本发明专利技术提供了一种电池组缓冲隔热片，包括膨胀层和复合在所述膨胀层上下表面的聚酰亚胺泡沫层。该电池组缓冲隔热片中的聚酰亚胺泡沫层具有低硬度高回弹性质，能够有效提高电池主体的缓冲效果，一方面是表层聚酰亚胺泡沫具有良好的回弹性，另一方面是中间膨胀层能够受热膨胀；而且聚酰亚胺泡沫层能够吸收电池鼓胀应力，起到缓冲作用，还能起隔热作用，抑制热扩散，延缓事故发生；在电池发生起火时，缓冲隔热片的阻燃效果能够延缓火势蔓延，同时中间的膨胀层受热膨胀，有效隔离火源，增加逃生时间。此外，缓冲隔热片具有良好的耐高温性能，当车辆发生意外，电池组起火时，能够有效阻隔火源和热量，防止电池损伤进一步扩大，降低维修成本。
A kind of buffer heat insulation sheet for battery pack and its preparation method and Application
【技术实现步骤摘要】
一种电池组缓冲隔热片及其制备方法、应用
本专利技术属于隔热防寒材料
，涉及一种电池组缓冲隔热片及其制备方法、应用，尤其涉及一种新能源汽车用电池组缓冲隔热片及其制备方法、应用。
技术介绍
二次电池(充电电池)，以锂离子电池为例，其主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。随着国家和地方各级政府给予大力支持，各种扶持政策和配套政策层出不穷，为新能源行业的发展提供了良好的环境和机会。近年来，全球新能源产业迎来爆发性地增长。据前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》预计，2016～2020年我国储能行业投资建设规模在1500～2400亿元之间。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。然而电池技术的不成熟，制约了新能源汽车的发展，从成本、动力、续航等方面看，与传统汽车还有不少差距。起初锂电池由于其活泼的化学特性和对加工、保存、使用环境的高要求未被应用，随着科技的不断发展，锂电池逐渐成为主流。锂电池的能量密度和功率密度能够满足新能源汽车的使用需求，但是在低温条件下，其充电能力和放电能力都大打折扣。新能源汽车锂电池在使用时，会随着车辆的颠簸而产生振动，轻则壳体裂纹、封口胶开裂等外部损伤，重则电解液泄漏、极板硫化等，电池内部结构损坏，降低其使用寿命。同时，锂电池运行时会产生大量的热，严重时会造成热失控，电池电芯内的负极SEI膜分解，继而隔膜分解熔化，导致负极与电解液发生发应，随之正极和电解质发生分解，从而引发大规模的内短路，造成电解液燃烧，进而蔓延到其他电芯，造成整个电池组产生自燃，甚至爆炸，继而快速引发新能源汽车自燃，造成车毁人亡的惨剧。因此，如何设置一种装置或材料，能够降低锂离子电池自燃带来的风险或者增加电池组自燃后车上人员的反应时间，已成为业内诸多研发企业广为关注的焦点之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种电池组缓冲隔热片及其制备方法、应用，特别是一种新能源汽车用电池组缓冲隔热片。本专利技术提供的电池组缓冲隔热片，在电池发生热失控时，能起隔热作用，抑制热扩散，延缓事故发生；在电池发生起火时，能够延缓火势蔓延，还能有效隔离火源，增加逃生时间；同时制备方法简单，有利于在高铁列车制造行业内应用与推广。本专利技术提供了一种电池组缓冲隔热片，包括膨胀层和复合在所述膨胀层上下表面的聚酰亚胺泡沫层。优选的，所述膨胀层的材质包括膨胀石墨纸、硅酸铝陶瓷纤维纸和石棉布中的一种或多种；所述膨胀层的厚度为0.5～1.5mm；所述聚酰亚胺泡沫层的厚度为3～5cm。优选的，所述膨胀层与聚酰亚胺泡沫层之间通过粘结层实现复合；所述粘结层为EVA热熔胶网膜、TPU热熔胶网膜、PES热熔胶网膜和PO热熔胶网膜中的一种或多种；所述粘结层的厚度为0.8～1.2mm；所述电池组缓冲隔热片为新能源汽车电池组用隔热片。优选的，所述聚酰亚胺泡沫，按原料质量分数计，包括：优选的，所述异氰酸酯包括多苯基多亚甲基多异氰酸酯、4,4＇-二苯甲烷二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；所述芳香族二酐包括均苯四酸二酐、3,3＇,4,4＇-二苯甲酮四羧基二酐、3,3＇,4,4＇-联苯基四羧基二酐、3,3＇,4,4＇-二苯醚四酸二酐和3,3＇,4,4＇-联苯基砜四羧酸二酐中的一种或多种；所述溶剂包括N,N＇-二甲基甲酰胺、N,N＇-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种；所述发泡剂包括水、甲醇、乙醇、乙二醇单丁醚、正戊烷和丙酮中的一种或多种；所述阻燃剂包括二乙二醇双(2-氯乙基)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)亚磷酸酯、磷酸三(2-氯乙基)酯和乙基磷酸二乙酯中的一种或多种；所述匀泡剂包括聚醚改性硅油、硅酮乙二醇共聚物、聚醚改性硅氧烷和水溶性硅油中的一种或多种；所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺和N,N-二甲基苄胺中的一种或多种。本专利技术提供了一种如上述技术方案任意一项所述的电池组缓冲隔热片的制备方法，包括以下步骤：a)将聚酰亚胺泡沫材料置于下模具的凹槽中，然后在聚酰亚胺泡沫材料的表面依次复合粘结层材料、膨胀层材料、粘结层材料和聚酰亚胺泡沫材料；b)将上模具与下模具对应定位，进行热压合模后，得到电池组缓冲隔热片。优选的，所述聚酰亚胺泡沫材料的长度为16～20cm；所述聚酰亚胺泡沫材料的宽度为12～18cm；所述聚酰亚胺泡沫材料的厚度为3～5cm；所述上模具与下模具对应合并形成的空腔的长度为20～25cm；所述上模具与下模具对应合并形成的空腔的宽度为15～20cm；所述上模具与下模具对应合并形成的空腔的厚度为2～8mm；所述热压合模的温度为180℃～250℃；所述热压合模的压力为5～10MPa；所述热压合模的时间为2～5min。优选的，所述聚酰亚胺泡沫材料的制备过程包括以下步骤：1)将芳香族二酐、发泡剂、阻燃剂、匀泡剂、催化剂和溶剂进行混合后，得到发泡混合液；2)将上述步骤得到的发泡混合液和异氰酸酯经再次混合后，置于模具中经过自由发泡成型，然后进行预固化和后固化后，得到聚酰亚胺泡沫材料。优选的，所述混合的温度为5～40℃；所述混合的时间为2-4h；所述混合的转速为400～1000r/min；所述再次混合的温度为5～40℃；所述再次混合的时间为5～20s；所述再次混合的转速为1000～3500r/min；所述模具包括敞开式发泡模具；所述自由发泡的时间为10～20min；所述预固化的方式包括微波预固化和/或烘箱预固化；所述预固化后还包括脱模步骤；所述微波预固化的时间为10～30min；所述微波预固化的微波功率阶段性梯度设置为1000～5000W；所述后固化的温度阶段性梯度设置为200～250℃；所述后固化的时间为2～6h。本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述的电池组缓冲隔热片或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的电池组缓冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池组缓冲隔热片，其特征在于，包括膨胀层和复合在所述膨胀层上下表面的聚酰亚胺泡沫层。/n
【技术特征摘要】
1.一种电池组缓冲隔热片，其特征在于，包括膨胀层和复合在所述膨胀层上下表面的聚酰亚胺泡沫层。
2.根据权利要求1所述的电池组缓冲隔热片，其特征在于，所述膨胀层的材质包括膨胀石墨纸、硅酸铝陶瓷纤维纸和石棉布中的一种或多种；
所述膨胀层的厚度为0.5～1.5mm；
所述聚酰亚胺泡沫层的厚度为3～5cm。
3.根据权利要求1所述的电池组缓冲隔热片，其特征在于，所述膨胀层与聚酰亚胺泡沫层之间通过粘结层实现复合；
所述粘结层为EVA热熔胶网膜、TPU热熔胶网膜、PES热熔胶网膜和PO热熔胶网膜中的一种或多种；
所述粘结层的厚度为0.8～1.2mm；
所述电池组缓冲隔热片为新能源汽车电池组用隔热片。
4.根据权利要求1所述的电池组缓冲隔热片，其特征在于，所述聚酰亚胺泡沫，按原料质量分数计，包括：
5.根据权利要求4所述的电池组缓冲隔热片，其特征在于，所述异氰酸酯包括多苯基多亚甲基多异氰酸酯、4,4＇-二苯甲烷二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；
所述芳香族二酐包括均苯四酸二酐、3,3＇,4,4＇-二苯甲酮四羧基二酐、3,3＇,4,4＇-联苯基四羧基二酐、3,3＇,4,4＇-二苯醚四酸二酐和3,3＇,4,4＇-联苯基砜四羧酸二酐中的一种或多种；
所述溶剂包括N,N＇-二甲基甲酰胺、N,N＇-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种；
所述发泡剂包括水、甲醇、乙醇、乙二醇单丁醚、正戊烷和丙酮中的一种或多种；
所述阻燃剂包括二乙二醇双(2-氯乙基)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)磷酸酯、三(聚氧化烯烃)亚磷酸酯、磷酸三(2-氯乙基)酯和乙基磷酸二乙酯中的一种或多种；
所述匀泡剂包括聚醚改性硅油、硅酮乙二醇共聚物、聚醚改性硅氧烷和水溶性硅油中的一种或多种；
所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺和N,N-二甲基苄胺中的一种或多种。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的电池组缓冲隔热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，聂赫然，周鹤，黄志成，顾铭茜，
申请(专利权)人：常州天晟新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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