用于动力电池散热的导热结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及散热导热结构技术领域，公开了一种用于动力电池散热的导热结构及其制备方法。本发明专利技术包括导热层、封闭层和绝缘层，所述导热层包括表面均匀分布有通孔的载体石墨膜和附着在载体石墨膜表面的石蜡层，导热层两侧分别设置一封闭层，封闭层为石墨膜，两封闭层外侧分别设置绝缘层。本发明专利技术结构简单、成本低、导热性能良好、散热效果好、不易泄露、使用安全便捷。

Heat conducting structure for heat radiation of power battery and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of heat radiation and heat conduction structure, and discloses a heat conducting structure used for radiating heat of a power battery and a preparation method thereof. The invention comprises a heat conduction layer and sealing layer and the insulating layer, the conductive layer comprises a carrier film uniformly distributed on the surface of graphite through holes and attached to the surface of the graphite film carrier wax layer, the heat conduction layer are arranged on both sides of a sealing layer, sealing layer for graphite film, two layers are respectively arranged outside the closed insulating layer. The invention has the advantages of simple structure, low cost, good thermal conductivity, good heat dissipation effect, easy leakage and convenient and safe use.

【技术实现步骤摘要】
用于动力电池散热的导热结构及其制备方法
本专利技术涉及散热导热结构
，特别是涉及一种用于动力电池散热的导热结构及其制备方法。
技术介绍
随着当前能源危机和环境问题日益突出,新能源汽车发展迅速。然而，近年来新能源汽车安全问题频出，动力电池作为新能源汽车的必备动力单元，其动力电池组的散热效率与新能源汽车的安全息息相关。目前来讲，动力电池散热措施主要包括空气冷却、液体冷却和相变冷却等。由于空气冷却的比热容和导热系数较小，而风机的功率又与电池能量要求相矛盾，致使空气对电池组的冷却效果有限；使用液体作为传热介质，对密封性的要求高，质量相对较大，需要水套、换热器等部件，结构相对复杂，同时还需考虑极低温度下液体的冻结等问题；相变材料具有高蓄热能力，但本身无法进行热传递，应用时需与其他散热系统共同使用。相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，相变过程即为相变材料转变物理性质的过程，在相变过程中，相变材料吸收或释放大量的潜热。相变材料主要包括无机、有机以及复合相变材料三类，石蜡作为有机相变材料中应用最广泛的一种，具有性能稳定、无相分离和过冷现象、价格低廉等优点，但其导热性能较差，一般都需通过复合其他高导热材料来提高相变材料的导热性能。中国专利“一种新型相变材料组合物”（CN201310714156.1）公布了一种新型组合物，物通过添加石墨烯增加材料导热性，且组合物还添加了碳纳米管，由于石墨烯、碳纳米管的价格较高，不利于该相变材料组合物的大规模应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种结构简单、成本低、导热性能良好、散热效果好、不易泄露、使用安全便捷的用于动力电池散热的导热结构及其制备方法。解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术用于动力电池散热的导热结构，包括导热层、封闭层和绝缘层，所述导热层包括表面均匀分布有通孔的载体石墨膜和附着在载体石墨膜表面的石蜡层，导热层两侧分别设置一封闭层，封闭层为石墨膜，两封闭层外侧分别设置绝缘层。本专利技术用于动力电池散热的导热结构，进一步的，所述通孔的直径为0.5-1mm，通孔以矩阵形式分布。本专利技术用于动力电池散热的导热结构，进一步的，所述载体石墨膜的厚度为18-25μm，平面导热系数为1500-1700W/(mK)；封闭层的石墨膜的厚度为25-30μm，平面导热系数为1300-1500W/(mK)。本专利技术用于动力电池散热的导热结构，进一步的，所述通孔内表面的石蜡层厚度为0.05-0.1mm，载体石墨膜上表面和下表面的石蜡层厚度不超过0.1mm。本专利技术用于动力电池散热的导热结构，进一步的，所述绝缘层采用R-4绝缘板、聚酰亚胺膜、PET膜或PP绝缘片制成。本专利技术用于动力电池散热的导热结构的制备方法，包括以下步骤：步骤一、准备工作：在载体石墨膜表面开设通孔，并将石蜡加热熔融；步骤二、浸泡石蜡：将熔融的石蜡加热到80-100℃，然后将步骤一加工得到的载体石墨膜浸泡到石蜡中，使得载体石墨膜表面的石蜡层的厚度为0.05-0.1mm；步骤三、涂覆石蜡：在步骤二制得的载体石墨膜表面涂覆熔融石蜡，涂覆后载体石墨膜表面的石蜡层厚度不超过0.1mm；步骤四、贴合封闭层：在石蜡层表面覆贴石墨膜，对齐，压紧；步骤五、封装绝缘层：使用绝缘材料板对步骤四制得的复合层进行封装。本专利技术用于动力电池散热的导热结构的制备方法，进一步的，步骤二中载体石墨膜在石蜡中浸泡的时间不超过30min。本专利技术用于动力电池散热的导热结构的制备方法，进一步的，步骤三中利用刮刀涂覆石蜡，所涂覆的石蜡的温度为70-80℃。本专利技术用于动力电池散热的导热结构的制备方法，进一步的，步骤四中封闭层的贴合选用以下方式进行：方式一、步骤三在载体石墨膜表面涂覆石蜡层后立即在石蜡层表面覆贴封闭层石墨膜，压紧后冷却；方式二、步骤三在载体石墨膜表面涂覆石蜡层后，冷却，然后在石蜡层表面均匀涂覆导热胶，在导热胶表面粘覆封闭层石墨膜，压紧后冷却。本专利技术用于动力电池散热的导热结构与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术用于动力电池散热的导热结构以石墨膜作为相变材料石蜡的载体，结合了石蜡优异的储热性能和石墨膜良好的导热性能，在动力电池中形成了一个传热通道，将动力电池散发出的热量有效的吸收到石蜡中并通过石墨膜及时的将热量传导出去，提高了石墨膜的热容，使得导热结构的散热性能远大于两者材料的简单加和。本专利技术在载体石墨膜表面开设了多个通孔，通孔内表面通过浸泡也覆盖有石蜡层，形成了一个完整连续的导热体系，不仅提高了石蜡在载体石墨膜表面的吸附量，提高了石墨膜的热容，大大提高了导热结构的散热效率。本专利技术在石蜡层的表面贴覆有封闭层石墨膜，一方面对载体石墨膜表面涂覆的石蜡层起到一个封闭的作用，有效避免了因动力电池表面过热时造成的石蜡熔融外泄的情况，使用安全便捷；另一方面封闭层石墨膜本身起到一个传热通道的作用，石墨膜可快速、高效的将动力电池表面产生的热量传导出去，大大提高了导热结构的传热效率。本专利技术可根据动力电池的类型选用不同材质的绝缘材料，以实现导热结构与动力电池的良好接触，整个导热结构为薄膜状，轻薄，能很好的贴覆在不同类型、不同形状、不同使用条件的动力电池的表面，配合风冷散热，确保导热结构的散热效率，扩大了本专利技术导热结构的适用范围，使用安全便捷。本专利技术在载体石墨膜表面涂覆石蜡层时，采用了两次涂覆的工艺，先浸泡，将开有通孔的载体石墨膜浸泡在熔融石蜡中，使得通孔内表面也均匀粘覆有石蜡层，通过控制浸泡时间和浸泡温度，控制第一次涂覆的石蜡层的厚度，避免通孔内的石蜡层厚度过厚，堵塞通孔，然后冷却后再进行第二次表面涂覆，在载体石墨膜的上表面和下表面分别均匀涂覆熔融石蜡层，既提高了载体石墨膜上的石蜡吸附量，又避免了一次涂覆过多堵塞通孔的情况，提高了导热结构的传热效率。本专利技术在贴合封闭层石墨膜时，可在刚涂覆石蜡层时，立即在尚未凝固的石蜡表面贴覆石墨膜，也可在石蜡层冷却后，通过导热耐热胶将石墨膜粘覆在石蜡层表面，施工工艺灵活，可操作性强，同时可根据导热结构不同的使用情况，选择合适的施工工艺，操作更方便。下面结合附图对本专利技术的用于动力电池散热的导热结构作进一步说明。附图说明图1为本专利技术用于动力电池散热的导热结构的结构示意图；图2为载体石墨膜的结构示意图；图3本专利技术制备实施例1制得产品的升温速率示意图；图4石墨膜样品的升温速率示意图。附图标记：1-导热层；11-载体石墨膜；12-石蜡层；13-通孔；2-封闭层；3-绝缘层。具体实施方式如图1所示，本专利技术用于动力电池散热的导热结构包括导热层、封闭层和绝缘层，导热层包括表面均匀分布有通孔的载体石墨膜和附着在载体石墨膜表面的石蜡层，如图2所示，通孔直径为0.5-1mm，通孔以矩阵形式分布，载体石墨膜的厚度为18-25μm，平面导热系数为1500-1700W/(mK)，通孔内表面的石蜡层厚度为0.05-0.1mm，载体石墨膜上表面和下表面的石蜡层厚度不超过0.1mm，导热层两侧分别设置一封闭层，封闭层为石墨膜，封闭层的石墨膜的厚度为25-30μm，平面导热系数为1300-1500W/(mK)；两封闭层外侧分别设置绝缘层，绝缘层采用R-4绝缘板、聚酰亚胺膜、PET膜或PP绝缘片制成。制备实施例1按照以下方法制备用于动力电池散本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：包括导热层、封闭层和绝缘层，所述导热层包括表面均匀分布有通孔的载体石墨膜和附着在载体石墨膜表面的石蜡层，导热层两侧分别设置一封闭层，封闭层为石墨膜，两封闭层外侧分别设置绝缘层。

【技术特征摘要】
1.用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：包括导热层、封闭层和绝缘层，所述导热层包括表面均匀分布有通孔的载体石墨膜和附着在载体石墨膜表面的石蜡层，导热层两侧分别设置一封闭层，封闭层为石墨膜，两封闭层外侧分别设置绝缘层。2.根据权利要求1所述的用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：所述通孔的直径为0.5-1mm，通孔以矩阵形式分布。3.根据权利要求1所述的用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：所述载体石墨膜的厚度为18-25μm，平面导热系数为1500-1700W/(mK)；封闭层的石墨膜的厚度为25-30μm，平面导热系数为1300-1500W/(mK)。4.根据权利要求1所述的用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：所述通孔内表面的石蜡层厚度为0.05-0.1mm，载体石墨膜上表面和下表面的石蜡层厚度不超过0.1mm。5.根据权利要求1所述的用于动力电池散热的导热结构，其特征在于：所述绝缘层采用R-4绝缘板、聚酰亚胺膜、PET膜或PP绝缘片制成。6.权利要求1-5任意一项所述的用于动力电池散热的导热结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、准备工作：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晏君，杨晓战，杜富贵，雒文博，郝建伟，苏姣，聂爽，吴若楠，
申请(专利权)人：重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司，云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50