聚的一种或多种直链α-烯烃(lao)的氢化反应产物，该多种异构体支化链烷烃包含至少约90wt％的异构体支化链烷烃二聚物。该一种或多种lao具有约8至约12个碳原子。多种异构体支化链烷烃共同具有在80℃下在约10,000至约16,000kg/(s2.2·m0.6·k)范围内的mouromtseff数、在80℃下约0.125w/m·k或更高的热导率和约140℃或更高的闪点。

3、在其它实施方案中，本说明书提供了包括发热部件和与发热部件接触的传热流体的电动交通工具。该传热流体包含多种异构体支化链烷烃，该异构体支化链烷烃包含用bf3催化剂体系低聚的一种或多种直链α-烯烃(lao)的氢化反应产物，该多种异构体支化链烷烃包含至少约90wt％的异构体支化链烷烃二聚物。该一种或多种lao具有约8至约12个碳原子。多种异构体支化链烷烃共同具有在80℃下在约10,000至约16,000kg/(s2.2·m0.6·k)范围内的mouromtseff数、在80℃下约0.125w/m·k或更高的热导率和约140℃或更高的闪点。

4、在其它实施方案中，本说明书提供了利用传热流体的热管理方法。该方法包括提供传热流体，以及操作或放置与传热流体接触的发热部件。该传热流体包含多种异构体支化链烷烃，该异构体支化链烷烃包含用bf3催化剂体系低聚的一种或多种直链α-烯烃(lao)的氢化反应产物，该多种异构体支化链烷烃包含至少约90wt％的异构体支化链烷烃二聚物。该一种或多种lao具有约8至约12个碳原子。多种异构体支化链烷烃共同具有在80℃下在约10,000至约16,000kg/(s2.2·m0.6·k)范围内的mouromtseff数、在80℃下约0.125w/m·k或更高的热导率和约140℃或更高的闪点。

技术特征：

1.一种传热流体，包含：

2.根据权利要求1所述的传热流体，其中该传热流体包含至少约90wt％的异构体支化链烷烃。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的传热流体，其中该传热流体包含由c10 lao形成的多种异构体支化链烷烃二聚物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的传热流体，其中该传热流体包含至少约90wt％的由c10 lao形成的异构体支化链烷烃二聚物。

5.根据权利要求1-4任一项所述的传热流体，其还包含：

6.根据权利要求5所述的传热流体，其中该传热流体包含由c10lao形成的多种异构体支化链烷烃三聚物。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的传热流体，其中存在约0.5wt％至约2wt％的异构体支化链烷烃三聚物。

8.根据权利要求1-7任一项所述的传热流体，其还包含：

9.根据权利要求1-8任一项所述的传热流体，其还包含：

10.根据权利要求1-9任一项所述的传热流体，其还包含：

11.根据权利要求1-10任一项所述的传热流体，其中该多种异构体支化链烷烃中基本上不存在引起腐蚀的离子。

12.根据权利要求1-11任一项所述的传热流体，其还包含：

13.根据权利要求1-11任一项所述的传热流体，其还包含：

14.一种电池系统，包含：

15.根据权利要求14所述的电池系统，其中该传热流体与该电池的外表面接触。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的电池系统，其中该电池至少部分地浸没在该传热流体中。

17.根据权利要求14-16任一项所述的电池系统，其中该电池包括被配置用于循环该传热流体的多个内部通道。

18.根据权利要求14-17任一项所述的电池系统，其还包含：

19.根据权利要求18所述的电池系统，其中该电池系统被配置为使该传热流体在该电池和该散热结构之间循环。

20.根据权利要求14-19任一项所述的电池系统，其中该电池是锂离子电池。

21.一种电动交通工具，其包含：

22.根据权利要求21所述的电动交通工具，其中该传热流体与该发热部件的外表面接触。

23.根据权利要求21或权利要求22所述的电动交通工具，其中该发热部件至少部分地浸没在该传热流体中。

24.根据权利要求21-23任一项所述的电动交通工具，其中该发热部件包括被配置用于循环该传热流体的多个内部通道。

25.根据权利要求21-24任一项所述的电动交通工具，其还包含：

26.根据权利要求25所述的电动交通工具，其中该传热流体被配置为在该发热部件和该散热结构之间循环。

27.根据权利要求21-26任一项所述的电动交通工具，其中该发热部件是电池、动力部件、发动机、发动机部件、电子器件或其任何组合。

28.一种热管理系统，包括根据权利要求1-13任一项所述的传热流体，该热管理系统被配置为使该传热流体在发热部件和散热结构之间循环。

29.根据权利要求28所述的热管理系统，其中该传热流体与该发热部件的外表面接触。

30.根据权利要求28或29所述的热管理系统，其中该发热部件至少部分地浸没在该传热流体中。

31.一种方法，其包括：

32.根据权利要求31所述的方法，其中该传热流体与该发热部件的外表面接触。

33.根据权利要求31或32所述的方法，其中该发热部件至少部分地浸没在该传热流体中。

34.根据权利要求31-33任一项所述的方法，其还包括：

35.根据权利要求31-34任一项所述的方法，其中该发热部件是电池、动力部件、发动机、发动机部件、电子器件或其任何组合。

36.根据权利要求35所述的方法，其中该电池、该动力部件、该发动机、该发动机部件或电子器件存在于电动交通工具中。

37.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，其中该电池是锂离子电池。

技术总结
作为用BF<subgt;3</subgt;催化剂体系低聚的一种或多种直链α‑烯烃(LAO)的氢化反应产物形成且包含至少约90重量％支化链烷烃二聚物的支化链烷烃可具有有利的传热性能。包含支化链烷烃的传热流体与生热部件，例如在电动交通工具、电池系统或需要热管理的其它系统中发现的那些接触而布置。由一种或多种具有约8至约12个碳原子的LAO形成的支化链烷烃二聚物可共同具有在80℃下约10,000至约16,000kg/(s<supgt;2.2</supgt;.m<supgt;0.6</supgt;.K)的Mouromtseff数，在80℃下约0.125W/m.K或更高的热导率和约140℃或更高的闪点。

技术研发人员：A·I·卡拉莫,J·F·W·韦伯,K·G·李维斯,B·恩赫塔,H·R·布劳恩,T·克兰德,M·P·哈格迈斯特
受保护的技术使用者：埃克森美孚化学专利公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13