散热液组合物和包括该散热液组合物的电池模块制造技术

本公开内容涉及一种散热液组合物、其制备方法、以及包括所述散热液组合物的电池模块和电池包。更具体地，涉及保持优异的散热性能的散热液组合物以及由其制备的电池模块和电池包。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】散热液组合物和包括该散热液组合物的电池模块
[相关申请的交叉引用]本申请要求于2018年12月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0166727的权益，其公开内容通过引用全部并入本说明书中。本公开内容涉及一种散热液组合物、其制备方法以及包括所述散热液组合物的电池模块和电池包。
技术介绍
二次电池可以说是智能电网的核心技术，它通过串联和并联连接各种类型的电池单元可以存储大容量的电力并进行充电和放电。研究在各个机构中积极地进行以进一步提高电池的电容量，这样可以提高电动汽车的行驶里程并便于在家庭和工业中使用储存的电能，从而丰富人们的生活。然而，当提高电池模块内部的功率密度以提高二次电池的电容量时，存在由于大容量能量的高速充电和放电而出现的热问题。如果不控制电池模块内部的热量，在造成爆炸和火灾危险的同时，电池的使用寿命急剧下降。为了解决这一问题，需要高散热性能以快速释放电池模块内部的热量。为此，存在一种空气冷却方法，通过驱动风扇迫使空气从大气中穿过电池单元流动并从电池模块中释放出去来控制热量。然而，由于风扇的这种使用，使模块的体积最大化，从而导致诸如噪音、成本上升和驱动风扇需要的功率损失的问题。因此，为了取代空气冷却方法，已经尝试通过用液体浸渍电池单元代替在包括电池单元的模块内部安装风扇来改善散热性能。然而，如果使用诸如水、乙二醇等物质作为散热液，由于这类液体的高导电性，因此这些物质可能引起电池单元等爆炸的危险。因此，使用的液体包括具有高电绝缘性能的油类液体。到目前为止，已知导热油包括传统的发动机机油、齿轮油、硅油、矿物油等。但是，存在的问题在于这类液体不足以令人满意地将由电池的重复高速充电和放电引起的热量散发出去。因此，尝试了将导热的无机粒子与散热液混合的方法，以进一步改善散热性能。然而，经过很长一段时间，由于无机粒子的重量，无机粒子沉淀，从而造成显著降低散热性能的问题。因此，迫切需要研究一种具有优异的散热性能并且不使为保持这种散热性能而添加的无机粒子发生沉淀的散热液组合物。【现有技术文献】【专利文献】(专利文献0001)韩国专利公布No.10-2017-0051024
技术实现思路
【技术问题】根据本公开内容，提供一种散热液组合物，该散热液组合物具有优异的散热性能，同时即使在长时间使用后仍保持优异的散热性能，并且使用的无机粒子不沉淀。此外，提供一种散热液组合物的制备方法。还提供一种包括所述散热液组合物的电池模块。还提供一种包括所述电池模块的电池包。【技术方案】在本公开内容中，提供一种散热液组合物，包含：不导电油；基于100重量份的不导电油，5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及5重量份至50重量份的中空无机粒子，其中，不导电油和第一液体是相分离的。在本公开内容中，还提供一种散热液组合物的制备方法，包括以下步骤：(a)基于100重量份的不导电油，通过将不导电油和5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体混合，制备第一混合物；(b)基于100重量份的不导电油，通过搅拌5重量份至50重量份的中空无机粒子和10重量份至100重量份的与第一液体可混溶的第二液体，制备第二混合物；以及(c)将第二混合物混合到第一混合物中，使得基于100重量份的不导电油，中空无机粒子和第二液体之和为10重量份至100重量份，其中，所述不导电油和第一液体是相分离的。还提供了一种电池模块，包括：模块外壳；安装在所述模块外壳内部的电池单元；以及填充在所述模块外壳内的散热液组合物。还提供了一种包括至少两个电池模块和容纳电池模块的包装外壳的电池包。【有益效果】根据本公开内容的散热液组合物，特别是用于电池模块的散热液组合物具有优异的散热性能，同时，因为其中包含的无机粒子无论组合物的粘度如何都不会沉淀，因此即使在重复充电和放电循环中也可以保持优异的散热性能。附图说明图1是根据一个实施例的包括模块外壳和电池单元的电池模块的分解透视图。图2是根据一个实施例的电池模块的侧面的横截面图。图3是示意性地示出根据一个实施例在充电和放电期间电池单元的温度变化的图。图4是示出在实施例1中制备的散热液组合物的照片。具体实施方案在本公开内容中，术语“第一”、“第二”等用于描述各种组分，并且这些术语仅用于将某个组分与其它组分区分开来。本文中使用的术语仅用于描述特定的实施方案的目的，不能用于限制本专利技术。单数形式意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还要理解的是，术语“包括”、“具有”或“拥有”特指存在所述特征、数字、步骤、组分或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、组分或它们的组合。此外，在本公开内容中，当每个层或每个元件被称为形成在各个层或各个元件“上”时，意味着每个层或每个元件直接形成在各个层或各个元件上，或者在各层之间或在对象和基底上还可以形成另一层或另一元件。由于本专利技术可以被各种修改并且具有各种形式，因此以实施例的方式示出其具体实施方案并对其详细描述。然而，这不意在将本专利技术限于所公开的特定形式，应当理解，本专利技术包括本专利技术的思想和技术范围内的所有修改、等同物和替换。(散热液组合物)根据本公开内容的一个实施方案的散热液组合物，包含：不导电油；基于100重量份的不导电油，5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及基于100重量份的不导电油，5重量份至50重量份的中空无机粒子，其中，不导电油和第一液体是相分离的。在传统电池冷却方法中使用的散热液组合物包含无机粒子以改善散热性能。然而，随着时间的推移，无机粒子在组合物中沉淀，因此不利于改善散热性能。为了解决上述问题，根据本公开内容的散热液组合物可以包含不导电油和第一液体作为两种液体，这两种液体彼此不混溶，因此是相分离的。在本说明书中，“不导电油和第一液体是相分离的”可以表示这两种液体彼此不混溶并分成两个单独的层。这可以通过确定将这两种液体混合后的一定时间后，例如5分钟内，两个液体层的至少90％或95％至100％分成单独的层来确认。优选地，第一液体可以位于散热液组合物的上部，而不导电油可以位于其下部。在上述相分离的组合物中存在的中空无机粒子即使在长时间后也不会沉淀，与所用液体的粘度无关，因此可以有助于改善散热性能。因此，尽管二次电池重复充电和放电，散热液组合物也可以保持优异的散热性能，因此可以适合用作二次电池的电池模块。此外，散热液组合物还可以包含与第一液体可混溶的第二液体。此时，第一液体和第二液体相互混溶的状态可以通过确定将这两种液体混合后的一段时间后，例如5分钟内，两个液体层的至少50％或80％至100％没有分成单独的层，而是保持为单个液体层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热液组合物，包含：/n不导电油；/n基于100重量份的所述不导电油，/n5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及/n5重量份至50重量份的中空无机粒子，/n其中，所述不导电油和所述第一液体是相分离的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181220 KR 10-2018-01667271.一种散热液组合物，包含：
不导电油；
基于100重量份的所述不导电油，
5重量份至200重量份的介电常数为45以下的第一液体；以及
5重量份至50重量份的中空无机粒子，
其中，所述不导电油和所述第一液体是相分离的。


2.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述散热液组合物还包含与所述第一液体可混溶的第二液体，并且
所述第二液体的至少一部分位于所述中空无机粒子的空穴中。


3.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述不导电油是选自矿物油、硅油和植物油中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述第一液体是乙醇、2-丙醇或2-甲基丙醇。


5.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述第一液体的密度低于所述不导电油的密度。


6.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述中空无机粒子是选自二氧化硅，所述二氧化硅不包括气相二氧化硅、氧化铝，所述氧化铝不包括气相氧化铝、硅酸铝、氮化铝(AIN)、氮化硅(Si3N4)和氮化硼(BN)中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述中空无机粒子的初级平均粒径为300nm至5μm，且其空穴的粒径为50nm至4μm。


8.根据权利要求2所述的散热液组合物，其中，所述第二液体是乙腈、丙烷-1,2二醇或1-辛醇。


9.根据权利要求1所述的散热液组合物，其中，所述散热液组合物具有90％以上的分散稳定性，并且
所述分散稳定性是30...

【专利技术属性】
技术研发人员：权敬颜，全汶锡，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR