【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池安全，具體涉及一種相變隔熱阻隔板及其制備方法和應用、軟包電池模組。
技術介紹
1、隨著電動汽車發展的日益加速，其動力電池系統的安全問題也日益受到人們的關注。電動汽車安全事故的核心是動力電池熱失控，最初由單一電芯的熱失控引發，并在短時間內釋放大量的熱量，這些熱量會傳遞到相鄰的電芯，導致其溫度上升并進一步失控，甚至引發整個電池模組或者整個電池包的熱失控蔓延。熱失控往往伴隨冒煙、起火或爆炸，危險性極大。因此，為了確保乘客的生命和財產安全，抑制或延緩動力電池熱蔓延具有重要意義。
2、鋰離子電池按照正極材料體系的不同，可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元等體系。目前，市場上新能源汽車主要使用的是三元電池和磷酸鐵鋰電池。近年來，隨著電動汽車的市場占有率越來越高，公眾對于其續航里程的要求也在不斷提升。由此，較高能量密度的三元鋰離子電池更受市場青睞，尤其是在高價位長續航純電動車型中。軟包電池天然具有高能量密度的優勢，容量較同等規格尺寸的鋼殼電池高50％，較鋁殼電池高20～30％，有著較好應用前景。但三元軟包電池相較于方殼電池，更易發生熱失控，其熱失控蔓延具有火勢大，時間短、預警困難等特點。
3、目前，電池和新能源汽車企業主要通過在電芯間應用隔熱材料來延緩電池模組內熱蔓延。隔熱材料包括陶瓷纖維、陶瓷化硅膠材料、氣凝膠等等，已經被廣泛運用于模組內電芯熱失控的抑制或延緩。上述材料在電池熱失控時，將失控電池釋放的熱量依靠自身的隔熱性能起到延緩熱傳遞作用，從而給乘客逃生提供寶貴的時間。但是，從熱守恒原理來看，熱失
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種相變隔熱阻隔板及其制備方法和應用、軟包電池模組。本專利技術的相變隔熱阻隔板具有很高的相變焓值，在熱失控時能夠對熱蔓延起到較好的阻隔作用。
2、本專利技術提供了一種相變隔熱阻隔板，包括相變隔熱材料和封裝所述相變隔熱材料的封裝膜；
3、所述相變隔熱材料包括基底材料，以及吸附在所述基底材料上的相變材料和阻燃材料；
4、所述基底材料包括二氧化硅納米纖維氈和支撐材料；
5、所述相變材料包括硅溶膠、鋁溶膠和飽和氯化鈣溶液中的一種或多種；所述阻燃材料包括含磷阻燃劑。
6、優選的，所述相變隔熱材料中相變材料的質量分數為70～95％。
7、優選的，所述含磷阻燃劑包括磷酸三乙酯和/或磷酸三苯酯。
8、優選的，所述二氧化硅納米纖維氈的平均纖維直徑為200～10000nm，密度為140～160mg/cm3。
9、本專利技術還提供了上述技術方案所述的相變隔熱阻隔板的制備方法，包括以下步驟：
10、將硅溶膠和聚環氧乙烷溶液混合，將得到的分散液進行噴絲，煅燒，得到二氧化硅納米纖維氈；
11、將支撐材料插入所述二氧化硅納米纖維氈，得到基底材料；
12、在所述基底材料表面涂覆阻燃材料后，在相變材料中浸漬，得到相變隔熱材料；
13、將所述相變隔熱材料進行封裝，得到所述相變隔熱阻隔板。
14、優選的，所述硅溶膠由聚硅酸乙酯、草酸、乙醇和水混合反應得到，所述聚硅酸乙酯、草酸、乙醇和水的質量比為20～100:0.3:10:10～100。
15、優選的，所述噴絲的條件包括：分散液和空氣流速分別為4～8ml/h和6～15m/s。
16、優選的，所述煅燒的溫度為500～700℃，時間為25～40min。
17、本專利技術還提供了上述技術方案所述的相變隔熱阻隔板或上述制備方法得到的相變隔熱阻隔板在軟包電池模組熱蔓延防護中的應用。
18、本專利技術還提供了一種軟包電池模組，包括液冷板，以及與液冷板抵接的電芯組件；
19、所述電芯組件包括若干電芯，相鄰電芯由阻隔板分隔開；所述阻隔板為上述技術方案所述的相變隔熱阻隔板或上述制備方法得到的相變隔熱阻隔板。
20、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
21、本專利技術提供了一種相變隔熱阻隔板，包括相變隔熱材料和封裝所述相變隔熱材料的封裝膜；所述相變隔熱材料包括基底材料，以及吸附在所述基底材料上的相變材料和阻燃材料；所述基底材料包括二氧化硅納米纖維氈和支撐材料；所述相變材料包括硅溶膠、鋁溶膠和飽和氯化鈣溶液中的一種或多種；所述阻燃材料包括含磷阻燃劑。本專利技術的相變隔熱材料中含有相變材料和隔熱基底，具有很高的相變焓值(1800～2200j/g)，在熱失控時，通過隔熱材料的隔熱和相變材料的相變消耗能量，對熱蔓延起到較好的阻隔作用，能夠延緩熱蔓延時間或者抑制熱蔓延。
22、目前在電芯間安放隔熱材料阻隔熱蔓延，具有電池包總體能量密度和熱失控防護效果不可兼得的問題。本專利技術的復合防護材料具有很高的相變焓值，且質量小，在電池包中使用時，厚度可低至1mm，電池總體能量不會有明顯降低。而且，目前在電池間安放隔熱材料會影響常規狀態下電池的散熱，不利于熱管理，目前市場上的電池包會設置復雜的熱管理系統(設置擾流結構-風冷，電芯間會有導熱介質，額外的結構會導致電池包內部電池的質量百分比下降，從而降低能量密度，如果考慮電池間加入隔熱片，如氣凝膠板，也會占用空間，降低能量密度)，降低電池包的能量密度。本專利技術的相變隔熱材料常溫時具有良好的導熱能力，有利于電池包的熱管理。
23、本專利技術還提供了一種軟包電池模組，包括液冷板，以及與液冷板抵接的電芯組件；所述電芯組件包括若干電芯，相鄰電芯由阻隔板分隔開；所述阻隔板為上述技術方案所述的相變隔熱阻隔板。本專利技術的軟包電池模組，對熱失控防護具有三重效果，包括：相變材料高溫發生相變時吸收大量熱量，液冷裝置轉移走大量熱量，相變隔熱材料中的基底材料阻隔電芯間熱量的轉移。本專利技術融合吸熱-隔熱-散熱三重效果的動力電池熱失控阻斷策略，可有效阻斷三元軟包電池模組的熱失控。
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1.一種相變隔熱阻隔板，其特征在于，包括相變隔熱材料和封裝所述相變隔熱材料的封裝膜；
2.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述相變隔熱材料中相變材料的質量分數為70～95％。
3.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述含磷阻燃劑包括磷酸三乙酯和/或磷酸三苯酯。
4.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述二氧化硅納米纖維氈的平均纖維直徑為200～10000nm，密度為140～160mg/cm3。
5.權利要求1～4任一項所述的相變隔熱阻隔板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述硅溶膠由聚硅酸乙酯、草酸、乙醇和水混合反應得到，所述聚硅酸乙酯、草酸、乙醇和水的質量比為20～100:0.3:10:10～100。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述噴絲的條件包括：分散液和空氣流速分別為4～8mL/h和6～15m/s。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為500～700℃，
9.權利要求1～4任一項所述的相變隔熱阻隔板或權利要求5～8任一項所述制備方法得到的相變隔熱阻隔板在軟包電池模組熱蔓延防護中的應用。
10.一種軟包電池模組，其特征在于，包括液冷板，以及與液冷板抵接的電芯組件；
...【技術特征摘要】
1.一種相變隔熱阻隔板，其特征在于，包括相變隔熱材料和封裝所述相變隔熱材料的封裝膜；
2.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述相變隔熱材料中相變材料的質量分數為70～95％。
3.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述含磷阻燃劑包括磷酸三乙酯和/或磷酸三苯酯。
4.根據權利要求1所述的相變隔熱阻隔板，其特征在于，所述二氧化硅納米纖維氈的平均纖維直徑為200～10000nm，密度為140～160mg/cm3。
5.權利要求1～4任一項所述的相變隔熱阻隔板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王震坡，季維高，李磊，劉鵬，黨永淳，賈子潤，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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