柔性传热材料制造技术

一种用于与电池组(10)内的至少一个电池热接触的柔性传热材料(1)，和形成柔性传热材料(1)的方法。柔性传热材料(1)能够与至少一个电池(20)的表面形状的至少一部分贴合。柔性传热材料(1)包含基质(2)和填料(3)，其中填料(3)的热导率大于基质(2)的热导率。的热导率大于基质(2)的热导率。的热导率大于基质(2)的热导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性传热材料


[0001]本专利技术涉及一种传热材料，特别是用于电池组内的传热材料。

技术介绍

[0002]当设计用于对电气部件进行热管理的导管时，导管材料的选择至关重要。诸如低密度聚乙烯(LDPE)等柔性导管材料具备优于诸如铝或铜等刚性导管材料的若干优势。首先，增加柔性导管内的冷却剂压力使导管紧密贴合正被热管理的电气部件的表面。此充注通过增加管道
‑
部件接触面积和接触压力来改善热接触。相比之下，刚性导管具有固定的容积；增加刚性导管内的冷却剂压力对导管
‑
部件热耦接几乎没有影响或没有影响。其次，柔性导管通常由电绝缘材料制成，意味着在正被热管理的电气部件之间产生非所需电路径(即，短路)的风险低于例如刚性金属导管。尽管由金属导管产生短路的此风险能够通过提供热界面材料(TIM)(例如围绕导管的硅酮橡胶)降低，但是TIM显著增大了导管与正被热管理的部件之间的热阻。
[0003]迄今为止，热管理导管使用柔性材料和TIM的明显缺点是其热导率相对较低，相对较低的热导率会导致经由导管壁和沿着导管发生的传热不良，从而产生
‘
热点
’
。在电池组采用现有技术的柔性导管的情况下，沿着导管发生的高热阻会在电池组内引起不均匀的温度分布，导致不均匀的电池老化以及升高的电池组总体温度。通过增大温度差能够克服传热介质与电池之间的高热阻，但此举存在加剧内部电池温度梯度的不利影响。在室温下，例如高密度聚合物的热导率典型地在0.33Wm
‑1K
‑1与0.52Wm
‑
1 K
‑1之间。这显著低于室温铝的237Wm
‑1K
‑1。需要一种既具有柔性又展现增大的热导率的材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目标是避免或减少以上概述的问题。特别是，本专利技术的一个目标是提供热导率增大的传热材料。
[0005]本专利技术的又一个目标是提供电导率低的传热材料。
[0006]本专利技术的另一目标是提供能够形成TIM或可充注导管的传热材料。
[0007]本专利技术的又一个目标是提供一种能够用于对电池组中的电池进行热管理的传热材料。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供一种用于与电池组内的至少一个电池热接触的柔性传热材料，所述柔性传热材料能够与至少一个电池的表面形状的至少一部分贴合，所述柔性传热材料包含基质和填料，其中所述填料的热导率大于所述基质的热导率。有利的是，基质内包括填料使得传热材料的热导率增大。
[0009]优选地，基质为柔性基质。
[0010]优选地，基质为塑性基质。
[0011]优选地，基质为聚合物基质。
[0012]优选地，基质为聚乙烯(PE)基质。
[0013]优选地，基质为低密度聚乙烯(LDPE)基质。
[0014]优选地，基质为线性低密度聚乙烯(LLDPE)基质。
[0015]任选地，基质为高密度聚乙烯(HDPE)基质。
[0016]任选地，基质为聚酯、硅酮或橡胶基质。
[0017]优选地，基质具有小于15Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0018]优选地，基质具有小于10Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0019]优选地，基质具有小于5Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0020]优选地，基质具有小于1Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0021]优选地，填料包含填料材料颗粒。
[0022]优选地，填料材料颗粒分散于整个基质中。
[0023]优选地，填料材料颗粒具有1nm与10μm之间的平均直径。
[0024]优选地，填料材料颗粒呈细长状。
[0025]优选地，填料材料颗粒呈管状。
[0026]任选地，填料材料颗粒呈片状，例如石墨片。
[0027]优选地，填料材料的细长颗粒具有1
‑
10nm的直径。
[0028]优选地，填料材料的细长颗粒具有0.5
‑
5nm的长度。
[0029]任选地，填料材料颗粒基本上呈球形。
[0030]任选地，填料材料颗粒为纤维。
[0031]优选地，填料包含有机填料材料。
[0032]优选地，填料为基于碳的。
[0033]优选地，填料包含碳、碳黑、石墨、石墨烯、多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。
[0034]任选地，填料包含无机填料材料。
[0035]任选地，填料包含陶瓷填料材料。
[0036]任选地，填料包含氧化铝、碳化硅、氮化硼、硝酸硅、氧化铝、氮化铝或氧化锌。
[0037]优选地，填料包含不同类型的颗粒的混合物。
[0038]优选地，填料包含至少两种不同类型的颗粒的混合物。
[0039]优选地，填料包含碳基颗粒与陶瓷基颗粒的混合物。
[0040]优选地，填料包含石墨颗粒与陶瓷基颗粒的混合物。
[0041]优选地，填料包含碳基颗粒与氮化硼颗粒的混合物。
[0042]优选地，填料包含石墨颗粒与氮化硼颗粒的混合物。
[0043]优选地，氮化硼颗粒具有小于5μm的尺寸。
[0044]优选地，填料包含碳基颗粒与陶瓷基颗粒的预定比率的混合物。
[0045]优选地，填料包含碳基颗粒与陶瓷基颗粒的任何预定体积比的混合物。
[0046]优选地，碳基颗粒相对于陶瓷基颗粒的预定体积比是1:1。
[0047]优选地，碳基颗粒相对于陶瓷基颗粒的预定体积比是在1:10与10:1之间。
[0048]优选地，填料具有大于10Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0049]优选地，填料具有大于100Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0050]优选地，传热材料包含至多30体积％的填料。
[0051]优选地，传热材料包含小于25体积％的填料。有利的是，将有限量的填料并入基质
内使得热导率增大，同时维持低电导率和适合的材料柔性。
[0052]优选地，传热材料包含小于5
‑
18体积％的填料。
[0053]优选地，传热材料包含15体积％的填料。
[0054]优选地，传热材料具有约0.8Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0055]优选地，传热材料在室温下具有大于0.33Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0056]优选地，传热材料在室温下具有大于0.8Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0057]理想地，传热材料在室温下具有大于1Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0058]优选地，传热材料在室温下具有大于10Wm
‑1K
‑1的热导率。
[0059]优选地，基质为电绝缘的。
[0060]优选地，传热材料为可弹性变形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于与电池组内的至少一个电池热接触的柔性传热材料，所述柔性传热材料能够与至少一个电池的表面形状的至少一部分贴合，所述柔性传热材料包含基质和填料，其中，所述填料的热导率大于所述基质的热导率。2.根据权利要求1所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料形成可充注的热管理导管的至少一部分。3.根据权利要求2所述的柔性传热材料，其中，所述导管定位于包含一或多个电池的电池组内。4.根据权利要求3所述的柔性传热材料，其中，所述导管的至少一部分与至少一个电池的表面接触。5.根据权利要求3或权利要求4所述的柔性传热材料，其中，所述导管被充注使得所述导管的至少一部分与至少一个电池的表面形状的至少一部分贴合。6.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述导管至少部分地被强化构件包围。7.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述强化构件为灌注构件。8.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述强化构件为可膨胀泡沫。9.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，强化构件为聚氨酯或膨大泡沫。10.根据权利要求1所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料定位于金属热管理导管与电气部件之间。11.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料具有25
‑
150μm的厚度。12.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料具有100μm的厚度。13.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料包含小于30体积％的填料。14.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料包含小于25体积％的填料。15.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料包含5
‑
18体积％的填料。16.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述传热材料包含15体积％的填料。17.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述基质是电绝缘的。18.根据任一前述权利要求所述的柔性传热材料，其中，所述基质是聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：思乐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：