一种电池组用防火隔热复合片材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池组用防火隔热复合片材及其制备方法，所述电池组用防火隔热复合片材包括纤维毡、膨胀阻燃涂层和可瓷化硅橡胶包覆层；所述纤维毡的表面和或/内部浸透所述膨胀阻燃涂层，所述可瓷化硅橡胶包覆层粘附在所述膨胀阻燃涂层外侧。本发明专利技术的电池组用防火隔热复合片材不仅解决了2mm以下超薄纤维不易成毡的问题，而且通过对纤维的包裹，既保留了纤维间的空隙和柔性，又降低了无机纤维本身的易吸湿的固有属性，从而提高了纤维毡的隔热性能。另外，高温下膨胀涂层的脱水碳化膨胀形成碳层气泡，可以封堵纤维毡内部的通孔结构，避免高温高压气体的对流传导，从而大大提高纤维毡在高温、高压热气流下的隔热能力。高压热气流下的隔热能力。高压热气流下的隔热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组用防火隔热复合片材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及隔热防火材料
，特别是涉及一种电池组用防火隔热复合片材及其制备方法。

技术介绍

[0002]新能源车用动力电池或者储能电池在使用过程中都需要进行成组装配，也就是行业中成为的“pack”包。因为电池在生产过程中的良率或者使用不当等原因，目前单个电芯在使用过程中的热失控风险依然很高。为了避免因为单一电芯热失控而引发整个电池组甚至整车起火，成组过程中电芯之间需要使用防火隔热材料进行间隔，从而避免热失控的快速蔓延。目前所用的材料主要有以下几种：云母片、气凝胶毡、阻燃纤维毡、阻燃泡棉等。
[0003]阻燃纤维毡在防火性、隔热性和成本方面具有比较平衡的综合性能优势。但是目前阻燃纤维毡还有三个比较明显的缺点限制了它在电池组领域的应用。第一是无机纤维材料本身的吸湿性，容易导致使用过程中纤维毡因吸水使隔热性能下降，而有机纤维毡防火性差；第二是纤维毡一般比较厚(2毫米以上)，电池成组中体积占比相对较大，不利于提升电池组的体积能量密度。第三是纤维毡本身是通孔结构，高温高压气体容易透过纤维毡孔隙，造成热对流传热，降低纤维毡在高温下的隔热性能(厚度在2毫米以下该缺点更为明显)。针对纤维毡的第一个缺点，中国专利技术专利CN107419534A、CN115198516A等采用具有疏水功能的有机聚合物将纤维进行浸渍包覆，通过包覆层提高纤维的疏水性。这种类型的改性方法虽然提高了纤维毡的疏水性，但是因为所用有机聚合物涂层的防火阻燃性能较差，不利于纤维毡的防火性能。针对第三个缺点，中国专利技术专利CN115257087A采用纤维毡内部填充气凝胶的方式，提高纤维毡隔热性能的同时降低纤维毡的疏水性。这类型的方法虽然在提高纤维毡的疏水性的同时保证了纤维毡的防火隔热性能，但是气凝胶容易脱落，产生纤维毡“掉粉”问题，另外，这种方法材料和加工成本较高，损害了纤维毡的低成本优势。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术要解决的技术问题是克服现有电池组防火隔热片材存在的上述不足，进而提供一种电池组用防火隔热复合片材及其制备方法，目的在于制备一种厚度0.5～1毫米范围，兼具低吸水性、高防火隔热性和低成本的复合纤维片材，解决目前新能源车或者储能电池组的防火隔热领域的防火隔片材吸湿性、厚度偏大和高温隔热性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种电池组用防火隔热复合片材，其包括纤维毡、膨胀阻燃涂层和可瓷化硅橡胶包覆层；所述纤维毡的表面和或/内部浸透所述膨胀阻燃涂层，所述可瓷化硅橡胶包覆层粘附在所述膨胀阻燃涂层外侧。
[0007]优选的，所述膨胀阻燃涂层由水性膨胀阻燃环氧树脂浆料固化成型，所述纤维毡浸渍所述水性膨胀阻燃环氧树脂浆料后，通过压辊压制成1
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2毫米厚的预固化纤维毡。
[0008]优选的，所述水性膨胀阻燃环氧树脂浆料由如下重量份的原料搅拌混合而成：水
性环氧树脂乳液100份，柔性扩链剂二乙二醇二缩水甘油醚20
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50份，复合固化剂50
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80份，膨胀阻燃剂40
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80份，成炭催化剂三氧化钼10
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20份，纯水100
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500份。
[0009]优选的，所述复合固化剂的组分为端氨基聚醚和593固化剂，所述端氨基聚醚和所述593固化剂的重量比为2:1；所述膨胀阻燃剂的组分为多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，所述多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐重量比为3:1
[0010]优选的，所述可瓷化硅橡胶包覆层的厚度为0.1
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0.2毫米。
[0011]一种电池组用防火隔热复合片材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：配制水性膨胀阻燃环氧树脂浆料；S2：将预定厚度的纤维毡浸渍步骤S1所述的浆料，并通过压辊将多余浆料挤出，然后将浸渍后的纤维毡经过热压辊在120℃下，初步压制并预固化10
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20秒，形成厚度1
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2毫米的预固化纤维毡；S3：包覆可瓷化硅橡胶包覆层，将经过步骤S2制成的预固化纤维毡上下两表面各压延贴覆一层厚度0.1
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0.2毫米的可瓷化硅胶混炼胶膜，贴覆后再经过热压辊在180℃下压制并硫化1
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3分钟，使可瓷化硅橡胶膜与膨胀阻燃涂层相互粘结并充分固化成型，即可得到超薄柔性的电池组用防火隔热复合片材。
[0012]优选的，所述水性膨胀阻燃环氧树脂浆料由如下重量份的原料搅拌混合而成：水性环氧树脂乳液100份，柔性扩链剂二乙二醇二缩水甘油醚20
‑
50份，复合固化剂50
‑
80份，膨胀阻燃剂40
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80份，成炭催化剂三氧化钼10
‑
20份，纯水100
‑
500份。
[0013]优选的，所述步骤S2中纤维毡的预定厚度为2
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4毫米。
[0014]优选的，所述复合固化剂的组分为端氨基聚醚和593固化剂，所述端氨基聚醚和所述593固化剂的重量比为2:1。
[0015]优选的，所述膨胀阻燃剂的组分为多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，所述多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐重量比为3:1。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1.本专利技术的电池组用防火隔热复合片材及其制备方法，不仅解决了2毫米以下超薄纤维不易成毡的问题，通过对纤维毡的包裹，既保留了纤维间的空隙和柔性，又降低了无机纤维本身的易吸湿的固有属性，从而提高了纤维毡的隔热性能；另外，高温下膨胀涂层的脱水碳化膨胀形成碳层气泡，可以封堵纤维毡内部的通孔结构，避免高温高压气体的对流传导，从而大大提高了纤维毡在高温、高压热气流下的隔热能力。
[0018]2.本专利技术的纤维毡外层可瓷化硅橡胶包覆层在高温或者火焰下能够快速陶瓷化，形成完整的、有一定力学强度的陶瓷壳层，不但可以抵抗火焰气流的冲击，还可以将外部氧气隔绝，延缓内部碳层气泡的破损，从而大大提高纤维毡在高温下的隔热性能。
[0019]3.由于纤维毡密度低、耐高温、成本低，和膨胀阻燃涂层以及可瓷化硅橡胶包覆层复合后，可以充分发挥各个材料本身的特性，使三者产生协同作用，在成本增加相对较小的情况下，可以制备得到厚度0.5
‑
1毫米，阻燃等级5VA以上，密度在0.5g/cm3以下，1200℃丙烷火焰烧蚀15分钟无蹿火的复合无机纤维片材，大幅提高无机纤维毡在新能源或者储能电池组防火隔热领域应用的竞争力
附图说明
[0020]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0021]图1是本专利技术的电池组用防火隔热复合片材制备方法原理图。
具体实施方式
[0022]本专利技术的电池组用防火隔热复合片材，包括纤维毡、膨胀阻燃涂层和可瓷化硅橡胶包覆层；纤维毡的表面和内部浸透膨胀阻燃涂层，可瓷化硅橡胶包覆层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池组用防火隔热复合片材，其特征在于：包括纤维毡、膨胀阻燃涂层和可瓷化硅橡胶包覆层；所述纤维毡的表面和或/内部浸透所述膨胀阻燃涂层，所述可瓷化硅橡胶包覆层粘附在所述膨胀阻燃涂层外侧。2.根据权利要求1所述的电池组用防火隔热复合片材，其特征在于：所述膨胀阻燃涂层由水性膨胀阻燃环氧树脂浆料固化成型，所述纤维毡浸渍所述水性膨胀阻燃环氧树脂浆料后，通过压辊压制成1
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2毫米厚的预固化纤维毡。3.根据权利要求2所述的电池组用防火隔热复合片材，其特征在于所述水性膨胀阻燃环氧树脂浆料由如下重量份的原料搅拌混合而成：水性环氧树脂乳液100份，柔性扩链剂二乙二醇二缩水甘油醚20
‑
50份，复合固化剂50
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80份，膨胀阻燃剂40
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80份，成炭催化剂三氧化钼10
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20份，纯水100
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500份。4.根据权利要求3所述的电池组用防火隔热复合片材，其特征在于：所述复合固化剂的组分为端氨基聚醚和593固化剂，所述端氨基聚醚和所述593固化剂的重量比为2:1；所述膨胀阻燃剂的组分为多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，所述多聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐重量比为3:1。5.根据权利要求3所述的电池组用防火隔热复合片材，其特征在于：所述可瓷化硅橡胶包覆层的厚度为0.1
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0.2毫米。6.一种电池组用防火隔热复合片材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：配制水性膨胀阻燃环氧树脂浆料；S2：将预定厚度的纤维毡浸渍步骤S1所述的浆料，并通过压辊将多余浆料挤出，然后将...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁明，王金合，王兵，
申请(专利权)人：苏州宝特维新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：