CN115339212A - 一种防火隔热复合膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火隔热复合膜及其制备方法，包括导热基材层，包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面开设有若干个容置槽，容置槽内填充有热膨胀填充层；易熔连接层，贴合于第一表面设置。工作时，将本防火隔热复合膜安装于预设的工作位，导热基材层的第二表面作为隔离异常温升区域的接触面；当不发生异常温升时，导热基材层和易熔连接层相贴合，进行热传导，起到导热作用；当发生异常温升时，易熔连接层受热熔化，热膨胀填充层受热膨胀从容置槽内挤出，扩充至原来易熔连接层所在的位置，膨胀后的热膨胀填充层的结构间隙较大，起到隔热的作用，避免异常温升区域的热量传导至其他区域，从而提高安全性。

Description

一种防火隔热复合膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种防火隔热复合膜及其制备方法。

背景技术

在锂电池电芯之间的隔离材料的应用场景中，低温状态下会大幅降低锂电池的活性，因此低温状态下要保持较高的电池的活性则需要给锂电池加热。

现有技术的电池组中，电芯之间设置有导热片以便于散热；这种方式的缺点在于，传统的导热片仅仅具有导热的功能，当单个工作电芯热失控产生高温时，会让周边的电芯发生热失控并形成链式反应，导致电池组发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防火隔热复合膜及其制备方法，来解决传统导热片无法控制高温传递，引起安全事故的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防火隔热复合膜，包括：

导热基材层，包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面开设有若干个容置槽，所述容置槽内填充有热膨胀填充层；

易熔连接层，贴合于所述第一表面设置；

其中，所述易熔连接层受热熔化时，所述热膨胀填充层受热膨胀并扩充至所述易熔连接层内。

可选的，所述容置槽呈阵列地排布于所述第一表面。

可选的，沿所述第一表面至所述第二表面的方向，所述容置槽的截面积逐渐减小。

可选的，所述防火隔热复合膜还包括导热表面层，所述导热表面层与所述易熔连接层远离所述导热基材层的一表面连接。

可选的，所述导热表面层和导热基材层分别为金属材料的导热层。

可选的，所述易熔连接层为易热熔的合金焊接层。

可选的，所述热膨胀填充层为膨胀性防火涂料层或膨胀石墨层中的任一种。

另一方面，本发明还提供了一种防火隔热复合膜的制备方法，用于制备如上所述的防火隔热复合膜，包括：

提供一导热基材层，于所述导热基材层的第一表面上加工出若干个容置槽；

于所述容置槽内填充热膨胀填充层；

提供一易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜。

可选的，所述提供易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜，具体包括：

提供一易熔连接层，将所述易熔连接层贴合于所述第一表面；

提供一导热表面层，将所述导热表面层贴合于所述易熔连接层远离所述导热基材层的一表面；

采用加压设备，所述加压设备分别压合并加热所述导热表面层和导热基材层，所述易熔连接层受热熔化，热熔后的易熔连接层分别与所述导热表面层和导热基材层热熔焊接，以制得防火隔热复合膜。

可选的，所述提供易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜，之后还包括：

对加压设备上的所述防火隔热复合膜进行冷却降温，冷却至预设温度时，取走所述防火隔热复合膜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：工作时，将本防火隔热复合膜安装于预设的工作位，导热基材层的第二表面作为隔离异常温升区域的接触面；当不发生异常温升时，导热基材层和易熔连接层相贴合，进行热传导，起到导热作用；当发生异常温升时，易熔连接层受热熔化，热膨胀填充层受热膨胀从容置槽内挤出，扩充至原来易熔连接层所在的位置，膨胀后的热膨胀填充层的结构间隙较大，起到隔热的作用，避免异常温升区域的热量传导至其他区域，从而提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、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得能涵盖的范围内。

图1为本防火隔热复合膜的结构示意图。

图示说明：导热基材层1、容置槽11、第一表面12、第二表面13、易熔连接层2、热膨胀填充层3、导热表面层4。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

本发明提供了一种防火隔热复合膜，包括：

导热基材层1，包括相对设置的第一表面12和第二表面13，第一表面12开设有若干个容置槽11，容置槽11内填充有热膨胀填充层3；

易熔连接层2，贴合于第一表面12设置；

其中，易熔连接层2受热熔化时，热膨胀填充层3受热膨胀并扩充至易熔连接层2内。

容易理解的是，易熔连接层2受热熔化时，部分熔化后的易熔连接层2会从第一表面12分离，热膨胀填充层3受热向外扩充，并充入未熔化的易熔连接层2所在的空间内，并将残留的易熔连接层2挤出；

其中，膨胀后的热膨胀填充层3隔热原理为，受热膨胀为体积较大的膨化结构，膨化结构包括多个间隙较大的微结构，其内部充入有较多的空气，能够有效地隔绝热传导，起到隔热的作用。

需要说明的是，防火隔热复合膜在受热发生结构变化时，热膨胀填充层3的厚度会变厚，该过程为不可逆过程，因此在触发一次后，需要定时更换防火隔热复合膜。

本发明的工作原理为：工作时，将本防火隔热复合膜安装于预设的工作位，导热基材层1的第二表面13作为隔离异常温升区域的接触面；当不发生异常温升时，导热基材层1和易熔连接层2相贴合，进行热传导，起到导热作用；当发生异常温升时，易熔连接层2受热熔化，热膨胀填充层3受热膨胀从容置槽11内挤出，扩充至原来易熔连接层2所在的位置，膨胀后的热膨胀填充层3的结构间隙较大，起到隔热的作用，避免异常温升区域的热量传导至其他区域，从而提高安全性。

作为本实施例的一优选方案，容置槽11呈阵列地排布于第一表面12。其中，容置槽11呈凹坑状，采用蚀刻加工的方式加工出若干个阵列排布的容置槽11；

进一步说明地是，沿第一表面12至第二表面13的方向，容置槽11的截面积逐渐减小；即容置槽11为梯形槽，容置槽11的侧壁为斜面；一方面，梯形槽以便于填充热膨胀填充层3；另一方面，容置槽11内的热膨胀填充层3受热膨胀时，通过斜面的导向作用，以便于膨胀后的热膨胀填充层3挤出到易熔连接层2所在的空间。

在本实施例中，防火隔热复合膜还包括导热表面层4，导热表面层4与易熔连接层2远离导热基材层1的一表面连接。

结合图1所示，本方案中的导热表面层4和导热基材层1间隔地设置，两者之间连接有易熔连接层2；正常工作时，导热表面层4、易熔连接层2和导热基材层1之间为热导通的状态，能够起到导热散热的作用；在应用于电池组件时，能够防火隔热复合膜能够保证相邻两个电池之间导热性，起到散热的作用，避免热量堆积，提高锂电池组的使用性能。

进一步说明地是，导热表面层4和导热基材层1分别为金属材料的导热层。

需要说明的是，本导热层需要具备导热性好、易蚀刻(以便于加工容置槽11)的性能；导热层可以为纯金属或合金材质，其中，优选的为铜基合金层或铝基合金层。

作为本实施例的一优选方案，易熔连接层2为易热熔的合金焊接层。易熔连接层2选用熔点较低(易热熔)的合金焊接层，熔点为60至200℃之间，合金焊接层可以采用以下方式：

1、一定比例的铋、镉、锡、铅、镝、锢等元素作为主要成分，组成的共晶型低熔点合金；

2、无铅型低熔点合金；

3、铋锡低熔点合金；

其中，方式2和3为环保型的材质。

需要说明的是，本方案中的易熔连接层2采用一种或多种低熔点金属元素的合金焊接层，低熔点金属元素的配比方式有多种，因此形成不同中的易熔连接层2；

不同种的易熔连接层2的熔点不同，实际工作时，可根据所需要的防护的温度来选择合金焊接层的种类。

在本实施例中，热膨胀填充层3为膨胀性防火涂料层或膨胀石墨层中的任一种。

需要说明的是，膨胀性防火涂料层包括特种阻燃剂、发泡剂、特种树脂、柔韧填料、耐火纤维、特种乳液、防沉剂及辅料；

膨胀性防火涂料层的工作原理为：遇到高温时，发泡剂(成分之一)在加热过程中产生气体，并在聚合物组成中形成比原涂层厚数十倍细孔的多孔碳质层，实现膨胀的过程；多孔碳质层隔热性能更佳，可阻挡外部热源对基材的传热，构成绝热屏障，膨胀后的膨胀性防火涂料层起到隔热的作用；

实施例二：

本发明还提供了一种防火隔热复合膜的制备方法，用于制备如实施例一的防火隔热复合膜，包括：

提供一导热基材层1，于导热基材层1的第一表面12上加工出若干个容置槽11；容置槽11的加工方式可以采用洗削或者蚀刻，优选的方式为蚀刻；

于容置槽11内填充热膨胀填充层3；填充时，自容置槽11的开口面向内填充，可以填充满热膨胀填充层3或预留一定的间隙空间，热膨胀填充层3会占据较大的空间位置，可根据实际需求灵活调整热膨胀填充层3的量；

提供一易熔连接层2，将易熔连接层2焊接于第一表面12，制得防火隔热复合膜；

对加压设备上的防火隔热复合膜进行冷却降温，冷却至预设温度时，取走防火隔热复合膜；从而得到成品的防火隔热复合膜，使用时，可安装于锂电池组中的相邻两个电芯之间。

本实施例中，提供易熔连接层2，将易熔连接层2焊接于第一表面12，制得防火隔热复合膜，具体包括：

提供一易熔连接层2，将易熔连接层2贴合于第一表面12；

提供一导热表面层4，将导热表面层4贴合于易熔连接层2远离导热基材层1的一表面；

采用加压设备，加压设备分别压合并加热导热表面层4和导热基材层1；易熔连接层2受热熔化，热熔后的易熔连接层2分别与导热表面层4和导热基材层1热熔焊接，以制得防火隔热复合膜。

需要说明的是，加压设备包括两个相互移动的压合组件，同时设有加热

组件；工作时，将贴合后的工件初胚置于两个压合组件之间，两个压合组件相互靠近，将热熔后的易熔连接层2分别与导热表面层4和导热基材层1热熔焊接，形成整体式的防火隔热复合膜；此时的防火隔热复合膜温度较高，因此需要进行冷却处理。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防火隔热复合膜，其特征在于，包括：

导热基材层，包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面开设有若干个容置槽，所述容置槽内填充有热膨胀填充层；

易熔连接层，贴合于所述第一表面设置；

其中，所述易熔连接层受热熔化时，所述热膨胀填充层受热膨胀并扩充至所述易熔连接层内。

2.根据权利要求1所述的防火隔热复合膜，其特征在于，所述容置槽呈阵列地排布于所述第一表面。

3.根据权利要求1所述的防火隔热复合膜，其特征在于，沿所述第一表面至所述第二表面的方向，所述容置槽的截面积逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的防火隔热复合膜，其特征在于，还包括导热表面层，所述导热表面层与所述易熔连接层远离所述导热基材层的一表面连接。

5.根据权利要求4所述的防火隔热复合膜，其特征在于，所述导热表面层和导热基材层分别为金属材料的导热层。

6.根据权利要求1所述的防火隔热复合膜，其特征在于，所述易熔连接层为易热熔的合金焊接层。

7.根据权利要求1所述的防火隔热复合膜，其特征在于，所述热膨胀填充层为膨胀性防火涂料层或膨胀石墨层中的任一种。

8.一种防火隔热复合膜的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至7任一项所述的防火隔热复合膜，包括：

提供一导热基材层，于所述导热基材层的第一表面上加工出若干个容置槽；

于所述容置槽内填充热膨胀填充层；

提供一易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述提供易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜，具体包括：

提供一易熔连接层，将所述易熔连接层贴合于所述第一表面；

提供一导热表面层，将所述导热表面层贴合于所述易熔连接层远离所述导热基材层的一表面；

采用加压设备，所述加压设备分别压合并加热所述导热表面层和导热基材层，所述易熔连接层受热熔化，热熔后的易熔连接层分别与所述导热表面层和导热基材层热熔焊接，以制得防火隔热复合膜。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述提供易熔连接层，将所述易熔连接层焊接于所述第一表面，制得防火隔热复合膜，之后还包括：

对加压设备上的所述防火隔热复合膜进行冷却降温，冷却至预设温度时，取走所述防火隔热复合膜。

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