本发明专利技术提供了一种用于浸没式储能的新型消防材料及其制备方法，所述新型消防材料包括以下质量百分比的原料：山茶籽油45‑55％，硅油导热膏25‑35％，分散剂5‑10％，改性阻燃填料5‑10％，降粘剂2‑8％。本发明专利技术提供的新型消防材料具有低吸湿性、低粘度、低成本的特点，可以广泛应用于浸没式液冷储能领域，具有较好的商业应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及消防，具体涉及浸没式液冷储能领域，特别涉及一种用于浸没式储能的新型消防材料及其制备方法。
技术介绍
1、储能技术作为新能源发展的核心支撑，覆盖电源侧、电网侧、负荷侧等环节，将成为带动全球能源格局革命性调整的重要引领技术。电池作为电化学储能的核心部件，随着各个领域对电池能量密度和功率需求的提高，由热量引起的性能衰退和安全性问题日益突出。电池工作温度过高或者过低，以及分布不均匀，都会导致性能下降，甚至引发热失控。当发生热失控时，会瞬间释放大量热量，迅速蔓延至邻近电池，引发电池组大面积热失控，造成严重的火灾或爆炸事故。从安全性角度来看，做好储能系统的热管理，特别是电池系统热管理，对有效控制和解决热失控带来的火灾、爆炸风险十分重要。
2、根据传热的介质不同，电池热管理系统可分为四种模式：风冷、相变材料冷却、热管冷却和液冷。风冷结构简单，技术成熟，成本低，现已实现商业化应用。但空气的比热容和导热系数很低，无法满足高比能、大电流电池的散热需求；相变冷却使用相变材料潜热特性来吸收热量，常用的相变材料有石蜡及其添加剂，但相变冷却受到相变材料质量和体积的限制，而且相变材料在完全熔化后可能会失效；热管冷却可以灵活设计几何形状，显著降低热阻，但热管容量低、接触面积小，通常需要与其他冷却方式结合。液冷可分为直接冷却和间接冷却，其中直接冷却又称作浸没式冷却，相对于间接冷却，浸没式冷却因冷却液与电池直接接触，具有热阻小、传热面积大、冷却效率高、温度均匀性好的优点，并且冷却液可以同时起到阻燃液的作用，可以有效地降低电池热失控风险。</p>3、冷却液作为浸没式储能系统的核心，其材料性质在很大程度上决定了电池系统的运行性能，冷却液可以分为水基、油基、氟基三种主要类型，其中水基的特征是成本低、导热性能佳，但过滤系统复杂，绝缘性难以保证；油基的特征是绝缘性好，但其存在吸湿性较强，以及低温环境粘度大，成本较高的缺陷；氟基的特征主要表现为低介电常数、材料兼容性和不易燃的安全性，但是氟化液在材料成本和回收处理上存在问题，并且电子氟化液的密度比水高40％～60％，导致电池模组重量的增加，在电动汽车、飞行器等移动场景使用会增加动力负载。专利wo2021/212512a1提供了一种电池冷却液以及一种应用电池冷却液的电池封装结构，该电池冷却液可靠性高且有助于提高散热效率，冷却液中含有多种全氟物质，有利于提高散热效率，但并未解决氟基冷却液成本高以及不易回收的问题。专利cn117143571a提供了一种电池冷却液、其制备方法以及浸没式储能电池，该电池冷却液具有传热效率高、绝缘效果好等优点，但是并未解决油基冷却液易吸湿以及低温环境下粘度变大的缺陷。
4、因此，市面上亟需一种兼具低吸湿性、低粘度、低成本特点以及消防性能的电池冷却液，该电池冷却液可作为新型消防材料用于浸没式储能领域。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术以低粘度且低成本的山茶籽油作为主体成分，再加入硅油导热膏、分散剂、改性阻燃填料以及降粘剂制备合成了一种用于浸没式储能的新型消防材料，使新型消防材料具有低吸湿性、低粘度、低成本以及良好的导热性能和阻燃性能的优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种用于浸没式储能的新型消防材料，包括以下质量百分比的原料：山茶籽油45-55％，硅油导热膏25-35％，分散剂5-10％，改性阻燃填料5-10％，降粘剂2-8％。
4、山茶籽油是一种天然环保的植物油，具有成本较低、粘度较低的优点，与矿物油相比，山茶籽油分子的极性基团较多，相对介电常数较大，为极性绝缘液体，并且山茶籽油的油酸含量较高看，可以一定程度地降低山茶籽油的氧化风险。
5、在本专利技术的一些实施方案中，制备所述硅油导热膏的原料包含硅油、导热填料和硅烷偶联剂。
6、在本专利技术的一些实施方案中，所述硅油为二甲基硅油；导热填料为氧化铝和氮化硼的混合物，质量比为1：(2-3)。
7、优选地，氧化铝为球形氧化铝，粒径为20-40μm；氮化硼为六方氮化硼，粒径为5-10μm；硅烷偶联剂为kh570。
8、本专利技术对所述氧化铝和氮化硼的来源不做特殊限制，可通过市售购买得到，包括但不限于购自上海茂果纳米科技有限公司和清河县惠初焊接材料有限公司。
9、具体地，所述硅油导热膏的制备方法包括以下步骤：
10、取氧化铝和氮化硼粉末，加入无水乙醇、去离子水和醋酸溶液，搅拌，将ph调至4-5，再加入二甲基硅油和硅烷偶联剂kh570，搅拌，超声后置于真空环境中1-2h，在60-80℃的烘箱中保温2-4h即得到硅油导热膏。
11、其中，氧化铝、氮化硼、二甲基硅油和硅烷偶联剂kh570的质量比为1：(2-3)：(5.5-6.5)：(0.1-0.3)。
12、导热膏具有良好的导热性能，并具有一定的流动性，在实现快速传热散热方面很有应用前景，二甲基硅油因具有耐热性、防水性、表面张力小、无毒无味以及化学稳定性良好的优点，常常被用作导热膏的基体材料，无机陶瓷粉体材料常被用作填料以增加导热膏的导热系数，并且利用硅烷偶联剂进行表面改性以避免填料在二甲基硅油中发生团聚的问题，但是硅烷偶联剂的加入会导致填料与二甲基硅油之间的热阻升高，从而阻碍导热膏导热性能的提升，申请人通过选用氧化铝和氮化硼两种具有优异电绝缘性能且化学性能的导热填料，并通过控制氧化铝和氮化硼的晶型、粒径以及二者与二甲基硅油和硅烷偶联剂kh570的配比，使不同填料之间相互堆叠，在导热膏中形成导热接触网络，从而使导热膏中的热流通路增加，获得更好的导热性能，进而获得更好的消防性能。
13、在本专利技术的一些实施方案中，所述分散剂的制备方法包括以下步骤：
14、(1)将甲基萘加入反应釜中，加热至130-140℃，待甲基萘熔化后，滴加浓硫酸，在150-170℃搅拌2-3h，加入去离子水，搅拌20-40min，加入20-40wt％的甲醛水溶液和木质素磺酸钠，在100-110℃反应4-6h，降温至室温，滴加碱液调节ph至6.5-7.5，干燥，得到反应产物备用；
15、(2)取步骤(1)得到的反应产物，加入5-10wt％feso4溶液和氨基三亚甲基膦酸五钠，在30-40℃反应20-40min，即得到所述分散剂。
16、优选地，所述分散剂的制备方法包括以下步骤：
17、(1)将甲基萘加入反应釜中，加热至135℃，待甲基萘熔化后，滴加30ml浓硫酸，在160℃搅拌2.5h，加入去离子水，搅拌30min，加入30wt％的甲醛水溶液和木质素磺酸钠，在105℃反应5h，降温至室温，滴加30wt％的naoh溶液调节ph至7.0，在105℃干燥4h，得到反应产物备用；
18、(2)取步骤(1)得到的反应产物，加入10wt％feso4溶液和氨基三亚甲基膦酸五钠，在35℃反应30min，即得到所述分散剂。
19、在本专利技术的一些实施本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述新型消防材料包括以下质量百分比的原料：山茶籽油45-55％，硅油导热膏25-35％，分散剂5-10％，改性阻燃填料5-10％，降粘剂2-8％。
2.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，制备所述硅油导热膏的原料包含硅油、导热填料和硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述硅油为二甲基硅油；导热填料为氧化铝和氮化硼的混合物，质量比为1：(2-3)。
4.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述分散剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述甲基萘、甲醛水溶液和木质素磺酸钠的质量为1：(2-4)：(0.5-0.7)；步骤(1)反应产物、FeSO4溶液和氨基三亚甲基膦酸五钠的质量比为1：(0.4-0.6)：(1-2)。
6.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述改性阻燃填料的制备方法包括以下步骤：>
7.根据权利要求6所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述聚磷酸铵粉末和甲基含氢硅油的质量比为1：(15-25％)；甲基含氢硅油和磷酸三(二甲苯)酯的质量比为1：(0.5-1.5)。
8.根据权利要求6所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述聚磷酸铵粉末的粒径为3-15μm。
9.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述降粘剂为聚丙烯酸咪唑啉。
10.一种权利要求1-9中任一项所述的用于浸没式储能的新型消防材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述新型消防材料包括以下质量百分比的原料：山茶籽油45-55％，硅油导热膏25-35％，分散剂5-10％，改性阻燃填料5-10％，降粘剂2-8％。
2.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，制备所述硅油导热膏的原料包含硅油、导热填料和硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述硅油为二甲基硅油；导热填料为氧化铝和氮化硼的混合物，质量比为1：(2-3)。
4.根据权利要求1所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述分散剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的用于浸没式储能的新型消防材料，其特征在于，所述甲基萘、甲醛水溶液和木质素磺酸钠的质量为1：(2-4)：(0.5-0.7)；步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆晨，王平，马玉军，廖泳琪，张言才，李聪，邓昊，张雄，
申请(专利权)人：蜂鸟智超新能源技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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