【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池散热材料领域，尤其涉及一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶及其制备方法。
技术介绍
1、新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。其中纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶，目前大多数的新能源汽车都指的是纯电动汽车。
2、作为新能源汽车动力核心的锂离子电池，它是通过并联再串联的方向形成汽车电池组，由于电池之间密集的组装方式，很容易形成高温环境，对电池性能与荷电状态造成一定的影响，严重的话会导致新能源汽车动力系统控制失效。
3、目前常见的新能源汽车动力电池散热方法，通过在电池组之间与电池底部散热铝板增加导热硅胶片，而电池组的侧面则通过空气散热，除了能起到很好的热量传导工作，还能在电池组之间形成很好的隔离减震作用，能够有效的避免电池之间的因摩擦震动导致的短路、磨损现象。但是目前的导热硅胶的导热效果不佳，需要解决。
技术实现思路
1、本申请目的在于针对当前技术的不足，提供一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，采用如下技
3、一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，包括以下质量份数的原料：硅橡胶生胶60-70份、填料13-18份、石墨烯8-10份、改性石墨18-22份、分散剂2-4份、偶联剂0.5-1份、固化剂0.3-0.8份，其中，所述填料包括纳米氮化铝5-7份、其颗粒粒径35nm-55nm，纳米氮化硼4-7份、其颗粒粒径75nm-85nm，纳米碳化硅2-9份、其颗粒粒径50nm-80nm。
4、通过采用上述技术方案，在本申请的新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶中，各组分的作用及协同作用如下：硅橡胶生胶：作为硅胶基体，提供胶体的保护性质，增加材料的柔韧性和弹性，使之具有一定的力学弹性特性。填料：填料用于增加石墨导热硅胶的稠度和加强其机械强度。纳米氮化铝、纳米氮化硼和纳米碳化硅是常用的填料。纳米氮化铝和纳米氮化硼的颗粒粒径较小，提供更大的表面积，能够增加材料与其他组分之间的接触面积，提高导热性能。纳米碳化硅在填料中起到增加材料的导热性能的作用。石墨烯：石墨烯作为一种具有优异的导热性能的材料，能够提高整个石墨导热硅胶的导热系数。石墨烯的加入可以增加材料的导热路径，改善导热性能，提高材料的散热效果。改性石墨：改性石墨可以增加石墨导热硅胶的导热性能和稳定性。改性石墨通常具有较高的热导率和较好的热稳定性，能够有效地提高散热效果，并保持材料的导热性能。分散剂：分散剂的作用是将各种原料均匀分散在硅胶基体中，确保各组分之间的有效接触，提高材料的整体导热性能。偶联剂：偶联剂的作用是在填料和硅胶基体之间形成化学键，增加填料与基体之间的粘附力，提高材料的机械强度和热导率。固化剂：固化剂的作用是使石墨导热硅胶在固化过程中形成稳定的化学结构，增加材料的绝缘性能、击穿电压及机械强度。通过这些组分的作用及协同作用，使得石墨导热硅胶具有良好的导热性能、导热系数，并且具有优异的绝缘性能、高击穿电压和适当的力学弹性，能够满足新能源汽车锂电池散热使用的要求。
5、优选的，所述石墨烯为改性石墨烯，其制备方法，包括以下步骤：
6、s21：将浓度为4g/l的氧化石墨烯溶液升温至55-60℃；
7、s22：在氧化石墨烯溶液缓慢加入叔丁基肼，70-75℃水浴条件下反应20-23小时；
8、s23：反应完毕后对所得溶液进行离心分离，将溶液洗涤至中性，最后真空干燥，真空干燥的温度为-5℃，且干燥时间为60小时，得到石墨烯粉末；
9、s24:将10-15g硅烷偶联剂，40-50g乙醇、200-400g水混合，缓慢加入100g石墨烯粉末，充分搅拌，加热到80℃，回流120min,将处理后的改性石墨烯分离、烘干待用。
10、优选的，所述氧化石墨烯与所述叔丁基肼的质量比为1:10-15，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
11、通过采用上述技术方案，在本申请中，氧化石墨烯与叔丁基肼反应生成改性石墨烯，用作石墨导热硅胶材料的填料之一。氧化石墨烯在加热条件下与叔丁基肼反应，可以使氧化石墨烯表面的羟基被还原生成醇基，从而降低其亲水性，并引入有机基团，从而提高改性石墨烯在硅烷偶联剂中的分散性和相容性。硅烷偶联剂是一种可以在有机物和无机物之间形成化学键的功能性化合物。在本申请中，硅烷偶联剂的作用是与改性石墨烯表面的醇基发生化学反应，形成硅-氧-碳键，从而将改性石墨烯有效地与硅橡胶生胶和其他成分相互连接，提高材料的强度和稳定性。不同种类的硅烷偶联剂在改性石墨烯中起到不同的作用。乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷可以在改性石墨烯表面形成稳定的键，提高石墨烯与硅橡胶生胶的黏附性和分散性；乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷可以通过其β-甲氧乙氧基基团增加改性石墨烯与硅橡胶生胶之间的相互作用；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在改性石墨烯表面形成更密的化学键结构，提高改性石墨烯在石墨导热硅胶中的分散性和稳定性。在石墨导热硅胶中，石墨烯和改性石墨的存在可以提高材料的导热性能，增加散热效果。纳米氮化铝、纳米氮化硼和纳米碳化硅等填料的加入可以增加材料的导热性能，并提高材料的强度和抗压性能。分散剂和偶联剂的使用可以提高填料的分散性和与基体的相容性，从而增加材料的稳定性和抗老化性能。固化剂的加入可以使石墨导热硅胶形成坚固的网络结构，提高材料的耐高温性能。
12、综上所述，该石墨导热硅胶中各种原料的选择和配比可以相互促进，共同发挥作用，充分发挥石墨烯和改性石墨的导热和增强作用，提高石墨导热硅胶的导热性能和力学性能，适用于新能源汽车锂电池的散热使用。
13、优选的，所述改性石墨的制备方法为：将10g乙烯基三乙氧基硅烷，60g乙醇、200-300g水混合，缓慢加入200g石墨粉末，充分搅拌，加热到70℃，回流100min,将处理后的改性石墨进行抽滤，烘干并粉碎，然后在功率为1000w、氧气的体积浓度为5％的条件下进行，等离子体表面处理5s，得到颗粒粒径为2-8μm的改性石墨，待用。
14、通过采用上述技术方案，在本申请中，改性石墨是石墨导热硅胶中的主要成分之一，其制备方法可以通过与乙烯基三乙氧基硅烷反应来实现。在反应过程中，乙烯基三乙氧基硅烷起到了偶联剂的作用。它与石墨表面的碳基团发生化学反应，形成硅-碳键，将改性石墨与其他成分有效地结合起来。这样可以提高改性石墨在石墨导热硅胶中的分散性、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，包括以下质量份数的原料：硅橡胶生胶60-70份、填料13-18份、石墨烯8-10份、改性石墨18-22份、分散剂2-4份、偶联剂0.5-1份、固化剂0.3-0.8份，其中，所述填料包括纳米氮化铝5-7份、其颗粒粒径35nm-55nm，纳米氮化硼4-7份、其颗粒粒径75nm-85nm，纳米碳化硅2-9份、其颗粒粒径50nm-80nm。
2.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述石墨烯为改性石墨烯，其制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述氧化石墨烯与所述叔丁基肼的质量比为1:10-15，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述改性石墨的制备方法为：将10g乙烯基三乙氧基硅烷，60g乙醇、200-300g水混合，缓慢加入
5.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种。
6.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述分散剂为聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、二甲基硅油、甲基三甲氧基硅烷按照质量比7:1-4:2-6:1-2的组合物。
7.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述固化剂为三甲基已二胺、过氧化二叔丁基、乙烯基三胺、二乙胺基丙胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述偶联剂为γ氨丙基三乙氧基硅烷、N(β一氨乙基)γ氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ二乙烯三胺丙烯三乙氧基硅烷中的一种或多种。
9.一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶的原料，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶的制备方法，其特征在于，在步骤S94中，所述交联固化温度为130℃-170℃。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，包括以下质量份数的原料：硅橡胶生胶60-70份、填料13-18份、石墨烯8-10份、改性石墨18-22份、分散剂2-4份、偶联剂0.5-1份、固化剂0.3-0.8份，其中，所述填料包括纳米氮化铝5-7份、其颗粒粒径35nm-55nm，纳米氮化硼4-7份、其颗粒粒径75nm-85nm，纳米碳化硅2-9份、其颗粒粒径50nm-80nm。
2.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述石墨烯为改性石墨烯，其制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述氧化石墨烯与所述叔丁基肼的质量比为1:10-15，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种新能源汽车锂电池散热用石墨导热硅胶，其特征在于，所述改性石墨的制备方法为：将10g乙烯基三乙氧基硅烷，60g乙醇、200-300g水混合，缓慢加入200g石墨粉末，充分搅拌，加热到70℃，回流100min,将处理后的改性石墨进行抽滤，烘干并粉碎，然后在功率为1000w、氧气的体积浓度为5%的条件下进行，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑志成，朱全红，周招团，黄治豪，
申请(专利权)人：东莞市鸿亿导热材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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