一种复合隔热结构的制作方法

本技术涉及隔热结构，尤其是涉及一种复合隔热结构。

背景技术：

1、新能源汽车使用锂电池构成的电池包提供动力，锂电池在过充电、针刺、碰撞情况下易引起连锁放热反应，造成冒烟、失火甚至爆炸等热失控事故。热失控是锂电池最严重的安全事故，直接威胁用户的生命安全。针对电池包的热失控传播问题，当前主要通过热防护技术解决，如在锂电池电芯间放置隔热材料，当某只锂电池电芯发生热失控时，隔热材料可以有效抑制热蔓延，阻断热失控从发生热失控的锂电池电芯向四周传播，从而将热失控控制在单体锂电池电芯范围以内。

2、传统的用于锂电池包的隔热材料主要是云母粉热压形成云母片材，云母片材具有较好的耐热性能，但是隔热性能较差，比重较大，作为隔热片用于两个锂电池电芯中间时，会导致电池包的整体重量大幅度增加，不利于新能源汽车的轻量化，从而影响新能源汽车的续航里程。

3、气凝胶因具有纳米多孔结构，导热系低，是目前热导率最低的固态材料，市场上出现的隔热气凝胶纤维毡常采用气凝胶粉末和纤维基材复合而成，虽然气凝胶纤维毡相对于云母片材质量较轻，但由于气凝胶自身的结构特点，存在脆性大、柔性差等缺陷，在使用时很容易脱离纤维基材，出现“掉粉”的现象，同时由于气凝胶纤维毡中气凝胶的含量最多只有20～40％wt，起隔热作用的气凝胶填充量有限，因此对于一些隔热性能及力学性能要求较高的场合，现有气凝胶纤维毡并不能满足使用需求。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种隔热性能优，力学性能好，质量轻，有利于新能源汽车轻量化，且不会污染锂电池电芯的复合隔热结构。

2、本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种复合隔热结构，包括隔热层，所述的隔热层的材料为复合气凝胶粉体压制板材，所述的复合隔热结构还包括上封装层和下封装层，所述的上封装层和所述的下封装层均具有绝缘阻隔功能，所述的上封装层、所述的隔热层和所述的下封装层按照从上到下顺序层叠且依次固定连接。

3、所述的上封装层和所述的隔热层之间设置有第一隔热支撑层，所述的上封装层和所述的隔热层分别与所述的第一隔热支撑层固定连接。

4、所述的下封装层和所述的隔热层之间设置有第二隔热支撑层，所述的下封装层和所述的隔热层分别与所述的第二隔热支撑层固定连接。

5、所述的第一隔热支撑层和所述的隔热层之间设置有用于将两者固定连接的第一粘胶层。

6、所述的隔热层和所述的下封装层之间设置有第二粘胶层和第二隔热支撑层，所述的第二粘胶层位于所述的第二隔热支撑层上方，所述的第二粘胶层分别与所述的隔热层和所述的第二隔热支撑层固定连接，所述的第二隔热支撑层位于所述的第二粘胶层和所述的下封装层之间，所述的第二隔热支撑层分别与所述的第二粘胶层和所述的下封装层固定连接。该结构中，第一隔热支撑层和第二隔热支撑层作为复合隔热结构中的结构支撑层，可以赋予复合隔热结构抗撕裂、抗火焰冲击的功能，即当某只锂电池电芯发生热失控时，复合隔热结构不会因火焰冲击而造成结构失稳，致使阻断热失控的效果大打折扣，同时第一粘胶层和第二粘胶层使得第一隔热支撑层和第二隔热支撑层与隔热层之间的连接更加牢固，从而使复合隔热结构的整体结构稳定性更好，力学性能更优。

7、所述的第一隔热支撑层和所述的第二隔热支撑层的材料为芳纶纤维、玻璃纤维、预氧丝纤维、岩棉、pet混纺纤维、聚丙烯晴纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维、玄武岩纤维、碳纤维以及其它具有阻燃功能的纤维构成的机织物、编织物或无纺布中的任意一种。

8、所述的第一粘胶层和所述的第二粘胶层的材料均为压敏胶。

9、所述的压敏胶为天然橡胶压敏胶、合成橡胶压敏胶、热塑性弹性体压敏胶、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、有机硅及其他树脂型压敏胶中的任意一种。

10、所述的上封装层和所述的下封装层的材料为pet膜、pp膜、pe膜、pvc膜、pi膜、单面镀铝pet膜、双面镀铝pet膜、金属铝箔膜以及其它具有绝缘阻燃功能的高分子膜中的任意一种。该结构中，采用这类膜实现的上封装层和下封装层的韧性更好，抗拉强度更高，另外，单面镀铝pet膜、双面镀铝pet膜、金属铝箔膜不但对热辐射具有良好的反射能力，而且具有优异的耐热、耐寒和耐化学品性能，抗火焰冲击强度更优，能够进一步提高本实用新型的复合隔热结构的力学性能。

11、所述的隔热层的外侧面上附着有硅胶保护层，所述的硅胶保护层将所述的隔热层完全包裹住。该结构中，通过硅胶保护层对隔热层进行防护，避免隔热层在组装时由于外力导致出现局部瑕疵的风险，保证复合隔热结构整体封装效果，同时，硅胶保护层进一步降低隔热层在使用过程中由于上封装层和下封装层出现裂缝而导致的复合气凝胶粉体外泄污染锂电池电芯的风险。

12、所述的上封装层的厚度为0.05～0.2mm，所述的下封装层的厚度为0.05～0.2mm，所述的隔热层的厚度为0.2～5mm。

13、与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过采用复合气凝胶粉体压制板材作为主体取代现有的气凝胶纤维毡来实现电芯的隔热，现有的复合气凝胶粉体压制板材中复合气凝胶粉体含量大于70％wt，由此隔热层中复合气凝胶粉体含量大于70％wt，其隔热性能优于同等厚度的气凝胶纤维毡，同时由于隔热层的比重接近气凝胶，经上封装层和下封装层封装后，完全满足新能源汽车轻量化的需求，此外由于上封装层和下封装层均具有绝缘阻隔功能，上封装层和下封装层将隔热层夹紧，整体结构稳定性强，力学性能优异，即使在使用过程中，隔热层出现裂缝，其内的复合气凝胶粉体也会因为上封装层和下封装层的阻隔，不会脱离上封装层和下封装层形成的密闭空间而污染锂电池电芯，由此本实用新型的复合隔热结构隔热性能优，力学性能好，质量轻，有利于新能源汽车轻量化，且不会污染锂电池电芯，同时结构简单，易于制备，成品合格率高，适于连续规模化生产。

技术特征：

1.一种复合隔热结构，包括隔热层，其特征在于所述的隔热层的材料为复合气凝胶粉体压制板材，所述的复合隔热结构还包括上封装层和下封装层，所述的上封装层和所述的下封装层均具有绝缘阻隔功能，所述的上封装层、所述的隔热层和所述的下封装层按照从上到下顺序层叠且依次固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的上封装层和所述的隔热层之间设置有第一隔热支撑层，所述的上封装层和所述的隔热层分别与所述的第一隔热支撑层固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的下封装层和所述的隔热层之间设置有第二隔热支撑层，所述的下封装层和所述的隔热层分别与所述的第二隔热支撑层固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的第一隔热支撑层和所述的隔热层之间设置有用于将两者固定连接的第一粘胶层。

5.根据权利要求4所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的隔热层和所述的下封装层之间设置有第二粘胶层和第二隔热支撑层，所述的第二粘胶层位于所述的第二隔热支撑层上方，所述的第二粘胶层分别与所述的隔热层和所述的第二隔热支撑层固定连接，所述的第二隔热支撑层位于所述的第二粘胶层和所述的下封装层之间，所述的第二隔热支撑层分别与所述的第二粘胶层和所述的下封装层固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的第一隔热支撑层和所述的第二隔热支撑层的材料为芳纶纤维、玻璃纤维、预氧丝纤维、岩棉、pet混纺纤维、聚丙烯晴纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的第一粘胶层和所述的第二粘胶层的材料均为压敏胶。

8.根据权利要求1所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的上封装层和所述的下封装层的材料为pet膜、pp膜、pe膜、pvc膜、pi膜、单面镀铝pet膜、双面镀铝pet膜和金属铝箔膜中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的上封装层的厚度为0.05~0.2mm，所述的下封装层的厚度为0.05~0.2mm，所述的隔热层的厚度为0.2~5mm。

10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的一种复合隔热结构，其特征在于所述的隔热层的外侧面上附着有硅胶保护层，所述的硅胶保护层将所述的隔热层完全包裹住。

技术总结
本技术公开了一种复合隔热结构，包括隔热层，隔热层的材料为复合气凝胶粉体压制板材，复合隔热结构还包括上封装层和下封装层，上封装层和下封装层均具有绝缘阻隔功能，上封装层、隔热层和下封装层按照从上到下顺序层叠且依次固定连接；优点是隔热性能优，力学性能好，质量轻，有利于新能源汽车轻量化，且不会污染锂电池电芯。

技术研发人员：丁凯,余宏伟,庞佩燕,徐赢斐,聂新竹,梁郑
受保护的技术使用者：浙江葆润应用材料有限公司
技术研发日：20230414
技术公布日：2024/1/15