一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料，包括位于外侧的聚四氟乙烯防护层和位于内侧的烯碳导热层，聚四氟乙烯防护层的正反面上设有若干个用于烯碳导热层吸热的沉槽，聚四氟乙烯防护层的侧面设有用于烯碳导热层将热导出的缺口；通过聚四氟乙烯防护层的作用，以类似于刚挠结合板的设计方式，通过若干个吸热凹槽，将烯碳复合材料直接作用在超级电池的表面，并通过聚四氟乙烯的防护作用，防止烯碳复合材料(AFG)将热量传递至其他精密元件的表面，从而既保证了吸热效率，又起到了一定的防护效果。适用于电动汽车之类的能源密度、电子元器件密度均较高的产品中。电子元器件密度均较高的产品中。电子元器件密度均较高的产品中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料


[0001]本专利技术涉及一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料。

技术介绍

[0002]物质的热传导方式主要分为两种，其中无机非金属材料的导热基体为声子导热的方式，热量的传导是通过晶格或晶体点阵的振动来实现的，晶格振动的能量是量子化的，晶格振动的量子称为声子，所以无机非金属材料的热传导是通过声子相互作用来实现的，即声子导热。高温时无机非金属材料中的电磁辐射热传的比重增大，也存在光子导热。
[0003]而在金属材料中，金属中的电子相互作用或碰撞是金属材料导热的主要形式，即电子导热。此外，由于金属晶格或点阵的振动，也存在少量的声子导热。
[0004]烯碳复合材料(AFG)作为一种新型的导热材料，其原理是在石墨片层中种植金属原子，通过金属原子产生的电子导热解决石墨层间导热的弊端，导热机理综合了金属材料与非金属材料，即既包括声子导热又包括电子导热，所以材料的纵向导热与横向导热性能均要优于均热板，且综合造价也低于传统的均热板。
[0005]超级电池作为现有新能源车辆的重要动力组成部分，其能量密度远大于传统的铅酸蓄电池以及锂电池，但其在使用的过程中，可能会由于温度、湿度的变化从而导致内部产生大量的热量，这些热量需要及时向外排出，否则会影响新能源汽车的安全性。传统的散热方式往往是采用金属材料构成的均热板进行散热，但是其造价高，且由于金属材料具有良好的导电性能以及较大的密度，所以在电动汽车这种移动式的设备中，相比于非金属材料具有天生的劣势，且并不能很好的实现新能源汽车的长久续航能力的提升。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，提出了一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料(AFG)。
[0007]一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料，包括位于外侧的聚四氟乙烯防护层和位于内侧的烯碳导热层，聚四氟乙烯防护层的正反面上设有若干个用于烯碳导热层吸热的沉槽，聚四氟乙烯防护层的侧面设有用于烯碳导热层将热导出的缺口；
[0008]所述的烯碳导热层与聚四氟乙烯防护层的叠合方式包括以下步骤：
[0009]S1、将聚酰亚胺高分子膜进行分切，分切成尺寸不同的若干个片状结构；
[0010]S2、对分切好的片状结构进行碳化以及石墨化处理；
[0011]S3、在催化剂的条件下，在石墨化的片状结构表面种植若干层金属离子；
[0012]S4、按照设计需要，将位于中心处的烯碳材料埋入在聚四氟乙烯材料中，并在聚四氟乙烯防护层的表面和侧面分切出多个沉槽；
[0013]S5、第一次复合处理，在沉槽处复合新的碳烯材料；
[0014]S6、进行硬度检测，测试复合完成后的烯碳复合材料的硬度；
[0015]S7、进行第一次热压，并测试烯碳材料是否凸出在聚四氟乙烯防护层的表面；
[0016]S8、重复S5
‑
S7，直至烯碳材料在缺口处完全凸出在聚四氟乙烯防护层的外表面；
[0017]S9、成品检验。
[0018]为了保证聚四氟乙烯与烯碳材料之间的连接强度，聚四氟乙烯防护层的内表面进行酸洗粗糙化处理。
[0019]进一步的，完成后的成品经过多次超声波清洗，并在清洗完成后，进行多次热压，保证聚四氟乙烯防护层与位于中心处的碳烯导热层之间紧密连接。
[0020]进一步的，聚四氟乙烯防护层与烯碳导热层之间设有热熔胶。
[0021]进一步的，表面金属化种植的金属离子，包括Al、Cu或Ag。
[0022]有益效果：
[0023]烯碳复合材料(AFG)作为石墨烯导热材料的延伸，其导热系数可以达到5000W/m.K以上，拥有远超过金属材料的导热能力，应用在超级电池的表面散热上，可以有效的增强对超级电池的保护作用。
[0024]同时，通过聚四氟乙烯防护层的作用，以类似于刚挠结合板的设计方式，通过若干个吸热凹槽，将烯碳复合材料直接作用在超级电池的表面，并通过聚四氟乙烯的防护作用，防止烯碳复合材料将热量传递至其他精密元件的表面，从而既保证了吸热效率，又起到了一定的防护效果。适用于电动汽车之类的能源密度、电子元器件密度均较高的产品中。
附图说明
[0025]图1是一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料；
[0026]1.聚四氟乙烯防护层2.烯碳导热层。
具体实施方式
[0027]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0028]实施示例：
[0029]一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料，包括位于外侧的聚四氟乙烯防护层和位于内侧的烯碳导热层，聚四氟乙烯防护层的正反面上设有若干个用于烯碳导热层吸热的沉槽，聚四氟乙烯防护层的侧面设有用于烯碳导热层将热导出的缺口；
[0030]所述的烯碳导热层与聚四氟乙烯防护层的叠合方式包括以下步骤：
[0031]S1、将聚酰亚胺高分子膜进行分切，分切成尺寸不同的若干个片状结构；
[0032]S2、对分切好的片状结构进行碳化以及石墨化处理；
[0033]S3、在催化剂的条件下，在石墨化的片状结构表面种植若干层Ag金属离子；
[0034]S4、按照设计需要，将位于中心处的烯碳材料埋入在聚四氟乙烯材料中，并在聚四氟乙烯防护层的表面和侧面分切出多个沉槽；
[0035]S5、第一次复合处理，在沉槽处复合新的碳烯材料(AFG)；
[0036]S6、进行硬度检测，测试复合完成后的烯碳复合材料的硬度；
[0037]S7、进行第一次热压，并测试烯碳材料是否凸出在聚四氟乙烯防护层的表面；
[0038]S8、重复S5
‑
S7，直至烯碳材料在缺口处完全凸出在聚四氟乙烯防护层的外表面；
[0039]S9、成品检验。
[0040]在使用时，通过针对实际进行设计，连接完成后，烯碳导热材料2直接接触在超级电池的表面，并将热量从凹槽处吸收，再从侧面将烯碳导热材料向外引出，并外接散热板，将热量及时向外散出。具体的散热板设计在高速汽车中，可同时设计多个风冷与水冷。
[0041]作为进一步改进，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超级电池表面散热的烯碳复合材料，其特征在于，包括位于外侧的聚四氟乙烯防护层和位于内侧的烯碳导热层，聚四氟乙烯防护层的正反面上设有若干个用于烯碳导热层吸热的沉槽，聚四氟乙烯防护层的侧面设有用于烯碳导热层将热导出的缺口；所述的烯碳导热层与聚四氟乙烯防护层的叠合方式包括以下步骤：S1、将聚酰亚胺高分子膜进行分切，分切成尺寸不同的若干个片状结构；S2、对分切好的片状结构进行碳化以及石墨化处理；S3、在催化剂的条件下，在石墨化的片状结构表面种植若干层金属离子；S4、按照设计需要，将位于中心处的烯碳材料埋入在聚四氟乙烯材料中，并在聚四氟乙烯防护层的表面和侧面分切出多个沉槽；S5、第一次复合处理，在沉槽处复合新的碳烯材料；S6、进行硬度检测，测试复合完成后的烯碳复合材料的硬度；S7、进行第一次热压，并测试烯碳材料是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云胜，郭颢，束国法，蒋伟良，陈玲，陶勇，
申请(专利权)人：安徽碳华新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：