一种一体化复合云母片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种一体化复合云母片及其制备方法和应用，一体化复合云母片包括上基层、下基层、第一热功能层和强化层；上基层、第一热功能层、强化层和下基层顺次排布；上基层和下基层为云母层；第一热功能层包括至少一个第一热功能区，第一热功能区包括第一树脂和第一功能单元，第一树脂和第一功能单元的质量比为1:(0.1

【技术实现步骤摘要】
一种一体化复合云母片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种一体化复合云母片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，新能源汽车产业得到了巨大的发展，与此同时，电池的安全性问题也吸引了越来越多的注意力。除了碰撞等因素带来的危险，随着车载锂电池的容量越来越大，电机功率也越来越大，快速充放电带来的电池系统热负载越来越高。锂、钠电池的化学特性决定了其一但发生热失效，就会放出火焰和射流，破坏车体材料，进而危及乘客的生命安全。
[0003]目前对于锂电池的热失效防护，仅限于对火焰和射流的防护。因此在材料选择上，最经常使用的是云母片和云母板为基础的隔热材料。使用由云母与第一树脂复合的材料作为隔热材料，虽然能够在一定程度上阻燃，但是云母片的导热系数一般在0.2W/m
·
K左右，在发生热失控时不能产生足够的隔热防护，还阻碍了大电流充放电下的电池散热。使用云母板和金属片作为防护材料，存在金属的防热防射流性能不佳，模组装配复杂，自重大等缺点。
[0004]而且，云母材料在制造过程中具有非常大的粘性，无法流动，导致云母件在使用中，只能采用平面状云母材料通过耐高温的单面或双面胶带进行固定，操作复杂，容易失效。而如果直接制作具有3D轮廓的云母件，则通常需要使用复杂的模具，价格高昂，不利于推广使用。
[0005]因此，如何提供一种可有效提高云母热安全件的防护能力和组装性能的复合材料成为本领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是提供一种可有效提高云母热安全件的防护能力和组装性能的一体化复合云母片的新技术方案。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种一体化复合云母片。
[0008]该一体化复合云母片包括上基层、下基层、第一热功能层和强化层；其中，
[0009]所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层顺次排布；
[0010]所述上基层和所述下基层为云母层；
[0011]所述第一热功能层包括至少一个第一热功能区，所述第一热功能区包括第一树脂和第一功能单元，所述第一树脂和第一功能单元的质量比为1:(0.1
‑
2.0)，所述第一树脂为环氧树脂和硅树脂中的至少一种，所述第一功能单元为中空玻璃微珠和中空陶瓷微珠中的至少一种，或者，所述第一功能单元为氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉中的至少一种；
[0012]所述强化层包括强化区和空白区，所述强化区为玻璃纤维布、氧化铝纤维布或碳纤维布中的一种，所述强化区的数量≥1，所述空白区的数量≥0。
[0013]可选的，所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层的厚度比为
(0.1
‑
1.0):(0.1
‑
1.5):(0.1
‑
1.0):(0.1
‑
1.0)。
[0014]可选的，所述上基层为云母纸和云母片中的一种；
[0015]所述下基层为云母纸和云母片中的一种。
[0016]可选的，所述第一树脂包括质量比为3:(7
‑
8)的环氧树脂和硅树脂。
[0017]可选的，所述中空玻璃微珠和所述中空陶瓷微珠的平均粒径为2
‑
100μm；
[0018]所述氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉的平均粒径为0.2
‑
10μm。
[0019]可选的，所述第一热功能层的热传导系数为0.1
‑
180W/m
·
K。
[0020]可选的，所述第一热功能区和所述强化区一一对应设置。
[0021]可选的，所述一体化复合云母片还包括第二热功能层，所述第二热功能层位于所述强化层和所述下基层之间，且所述第二热功能层包括至少一个第二热功能区，所述第二热功能区包括第二树脂和第二功能单元，所述第二树脂和第二功能单元的质量比为1:(0.1
‑
2.0)，所述第二树脂为环氧树脂和硅树脂中的至少一种，所述第二功能单元为中空玻璃微珠和中空陶瓷微珠中的至少一种，或者，所述第二功能单元为氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的第二方面，提供了一种本公开所述的一体化复合云母片的制备方法。
[0023]该一体化复合云母片的制备方法包括如下步骤：
[0024]根据第一热功能区的区域范围，在上基层上涂敷第一热功能区的材料，形成第一热功能层；
[0025]根据第一强化区的区域范围，在第一热功能层上覆盖第一强化区的材料，形成强化层；
[0026]在强化层上覆盖下基层；
[0027]采用热压成型工艺对上基层、下基层、第一热功能层和强化层进行热压处理，即得到一体化复合云母片，其中，热压温度为150
‑
260℃，压力为0.6
‑
8MPa，热压时间为15min
‑
2.5h。
[0028]根据本专利技术的第三方面，提供了一种本公开所述的一体化复合云母片在电池模组的隔热板材中的应用。
[0029]本专利技术的一体化复合云母片使用了集成式云母复合材料设计，在同一块复合云母片中部署多个热学、力学功能区域，充分发挥了云母材料的阻燃、耐高温等特性，并通过使用纤维材料强化耐机械冲击能力，使得复合云母片可在特定的区域弯折，有利于快速成型。
[0030]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0031]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0032]图1为本公开的一体化复合云母片实施例一的结构示意图。
[0033]图2为本公开的一体化复合云母片实施例二的结构示意图。
[0034]图3为本公开的一体化复合云母片实施例三的结构示意图。
[0035]图中标示如下：
[0036]上基层
‑
1，第一热功能层
‑
2，第一热功能区
‑
20，强化层
‑
3，强化区
‑
31，空白区
‑
32，下基层
‑
4，第二热功能层
‑
5，第二热功能区
‑
50。
具体实施方式
[0037]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0038]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0039]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化复合云母片，其特征在于，包括上基层、下基层、第一热功能层和强化层；其中，所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层顺次排布；所述上基层和所述下基层为云母层；所述第一热功能层包括至少一个第一热功能区，所述第一热功能区包括第一树脂和第一功能单元，所述第一树脂和第一功能单元的质量比为1:(0.1
‑
2.0)，所述第一树脂为环氧树脂和硅树脂中的至少一种，所述第一功能单元为中空玻璃微珠和中空陶瓷微珠中的至少一种，或者，所述第一功能单元为氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉中的至少一种；所述强化层包括强化区和空白区，所述强化区为玻璃纤维布、氧化铝纤维布或碳纤维布中的一种，所述强化区的数量≥1，所述空白区的数量≥0。2.根据权利要求1所述的一体化复合云母片，其特征在于，所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层的厚度比为(0.1
‑
1.0):(0.1
‑
1.5):(0.1
‑
1.0):(0.1
‑
1.0)。3.根据权利要求1所述的一体化复合云母片，其特征在于，所述上基层为云母纸和云母片中的一种；所述下基层为云母纸和云母片中的一种。4.根据权利要求1所述的一体化复合云母片，其特征在于，所述第一树脂包括质量比为3:(7
‑
8)的环氧树脂和硅树脂。5.根据权利要求1所述的一体化复合云母片，其特征在于，所述中空玻璃微珠和所述中空陶瓷微珠的平均粒径为2
‑
100μm；所述氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉的平均粒径为0.2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，赵晓峰，简开宇，李慧晓，袁玉兵，
申请(专利权)人：宁波卓翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：