本发明专利技术涉及一种热接触和填充材料，其包含至少一种导热填料和至少一种无硅基础油，所述热接触和填充材料的特征在于，所述导热填充材料是金属氢氧化物，具体地说是氢氧化铝，并且所述热接触和填充材料还包含至少一种可化学交联的预聚物混合物。本发明专利技术进一步涉及一种储能电池装置(1)，特别是用于车辆的储能电池装置(1)，其包括至少一个支撑件(31、32、33、34、35、36)、至少一个储能电池元件(21、22、23、24)和至少一个底板(4)，所述储能电池元件(21、22、23、24)设置于所述支撑件(31、32、33、34、35、36)上，所述支撑件(31、32、33、34、35、36)设置于所述底板(4)上。所述储能电池装置(1)的特征在于，至少在所述底板(4)与所述支撑件(31、32、33、34、35，36)之间和/或在所述可充电电池元件(21、22、23、24)和所述支架(31、32、33、34、35、36)之间，设置有导热层(5)，其中导热层(5)由权利要求1至13中任意一项所述的热填充和接触材料形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热接触和填充材料，以及具有热接触和填充材料的蓄电池组件
技术介绍
在电子和能源处理系统的运行中，会释放热量，必须快速有效地将这些热量从发热单元中去除。为了使活性组件与相应的热量输入或输出管路建立热接触，通常通过螺丝钉、夹具或通过钎焊或焊接(solderingorwelding)的材料间接合形式来产生固定的机械接触。尽管机械固定具有连接可释放的优点，但活性组件之间的热传递仅通过几个接触点进行。由于在它们之间存在一层空气，并且这层空气是非常差的热导体，所以仅能够被不完全地去除产生的热量。因此，为了改善热传递，在活性组件之间的接合处，即发热元件和散热元件之间引入导热材料。这种导热材料是已知的，例如以导热膏的形式从微电子元件中获取热量，它们使得从半导体芯片中去除热量成为可能。这种导热膏通常由含有金属或陶瓷颗粒的导热填充材料(例如氧化铝)以及作为粘合剂的含硅基础油组成。例如，DE102015118245A1公开了一种用于电子组件的导热膏，其包含作为填料的氧化铝以及含硅基础油。这样的导热膏通常能够满足微电子的要求，因为它们能以简单的方式引入到活性组件之间的接合处，并且由于它们的膏体状特性，还能够再次被去除。此外，它们还可用于大体积的技术应用中，例如用于热交换器中的热接触。然而，由于它们的膏体状特性，这种导热膏几乎不适用于承受机械应力的应用。机械应力，例如振动或移动，可能导致导热膏从活性组件之间的连接处挤出，从而使空气进入连接处。这种机械应力在例如车辆中广泛出现，因此在车辆组件的冷却中，期望导热材料在碰撞、振动和倾斜位置的环境情况下具有适宜的操作安全性。活性组件之间形成空气层会导致散热组件局部过热，从而限制了它们的功能。因此，导热膏从接合处逸出会导致发热组件的故障。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种热接触和填充材料，与从现有技术中已知的导热膏相比，该热接触和填充材料适合于大体积的应用，具体地说，能更好地承受潜在的机械应力。根据本专利技术，该目的是通过具有权利要求1的特征的热接触和填充材料以及具有权利要求14的特征的可充电电池装置来实现的。本专利技术构思的进一步的有益展开是从属权利要求的内容。根据本专利技术，该热接触和填充材料包含至少一种导热填充材料和至少一种无硅基础油。重要的是，导热填充材料是一种金属氢氧化物，具体来说是氢氧化铝，并且该热接触和填充材料还进一步包含至少一种可化学交联的预聚物混合物。与现有技术中已知的导热膏相比，本专利技术的热接触和填充材料具有的优点是，使用通常相对密度低且价格便宜的金属氢氧化物作为导热填充物。在本专利技术范围内，金属氢氧化物为氢氧化铝，它与经常使用的氧化铝的3.9g/cm3的密度相比，密度明显降低，只有2.4g/cm3。该热接触和填充材料中使用的组件密度较低，对其应用范围具有优选效果。在大批量应用的情况下，优选的是相对低的密度以及与之相关的热接触和填充材料重量的减轻。然而，本专利技术不限于此。此外，所使用的金属氢氧化物通常比金属氧化物的研磨性小得多，因此它们不仅对活性组件而且对借助其加工本专利技术热接触和填充材料的计量单元的任何组件都是温和的。这样，可以以有利的方式避免活性组件和计量单元的材料过早的磨损。本专利技术进一步的优点是，本专利技术的热接触和填充材料含有无硅基础油作为粘合剂。众所周知，含硅基础油含有少量的挥发性硅化合物，它们可以从基础油释放到周围的空气中。这些挥发性硅化合物会沉积在活性成分周围的表面上。如果随后在这些被污染的表面上进行表面涂覆或粘合剂粘合工艺，则可能会失去表面涂层或粘合剂层的附着力。如果挥发性有机硅化合物接触到电触点，则它们会因火花的形成而分解，并形成绝缘氧化层，其结果是会削弱或破坏电触点的功能。因此，使用无硅基础油能够以有利的方式避免挥发性硅化合物对周围表面的污染。此外，使用无硅基础油形式的粘合剂可以将热接触和填充材料的粘度和流动性设定为一个期望值。通过这种方式，热接触和填充材料的粘度和流动性可以根据计划的应用进行设定。在一种有利的方式中，可化学交联的预聚物混合物的存在使得热接触和填充材料在被引入到两个活性组件之间的接合处之后，通过化学交联固化形成聚合物成为可能。与现有技术中已知的膏状导热材料相比，这避免了由于振动和运动引起的机械应力而导致的热接触和填充材料从接合处逸出和其位置的改变，结果导致空气可能再次进入发热组件的活动元件之间的接合处。这样就避免了发热组件的局部过热，从而最终显著延长了这些组件的寿命。在本专利技术的范围内，聚合物的化学交联优选通过水，具体地是以大气水分的形式来实现。然而，本专利技术不限于此。优选地，可以将上述热接触和填充材料提供给能源和电气领域中的应用，在这些领域中，必须以热传导和潜在地可逆方式填充相对较大的体积或间隙。这主要是在为电动车辆的动力电池的情况，其中锂离子电池或模块的可计量和可修复的热接触非常重要。另外，该热接触和填充材料还可优选地用于工业加热和冷却工程、电气工程、电子学和机械制造中的进一步应用中。这些应用包括，例如，太阳能集热器和集热器中热管的热连接、热交换器、加热和冷却台、Peltier器件、加热的压模和挤出机、压花装置、加热槽和可逆导热嵌入或安装电机、导电电子元件、LED灯、传感器和温度传感器。在一个有利的实施方式中，可化学交联的预聚物混合物含有至少一种预聚物和至少一种交联剂。已经发现有利的是，预聚物优选为烷氧基硅烷官能化的聚醚。通常可以通过烷氧基硅烷官能化的聚醚的聚合，形成一种坚固且同时具有弹性的热接触和填充材料。预聚物和交联剂的使用使得三维聚合物网络的形成成为可能，从而可以形成弹性的、尺寸稳定的材料。这使得在冲击、振动、倾斜位置和发热组件温度变化的情况下甚至更好地优化了操作安全性。在本专利技术的范围内，能够设定交联剂相对于预聚物的比例，以便在交联后保持该热接触和填充材料所需的弹性，从而可以从发热部件中再次分离和移除该材料而不会带来问题。在该热接触和填充材料的另一种有利的实施方式中，交联剂是有机官能硅烷。就本专利技术的化合物而言，有机官能硅烷是杂化化合物，它是具有活性有机基团的硅烷，因此它们可用作交联剂，即作为预聚物之间的“分子桥”。市售的硅烷具有例如氨基、环氧基、环氧丙氧基、巯基和硫基、异氰酸根合基、甲基丙烯酰氧基和乙烯基。所述有机官能硅烷也在本专利技术的范围内，可以选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷组成的组。然而，本专利技术不限于此。为了提高预聚物混合物的聚合反应的反应速率，一种进一步地有利的实施方式中，该热接触和填充材料包含聚合催化剂。聚合催化剂的存在优化了热接触和填充材料的固化速率。在本专利技术的范围内，能够根据预聚物混合物的组成和交联的最终产物的所需性能来选择聚合催化剂的类型。由于热接触和填充材料必须具有足够的流动性以实现自动加工性，所以热接触和填充材料的另一种有利的实施方式中，规定了导热填充材料在热接触和填充材料中的比例按重量计在50％至90％的范围内。申请人的研究已经表明，通过在该热接触和填充材料中使用按重量计在50％至90％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热接触和填充材料，其包含至少一种导热填充材料和至少一种无硅基础油，其特征在于，所述导热填充材料为金属氢氧化物，具体地为氢氧化铝，并且所述热接触和填充材料还包含至少一种可化学交联的预聚物混合物。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 DE 102018102989.61.一种热接触和填充材料，其包含至少一种导热填充材料和至少一种无硅基础油，其特征在于，所述导热填充材料为金属氢氧化物，具体地为氢氧化铝，并且所述热接触和填充材料还包含至少一种可化学交联的预聚物混合物。
2.根据权利要求1所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述可化学交联的预聚物混合物包含至少一种预聚物和至少一种交联剂，其中所述预聚物优选为烷氧基官能化的聚醚。
3.根据权利要求2所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述交联剂是有机官能硅烷，优选地选自由乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷组成的组。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述热接触和填充材料还包含聚合催化剂。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述导热填充材料在所述热接触和填充材料中的比例按重量计在50％至90％的范围内。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述无硅基础油在所述热接触和填充材料中的比例按重量计在5％至50％的范围内。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述可化学交联的预聚物混合物在所述热接触和填充材料中的比例按重量计在1％至15％的范围内。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述无硅基础油为酯，优选地为高沸点合成酯。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的热接触和填充材料，其特征在于，所述热接触和填充材料的固化速率在0.1mm/天至10mm/天的范围内，优选地在0.5mm/天至7mm/天的范围内，特别优选地在1mm/天至5mm/天的范围内。
10....
【专利技术属性】
技术研发人员：A·莫勒，B·斯托瑟，
申请(专利权)人：综合工艺有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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