本發(fā)明涉及電池隔熱墊，尤其涉及一種二氧化硅氣凝膠隔熱墊及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池由于具有高能量密度、長(zhǎng)壽命和良好的充電性能，已成為電動(dòng)汽車(chē)的主要電源。然而，鋰離子電池也存在一些安全隱患，其中之一就是電池?zé)崾Э?。?dāng)其中一個(gè)電池組發(fā)生熱失控時(shí)，如果不能及時(shí)阻止火勢(shì)蔓延，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)汽車(chē)電池被點(diǎn)燃，帶來(lái)嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，汽車(chē)電池的隔熱性能至關(guān)重要?，F(xiàn)有的汽車(chē)電池隔熱技術(shù)主要是使用隔熱墊來(lái)隔離各個(gè)電池組，防止熱失控的電池組點(diǎn)燃相鄰的電池組。

2、傳統(tǒng)的汽車(chē)電池中采用pp、abs、pvc等阻燃塑料隔板作為隔熱墊，但是塑料隔板隔熱效果并不好，且電池溫度過(guò)高時(shí)容易出現(xiàn)隔板溶解、著火等問(wèn)題。目前，還可以采用陶瓷纖維、氣凝膠氈等制備隔熱墊。陶瓷纖維和氣凝膠氈具有良好的隔熱性能，可以有效地阻止熱量在電池組之間的傳遞。但是市面上的陶瓷纖維和氣凝膠氈隔熱墊的抗沖擊能力較差，當(dāng)汽車(chē)在日常行駛過(guò)程中遇到顛簸時(shí)，受到?jīng)_擊后容易發(fā)生壓縮變形，沖擊力可能會(huì)通過(guò)隔熱墊傳遞，導(dǎo)致各個(gè)電池組受到過(guò)大的沖擊，這可能導(dǎo)致電池?cái)D壓變形而自燃。

3、綜上所述，目前亟需提供一種隔熱性好、抗沖擊能力強(qiáng)的隔熱墊，以提高汽車(chē)電池的安全性和耐久性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種二氧化硅氣凝膠隔熱墊及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的二氧化硅氣凝膠隔熱墊隔熱效果好，抗沖擊性好，抗壓縮變形能力強(qiáng)，同時(shí)具有良好的耐高溫性能，在高溫條件下仍能保持良好的隔熱性能。

2、有益效果：

3、本發(fā)明在熱壓成型前先進(jìn)行預(yù)壓，不僅能夠完整的保持氣凝膠結(jié)構(gòu)，使其致密化，而且能提高隔熱墊的抗沖擊性能，使隔熱墊具有更好的抗壓縮形變能力，避免汽車(chē)電池組發(fā)生擠壓變形，從而提供更為可靠的隔熱效果，同時(shí)還能有效減少電池組受到的不必要沖擊和熱量傳遞，提高汽車(chē)電池的安全性和耐久性，延長(zhǎng)汽車(chē)電池的使用壽命，減少維護(hù)和更換的成本；本發(fā)明通過(guò)加入添加劑，降低隔熱墊在高溫下的導(dǎo)熱系數(shù)，從而提高其隔熱能力和耐高溫性能；本發(fā)明在老化時(shí)還加入疏水改性劑，能夠提高隔熱墊的防水性能，能有效阻擋外界環(huán)境中的水汽進(jìn)入氣凝膠隔熱墊內(nèi)部，使其在潮濕環(huán)境中也可以保持良好的隔熱性能，避免因受潮而導(dǎo)致隔熱效果下降等問(wèn)題。

4、進(jìn)一步的，本發(fā)明在預(yù)壓過(guò)程中使用墊片控制預(yù)壓厚度，能夠進(jìn)一步保證氣凝膠結(jié)構(gòu)的有效保留，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了厚度可控，封裝后隔熱墊的厚度一致性更好。進(jìn)一步的，本發(fā)明采用的纖維片可以為單層或多層，其中采用多層纖維片層疊時(shí)，能夠進(jìn)一步提高隔熱墊的隔熱性能。

技術(shù)特征：

1.一種二氧化硅氣凝膠隔熱墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅源包括硅酸酯和烷基烷氧基硅烷中的一種或多種；所述醇類(lèi)溶劑包括甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇中的一種或多種；所述硅源、醇和水的摩爾比為1:(5～30):(2～10)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述堿性催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水和氟化銨水溶液中的一種或多種；所述混合溶膠的ph值6.5～8.5，凝膠時(shí)間為1～5min；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述纖維片中的纖維為石英纖維、玻璃纖維、高硅氧纖維、預(yù)氧絲纖維、莫來(lái)石纖維、玄武巖纖維和陶瓷纖維中的一種或多種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述老化改性液中的醇為碳原子數(shù)為1～6的低元醇，疏水改性劑包括三甲基甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷和三甲基氯硅烷中的一種或多種；所述疏水改性劑的體積為老化改性液中醇體積的2～10％；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的方法為超臨界co2干燥；所述超臨界co2干燥的壓力為10～20mpa，溫度為40～80℃，干燥時(shí)間為3～10h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)壓的壓力為120～160kg/cm2，時(shí)間為20～30s；所述預(yù)壓時(shí)在所述二氧化硅氣凝膠纖維片兩側(cè)放置墊片。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述封裝材料為聚合物薄膜；所述熱壓成型的溫度為80～100℃，壓力為120～140kg/cm2，時(shí)間為30～50s。

9.權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述制備方法制備得到的二氧化硅氣凝膠隔熱墊。

10.權(quán)利要求9所述的二氧化硅氣凝膠隔熱墊在汽車(chē)電池中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池隔熱墊技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種二氧化硅氣凝膠隔熱墊及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明將硅源、醇類(lèi)溶劑、水和酸性催化劑混合，得到硅溶膠；將硅溶膠、堿性催化劑和添加劑混合后與纖維片復(fù)合，得到復(fù)合濕凝膠纖維片；將復(fù)合濕凝膠纖維片老化改性后進(jìn)行干燥、預(yù)壓和熱壓成型，得到二氧化硅氣凝膠隔熱墊。本發(fā)明提供的二氧化硅氣凝膠隔熱墊隔熱能力強(qiáng)、耐高溫性能好，且抗沖擊性好，抗壓縮形變能力強(qiáng)，能夠避免應(yīng)汽車(chē)電池組的擠壓變形，從而提供更為可靠的隔熱效果，同時(shí)還能有效減少電池組受到的不必要沖擊和熱量傳遞，提高汽車(chē)電池的安全性和耐久性，減少維護(hù)和更換的成本。

技術(shù)研發(fā)人員：黃琨桃,熊風(fēng),李會(huì),陳翠翠,庹保華,李宗彩,張毅,武少卿,徐帆,譚沖,徐妥夫,楊志國(guó),付玉川,姚明川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中化學(xué)華陸新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8