CN113443890B - 一种电池用气凝胶隔热套筒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒，所述套筒内沿轴线方向开设有凹槽，所述凹槽的数量为1‑4个，且均布于圆周方向。其制备方法包括以下步骤：（1）将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒；（2）制备二氧化硅胶团微粒溶液；（3）将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，得到隔热套筒凝胶预制体；（4）将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中进行改性；（5）将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒。本发明套筒成型均匀，有效避免了浸胶不均、弯曲、空洞等缺陷。
Description
技术领域
本发明属于电池防护技术领域，具体涉及一种电池用气凝胶隔热套筒及其制备方法。
背景技术
隔热材料分为多孔材料和热反射材料两类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；后一种材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻，往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。由于隔热泡棉具有质轻、软、抗冲击、隔热、无毒等优良特性，对于物体具有保护和抗冲击作用；因而在国内市场得到很快发展，成为我国发展很快的一种新能源汽车动力电池模组阻燃隔热防震的新型材料。但隔热棉的阻燃性差，对于新能源汽车电池、军用设备热电池不适用。而筒装电池通常采用传统气凝胶隔热片以及云母片，层层包覆进行隔热，工艺繁琐。另外，目前采用的气凝胶制备隔热套的方法中，常采用的是磁力搅拌法、机械搅拌法等常规搅拌方法，但是这些方法在搅拌过程中会对超细纤维套筒有所损伤，影响隔热套筒的性能。所以，急需对现有工艺进行改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种电池用气凝胶隔热套筒及其制备方法。
一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒，所述套筒内沿轴线方向开设有凹槽，所述凹槽的数量为2-4个，且均布于圆周方向。
为保证隔热套筒的隔热性能，所述套筒的壁厚为1.5-5mm，底厚5-20mm，凹槽宽度为1-5mm。
以上所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒，所述超细纤维浆液包括超细玻璃纤维、超细高硅氧纤维、超细陶瓷纤维、超细氧化铝纤维、超细莫来石纤维中的一种或两种，酸化处理而成，所述步骤(1)中的干燥是采用冷冻干燥、加热干燥中的一种，所述加热干燥时的温度为80-120℃，时间为8-12h；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液，所述二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入酸水解形成，所述酸为草酸或苯甲酸或磷酸或硼酸；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度，得到隔热套筒凝胶预制体，所述机械波分散法是采用横波、纵波中的一种或者两种，机械波的振幅为1-5mm，振动频率为40-80Hz，机械波分散的时间为1-60min；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到60-70℃进行改性，所述憎水剂为六甲基二硅氮烷；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒，所述干燥为超临界干燥或加热干燥或冷冻干燥。
本发明电池用气凝胶隔热套筒及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：1.本发明套筒成型均匀，有效避免了浸胶不均、弯曲、空洞等缺陷；2.本发明以二氧化硅胶粒为增强相，对超细纤维预制体进行隔热保护，强化纤维塑性，填充纤维间孔隙，实现气凝胶隔热套筒的低导热、隔热性、塑性三者之间高度统一，且该方法具有工艺简单、生产效率高等优势，有利于实现工业化生产，解决了筒装电池隔热层的多次缠绕工艺繁琐问题；3.本发明采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明电池用气凝胶隔热套筒的结构示意图。
图中所示，1-套筒、2-凹槽。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“内”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
需要说明的是，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
实施例1
如图1所示，一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒1，所述套筒1内沿轴线方向开设有凹槽2，所述凹槽2的数量为2个，且均布于圆周方向，用于放置电池线路。
为保证隔热套筒的隔热性能，所述套筒1的壁厚为3mm，底厚8mm，凹槽2宽度为1.5mm。
以上所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，抽入超细纤维浆液的速率30ml/min,使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，吸出水溶液的速率为15ml/min，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒，所述超细纤维浆液由超细玻璃纤维酸化处理而成，所述步骤(1)中的干燥是采用加热干燥，所述加热干燥时的温度为80℃，时间为12h；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液，所述二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入草酸水解形成；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度，得到隔热套筒凝胶预制体，所述机械波分散法是采用纵波分散能力，机械波的振幅为5mm，振动频率为50Hz，机械波分散的时间为30min；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到60℃进行改性，所述憎水剂为六甲基二硅氮烷，；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒，其导热系数为0.019W/m·k，密度为180kg/m3，憎水率99％，使用温度为-200-650℃，所述干燥为超临界干燥。
实施例2
如图1所示，一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒1，所述套筒1内沿轴线方向开设有凹槽2，所述凹槽2的数量为1个，用于放置电池线路。
为保证隔热套筒的隔热性能，所述套筒1的壁厚为1.5mm，底厚8mm，凹槽2宽度为3mm，用于放置电池线路。
以上所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，抽入超细纤维浆液的速率20ml/min,使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，吸出水溶液的速率为10ml/min，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒，所述超细纤维浆液由超细陶瓷纤维酸化处理而成，所述步骤(1)中的干燥是加热干燥，所述加热干燥时的温度为100℃，时间为8h；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液，所述二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入苯甲酸水解形成；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度，得到隔热套筒凝胶预制体，所述机械波分散法是采用纵波，机械波的振幅为5mm，振动频率为60Hz，机械波分散的时间为25min；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到60℃进行改性，所述憎水剂为六甲基二硅氮烷；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒，其导热系数为0.021W/m·k，密度为187kg/m3，憎水率91％，使用温度为-200-1000℃，所述干燥为超临界干燥。
实施例3
如图1所示，一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒1，所述套筒1内沿轴线方向开设有凹槽，所述凹槽的数量为3个，且均布于圆周方向，用于放置电池线路。
为保证隔热套筒的隔热性能，所述套筒1的壁厚为1.5mm，底厚8mm，凹槽2宽度为1mm，用于放置电池线路。
以上所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，抽入超细纤维浆液的速率35ml/min,使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，吸出水溶液的速率为20ml/min，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒，所述超细纤维浆液由超细高硅氧纤维酸化处理而成，所述步骤(1)中的干燥是采用冷冻干燥；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液，所述二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入磷酸水解形成；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度，得到隔热套筒凝胶预制体，所述机械波分散法是采用纵波，机械波的振幅为5mm，振动频率为60Hz，机械波分散的时间为25min；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到70℃进行改性，所述憎水剂为六甲基二硅氮烷；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒，其导热系数为0.020W/m·k，密度为183kg/m3，憎水率93％，使用温度为-200-900℃，所述干燥为超临界干燥。
实施例4
如图1所示，一种电池用气凝胶隔热套筒，包括一端封底的圆柱形套筒1，所述套筒1内沿轴线方向开设有凹槽2，所述凹槽2的数量为2个，且均布于圆周方向，用于放置电池线路。
为保证隔热套筒的隔热性能，所述套筒1的壁厚为1.5mm，底厚8mm，凹槽2宽度为1mm，用于放置电池线路。
以上所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，抽入超细纤维浆液的速率35ml/min,使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，吸出水溶液的速率为20ml/min，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒，所述超细纤维浆液由超细氧化铝纤维酸化处理而成，所述步骤(1)中的干燥是加热干燥中，所述加热干燥时的温度为120℃，时间为8h；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液，所述二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入磷酸水解形成；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，通过胶粒之间较高的碰撞强度与碰撞频率，破坏了胶粒间的团聚结构，使得胶团成长完善，优化了凝胶微观的孔结构和孔级分配，水分子间的表面张力受到破坏，具有了较高优的活性，加快胶粒生长速率，形成二氧化硅胶团，二氧化硅胶团沿着超细纤维凝聚成型，均匀包裹在纤维表面，增强了凝胶结构强度，得到隔热套筒凝胶预制体，所述机械波分散法是采用纵波，机械波的振幅为5mm，振动频率为60Hz，机械波分散的时间为25min；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到70℃进行改性，所述憎水剂为六甲基二硅氮烷，；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒，其导热系数为0.024W/m·k，密度为189kg/m3，憎水率90％，使用温度为-200-800℃，所述干燥为加热干燥。
本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将均一的超细纤维浆液不断抽入中空异形模具中，使得超细纤维浆液均匀流向模具各个角落，同时采用真空泵进行不断抽吸，将浆液中溶液抽离出去，利用纤维自主搭建成型性质，使得纤维在模具中堆积自主编织成型，然后干燥，脱模得到超细纤维套筒；
(2)采用一步凝胶法，在二氧化硅胶粒溶液加入氨水，使得胶粒发生聚合生长，形成二氧化硅胶团微粒溶液；
(3)将二氧化硅胶团微粒溶液加入超细纤维套筒中，然后采用机械波分散法，将二氧化硅胶团微粒均匀包裹在纤维表面，得到隔热套筒凝胶预制体；
(4)将隔热套筒凝胶预制体放入憎水剂醇溶液中加热到60-70℃进行改性；
(5)将改性后的隔热套筒凝胶预制进行干燥、脱模，得到电池用气凝胶隔热套筒；
所述电池用气凝胶隔热套筒包括一端封底的圆柱形套筒，所述套筒内沿轴线方向开设有凹槽，所述凹槽的数量为2-4个，且均布于圆周方向；
所述超细纤维浆液包括超细玻璃纤维、超细高硅氧纤维、超细陶瓷纤维、超细氧化铝纤维、超细莫来石纤维中的一种或两种，酸化处理而成。
2.如权利要求1所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述套筒的壁厚为1.5-5mm，底厚5-20mm，凹槽宽度为1-5mm。
3.如权利要求1所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中的干燥是采用冷冻干燥、加热干燥中的一种，所述步骤(5)中的干燥为超临界干燥或加热干燥或冷冻干燥。
4.如权利要求3所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述加热干燥时的温度为80-120℃，时间为8-12h。
5.如权利要求1所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述机械波分散法是采用横波、纵波中的一种或者两种，机械波的振幅为1-5mm，振动频率为40-80Hz，机械波分散的时间为1-60min。
6.如权利要求1所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述憎水剂为六甲基二硅氮烷。
7.如权利要求1所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中二氧化硅胶粒溶液是以有机硅烷偶联剂聚硅酸乙酯为二氧化硅前驱体，加入酸水解形成。
8.如权利要求7所述的电池用气凝胶隔热套筒的制备方法，其特征在于:所述酸为草酸或苯甲酸或磷酸或硼酸。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007161561A (ja) * | 2005-03-17 | 2007-06-28 | Teruzou Murai | 軽量断熱成形体及び製造方法 |
| JP2021061087A (ja) * | 2018-02-09 | 2021-04-15 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこの電源装置を備える電動車両及び蓄電装置 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000263132A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Kawasaki Steel Corp | テンションリール用スリーブ |
| CN101973752B (zh) * | 2010-10-21 | 2013-01-23 | 厦门大学 | 玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法 |
| CN203784562U (zh) * | 2013-12-24 | 2014-08-20 | 德清嘉合晶体纤维有限公司 | 隔热纤维棉套 |
| CN108689678B (zh) * | 2017-04-10 | 2020-04-07 | 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 | 一种表面无气凝胶大颗粒附着的纤维增强气凝胶毡及其制备方法 |
| CN109458519B (zh) * | 2017-09-06 | 2021-11-30 | 松下电器产业株式会社 | 绝热材料 |
| CN108467276A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-31 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种静电纺纳米纤维增强二氧化硅气凝胶的制备方法 |
| CN108993432A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-14 | 江苏师范大学 | 一种新型纳米纤维吸附气凝胶的制备方法 |
| CN109853292A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-06-07 | 贵州航天乌江机电设备有限责任公司 | 一种陶瓷纤维纸复合型二氧化硅气凝胶隔热纸的制备方法 |
| CN210778719U (zh) * | 2019-09-16 | 2020-06-16 | 苏州安靠电源有限公司 | 一种配置超隔热材料的电池模组 |
-
2021
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007161561A (ja) * | 2005-03-17 | 2007-06-28 | Teruzou Murai | 軽量断熱成形体及び製造方法 |
| JP2021061087A (ja) * | 2018-02-09 | 2021-04-15 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこの電源装置を備える電動車両及び蓄電装置 |
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