一种嵌入式结构储能一体化复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种嵌入式结构储能一体化复合材料及其制备方法，属于复合材料和电能储存技术领域。本发明专利技术采用夹层三明治结构，在绝缘蜂窝/网格芯材中嵌入储能单元，上下两侧为高强度纤维复合材料面板。材料体系上，面板兼顾力学强度和电绝缘性能；结构设计上，引入渐变厚度和多腔体布局以提高多方向载荷承载能力。内集成的柔性电路和智能芯片实现储能单元间的自动切换、能量管理及故障诊断；同时嵌入传感网络实时监测结构应变、振动和电池状态，提供结构健康监测功能。所得复合材料具有结构强度高、能源储存效率高、安全智能化程度高的特点，可广泛应用于航空航天、汽车等领域，实现结构和储能的一体化设计，达到减重和提升功能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料和电能储存，尤其涉及一种嵌入式结构储能一体化复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着航空航天器、电动汽车和便携设备的发展，结构轻量化与能源高密度成为并行的需求。传统设计中，承载结构和电池等储能部件分别存在，增加了系统的重量和体积。为提高效率，结构储能复合材料的概念应运而生，即将电池或超级电容等储能器件直接集成到承力结构中，实现“结构即电池”的多功能一体化。

2、已有一些设计尝试将电池嵌入复合材料结构中。例如，美国专利us20160330842a1公开了一种结构储能组件，通过在一层电绝缘材料上加工出阵列开孔，嵌入多个储能装置，再在上下两侧叠加承力复合层，从而形成既能承受拉伸/压缩载荷又可储能的多功能夹层结构。这类结构电池在一定程度上实现了重量的高效利用。然而，现有技术仍存在诸多不足：其一，结构设计上多为均匀厚度平板结构，对复杂工况下的多方向载荷适应性不够，整体结构稳定性有待提升；其二，电池单元的连接方式通常是固定串联或并联，缺乏根据工作状态自动切换配置的能力，当某单元故障时难以及时隔离，安全管理不足；其三，材料体系方面，多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，由包括夹层三明治结构的复合板和嵌入其中的储能单元、感知单元组成；

2.根据权利要求1所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述电绝缘内芯为蜂窝状或网格状。

3.根据权利要求1或2所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述承力层为层合结构，包括纤维层和树脂基体；

4.根据权利要求3所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述电绝缘内芯、纤维层、纤维预浸料层和纤维织物层的材质独立的包括碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维中的一种或多种；

5.根据权利要求1或4所述的嵌入式结构...

【技术特征摘要】

1.一种嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，由包括夹层三明治结构的复合板和嵌入其中的储能单元、感知单元组成；

2.根据权利要求1所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述电绝缘内芯为蜂窝状或网格状。

3.根据权利要求1或2所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述承力层为层合结构，包括纤维层和树脂基体；

4.根据权利要求3所述的嵌入式结构储能一体化复合材料，其特征在于，所述电绝缘内芯、纤维层、纤维预浸料层和纤维织物层的材质独立的包括碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维中的一种或多种；

5.根据权利要求1或4所述的嵌入式...

【专利技术属性】
技术研发人员：康红伟，刘晓林，
申请(专利权)人：深圳市郎搏万先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：