刚性、非柔性纤维增强绝缘复合物制造技术

技术编号:41491403 阅读:25 留言:0更新日期:2024-05-30 14:37
本公开涉及非柔性复合绝缘材料,包括以嵌入于中的纤维材料增强的金属氧化物基质。具体地,本公开涉及所述非柔性复合绝缘材料于热电池等的用途。与市售绝缘体相比,本文所提供的具有低导热率的所述非柔性复合绝缘材料能满足热电池设计的机械要求,并提供改良的可操作性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开总体上涉及用在热电池等的复合绝缘材料。更具体地,本公开涉及具有改善的可操作性的包括用纤维材料增强的金属氧化物基质的非柔性复合绝缘材料、其制备方法和其用在绝缘电池组件的用途。


技术介绍

1、热电池是高温电源,通常在350℃和600℃之间运行。此类电池使用电化学电池,其通过热激活来产生电力。这些电化学电池通常包括由离子导电熔盐分隔的合适的阳极和阴极元件,所述离子导电熔盐在正常或通常的运行温度为固体且不导电。当电池单元超过电解质的熔解温度时,电解质会融化或熔化并变得导电,从而允许电池发挥作用并通过众所周知的电化学反应产生电力。在美国专利第3,558,363号中能找到这种热电池的典型实例。

2、热电池提供异常高的功率密度以及通常超过二十年的免维护存储寿命,故其几乎专门用在军事和国防应用。然而,热电池具有某些固有的局限性和缺点。举例而言,激活热电池单元时,这些热电池单元在运行过程中会产生热量而对诸如电子封装的周遭环境产生危害。此外,电解质保持熔化状态的时间长度也使得电池的使用寿命和功率密度受到限制。随着时间的推移,由于热量从电池中逸出,电解质会开始本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非柔性复合绝缘材料,包括金属氧化物基质、遮光化合物和纤维材料,其任选地包括聚合物粘合剂,其中,所述非柔性复合绝缘材料以所述纤维材料增强,所述非柔性复合绝缘材料具有大于约0.20g/cc的密度和大于约10,000psi的弯曲模量。

2.一种非柔性复合绝缘材料,包括以嵌入于中的纤维材料所增强的金属氧化物基质,其中,所述纤维材料任选地包括聚合物粘合剂,并且其中,遮光化合物分散在整个所述金属氧化物基质中,所述非柔性复合材料绝缘材料具有大于约0.20g/cc的密度,并且其中,相对于所述复合绝缘材料内的金属氧化物含量,所述遮光化合物以大于约40重量%存在。p>

3.根据权...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种非柔性复合绝缘材料,包括金属氧化物基质、遮光化合物和纤维材料,其任选地包括聚合物粘合剂,其中,所述非柔性复合绝缘材料以所述纤维材料增强,所述非柔性复合绝缘材料具有大于约0.20g/cc的密度和大于约10,000psi的弯曲模量。

2.一种非柔性复合绝缘材料,包括以嵌入于中的纤维材料所增强的金属氧化物基质,其中,所述纤维材料任选地包括聚合物粘合剂,并且其中,遮光化合物分散在整个所述金属氧化物基质中,所述非柔性复合材料绝缘材料具有大于约0.20g/cc的密度,并且其中,相对于所述复合绝缘材料内的金属氧化物含量,所述遮光化合物以大于约40重量%存在。

3.根据权利要求2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述纤维材料的几乎全部或部分以垂直于所述金属氧化物基质的厚度方向排列。

4.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述金属氧化物包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化铈、氧化钇、氧化钒或其任意组合。

5.根据权利要求4所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述金属氧化物基质包括二氧化硅。

6.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述金属氧化物为压缩的气凝胶基质。

7.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述遮光化合物是选自b4c、硅藻土、铁酸锰、mno、nio、sno、ag2o、bi2o3、tic、wc、炭黑、氧化钛、氧化钛铁、硅酸锆、氧化锆、氧化铁(i)、氧化铁(iii)、二氧化锰、铁钛氧化物(钛铁矿)、氧化铬、碳化硅或其混合物。

8.根据权利要求7所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述遮光化合物是碳化硅。

9.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述纤维层包括基于有机聚合物的纤维、无机纤维、基于碳的纤维或其组合。

10.根据权利要求9所述的非柔性复合绝缘材料,所述无机纤维是选自玻璃纤维、岩石纤维、金属纤维、硼纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维或其组合。

11.根据权利要求10所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述无机纤维包括玻璃纤维。

12.根据权利要求11所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述玻璃纤维是基于二氧化硅的玻璃纤维。

13.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,其中,所述纤维层包括离散纤维、纺织材料、非纺织材料、垫、毡、棉絮、膨松棉絮、短切纤维或其组合。

14.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,所述聚合物粘合剂包括聚乙烯醇。

15.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,具有小于10mm的平均厚度和小于10%的厚度变化。

16.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,在600℃具有约60mw/m·k或更小的导热率。

17.根据权利要求1或2所述的非柔性复合绝缘材料,具有在约0.20g/cc至约1.0g/cc的范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员:N·A·扎菲罗普洛斯K·E·德克拉夫特董文庭
申请(专利权)人:亚斯朋空气凝胶公司
类型:发明
国别省市:

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