一种锂离子电池用防爆冷却液及防爆性能测试方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池用防爆冷却液及防爆性能测试方法，该防爆冷却液是以乙二醇、硼酸和去离子水构成基液，在基液中添加有高活性磷酸酯、苯并三氮唑、邻苯二乙酸、消泡剂和阻燃剂。本发明专利技术的冷却液具有优异的防爆、防腐蚀性能。腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用防爆冷却液及防爆性能测试方法


[0001]本专利技术涉及精细化工领域，尤其涉及一种锂离子电池用冷却液，特别地涉及一种具有防冻、防爆、腐蚀性能优异的锂离子电池用防爆冷却液。

技术介绍

[0002]发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。目前我国新能源汽车已经占到世界新能源汽车市场的68％。在纯电动汽车与插电式混动汽车中，锂电池的单体电芯电压一般在4V左右，锂电池组的输出电压基本为500V～700V，故而在电池包中，需要将上百个电芯通过铜排联接汇流输出，电芯互联的现行方案多为汇流铜排软连接。目前市面上主流新能源汽车厂家使用的温控液，在电池受到物理碰撞而发生破裂时，温控液发生内流或喷洒至汇流铜排上导致电池短路，易产生燃爆，带来了极大的风险。
[0003]目前的锂离子电池冷却液普遍采用去离子水+乙二醇的基本组合，在此基础上加入一些添加剂等，来赋予冷却液各种不同的性能，以适应其不同工况下的应用要求。中国专利CN107768766A公开了一种动力电池用冷却液及其制备方法，其主要成分为双(羟甲基)咪唑烷基脲、纳米硫酸钡、丙二醇、石墨尾矿、邻硝基苯酚钠、氯铂酸和水，其主要效果是：加快了电池模组的热量释放、有效降低了电池的工作温度。中国专利CN114686182A公开了一种新能源汽车环保型冷却液的制备方法，其主要成分为乙二醇、硼酸、丙三醇及包含N,N
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二甲基乙醇胺等在内的多种脂肪族醇胺，其主要效果是具有高的比热容和热导率，兼具低冰点、高闪点等优点。上述专利均采用乙二醇、丙二醇等材料作为防冻剂，有效解决了锂离子电池在工作中的防冻问题。但在锂离子电池的使用过程中，经常会出现冷却液泄露而与电池极板相接触的情况，目前现有的离子电池冷却液的电导率普遍在2000μS/cm以上，一旦泄露发生，由于冷却液的高电导率，很容易将电池的两极板短路，从而短时间内使电池的温度迅速升高，发生爆炸等安全事故。同时，现有的部分锂离子电池冷却液对于金属容器的腐蚀性强，也会造成一定的安全隐患。GB 38031
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2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中明确规定：电池单体在发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸。
[0004]针对现有问题，锂离子电池对于冷却液提出了更为严格的要求，尤其需要提出一种新的冷却介质，通过降低冷却液电导率的方式，解决锂离子电池由于冷却液泄露而引起的发热爆炸问题，同时保证冷却液的防腐蚀性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是：提供一种性能优异的锂离子电池冷却液，具有电导率低、防腐蚀性强的特点。
[0006]为了实现目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种锂离子电池用防爆冷却液，其特点在于：所述防爆冷却液是以乙二醇、硼酸和去离子水构成基液，在基液中添加有高活性磷酸酯、苯并三氮唑、邻苯二乙酸、消泡剂和阻燃剂。具体的，各原料按重量份的构成为：乙二醇20
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30份、硼酸10
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20份、去离子水50
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60份、
高活性磷酸酯0.2
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0.8份、苯并三氮唑0.25
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0.55份、邻苯二乙酸0.1
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1份，消泡剂0.03
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0.06份，阻燃剂0.03
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0.1份。
[0008]进一步地，所述的消泡剂为巴斯夫非离子表面活性剂Plurafac LF401、巴斯夫低泡异构醇表活玻璃清洗剂普罗芬LF403、巴斯夫表面活性剂PE
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6200和巴斯夫低泡型表面活性剂Pluronic PE6400中的至少一种。
[0009]进一步地，所述的阻燃剂为磷酸三苯酯、十溴二苯乙烷和聚磷酸铵中的至少一种。
[0010]进一步地，所使用的去离子水电阻率在16MΩ
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cm以上。
[0011]进一步地，所述防爆冷却液的电导率不大于500μS/cm。
[0012]在本专利技术的配方体系中：所述硼酸的作用是作为防腐剂，提升冷却液的防腐蚀性能，兼有一定的阻燃效果。所述高活性磷酸酯的作用是作为表面活性剂，优化分散效果，兼有一定的阻燃效果。所述苯并三氮唑的作用是抗氧化、防结垢，对部分金属材料有防蚀效果。所述邻苯二乙酸的作用是提升冷却液的比热及导热系数，强化传热效能。不同比例的乙二醇、硼酸与去离子水混合，所制成的冷却液具有不同的冰点及闪点。
[0013]本专利技术还提供了一种锂离子电池用防爆冷却液的防爆性能测试方法，是模拟冷却液在电池中发生泄漏时的工况，按照如下方式检验防爆性能：将两块铜排浸没在冷却液中，以两块铜排分别作为正极和负极在两铜排上施加直流电压，记录不发生爆炸或起火现象的时间，超过5min即为合格。
[0014]进一步地，所述直流电压为600V，所述铜排的尺寸为长70mm、宽52mm、厚3mm，两块铜排的间距为150mm浸没在冷却液中。
[0015]与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
[0016]本专利技术的锂离子电池用防爆冷却液在具有较好冷却性能的前提下，还具有优异的防爆性能，可以减少电池冷却液发生泄露时的安全隐患，同时具有优异的防腐蚀性能，对紫铜、黄铜、钢(304)、铝(3003)及铸铝材料等多种金属均具有良好的缓蚀效果。
具体实施方式
[0017]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围；下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0018]下述实施例所用去离子水电阻率皆在16MΩ
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cm以上。
[0019]实施例1
[0020]取乙二醇20kg、硼酸12kg、去离子水51.5kg、高活性磷酸酯0.25kg、苯并三氮唑0.3kg、邻苯二乙酸0.5kg、LF401共0.03kg和十溴二苯乙烷0.05kg混合后即为本实施例的冷却液。
[0021]实施例2
[0022]取乙二醇25.5kg、硼酸13kg、去离子水55.5kg、高活性磷酸酯0.37kg、苯并三氮唑0.34kg、邻苯二乙酸0.59kg、LF401共0.03kg和聚磷酸铵0.04kg混合后即为本实施例的冷却液。
[0023]实施例3
[0024]取乙二醇22kg、硼酸11kg、去离子水56kg、高活性磷酸酯0.33kg、苯并三氮唑
0.30kg、邻苯二乙酸0.87kg、PE
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6200共0.03kg和聚磷酸铵0.035kg混合后即为本实施例的冷却液。
[0025]实施例4
[0026]取乙二醇28kg、硼酸16.6kg、去离子水51kg、高活性磷酸酯0.76kg、苯并三氮唑0.55kg、邻苯二乙酸0.32kg、PE
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6200共0.03kg和磷酸三苯酯0.04kg混合后即为本实施例的冷却液。
[0027]实施例5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用防爆冷却液，其特征在于：所述防爆冷却液是以乙二醇、硼酸和去离子水构成基液，在基液中添加有高活性磷酸酯、苯并三氮唑、邻苯二乙酸、消泡剂和阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池防爆冷却液，其特征在于，各原料按重量份的构成为：乙二醇20
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30份、硼酸10
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20份、去离子水50
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60份、高活性磷酸酯0.2
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0.8份、苯并三氮唑0.25
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0.55份、邻苯二乙酸0.1
‑
1份，消泡剂0.03
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0.06份，阻燃剂0.03
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0.1份。3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池防爆冷却液，其特征在于：所述的消泡剂为巴斯夫非离子表面活性剂PlurafacLF401、巴斯夫低泡异构醇表活玻璃清洗剂普罗芬LF403、巴斯夫表面活性剂PE
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6200和巴斯夫低泡型表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万青，郭家志，胡叶根，何园，王晓东，付卫，黄冰，金虹臻，
申请(专利权)人：合肥华清高科表面技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：