一种粘贴式柔性电池散热片及其制备方法和电池模组与流程

1.本发明属于电池热管理技术领域，尤其涉及一种粘贴式柔性电池散热片及其制备方法和电池模组。


背景技术：

2.在目前的电池热管理材料研究中，利用机械性能优异的热塑性弹性体、橡胶等大分子聚合物作为基体封装小分子相变材料并加入高导热填料构建内部导热通路从而引导复合材料热导率的提高被视为最常用的方法。
3.然而，在使用中发现，目前的电池热管理材料存在以下不足：1）目前大多数电池热管理材料不具有粘性，与电池表面贴合后存在空气间隙，因而接触热阻较大，热量传导效率低。
4.2）相变材料和大多数聚合物基体的固有热导率较低，阻碍了导热填料在其中的传热路径构建，制得复合材料也经常表现为低热导率的性质，而过多导热填料的加入又会带来材料机械性能下降、无法成型等问题。
5.有鉴于此，确有必要提供一种新型的电池散热材料及其制备方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种粘贴式柔性电池散热片及其制备方法，以解决现有电池散热片粘性不足、与电池表面贴合度差、接触热阻较大，且热量传导效率低的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种粘贴式柔性电池散热片的制备方法，包括以下步骤：1）在60~80℃油浴下，将熔融态石蜡和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为10~40%聚乙烯醇溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片。
8.优选的，步骤1）中，熔融态石蜡和膨胀石墨的质量比为1：1~1：5。
9.优选的，步骤3）中，将混合材料导入模具热压的温度为100~120℃。
10.优选的，步骤3）中，使所述石蜡和聚乙烯醇填充于所述膨胀石墨网络的孔隙内。这样使材料具有更高的热导率。
11.此外，本发明还提供一种粘贴式柔性电池散热片，其由上述任一段所述的粘贴式柔性电池散热片的制备方法制得。
12.此外，本发明还提供一种电池模组，其包括电池组及贴覆于电池组的散热片，所述散热片为本发明所述的粘贴式柔性电池散热片。
13.优选的，所述电池组包括若干个电芯单体，所述散热片贴覆于所述电芯单体表面并将若干个所述电芯单体间隔设置。通过对每个电芯单体进行贴覆包裹，能够有效增加电池模组的整体散热面积，提高电池模组的散热效果。
14.相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：1）本发明制得的散热片具有优异的形状适应性和粘性，能够应用于各种场景的电池热管理，与电池表面粘合紧密，接触热阻小，热量传导效率高，且长时间使用不会脱落。
15.2）本发明制得的散热片以膨胀石墨为基体，石蜡为相变材料，聚乙烯醇为柔性剂和增粘剂的多元复合柔性导热相变材料，保留了较为完整的膨胀石墨导热网络，并在其孔隙间封装相变材料和柔性聚合物，相比以柔性聚合物为基体的复合相变材料，具有更高的热导率。
16.3）本发明制备工艺简便高效且绿色环保，具有很好的规模化应用价值。
附图说明
17.图1为本发明散热片制备原理示意图。
18.图2为本发明的散热片用于电池模组的示意图。
19.图3为本发明电池模组温升测试结果图。
20.图4为本发明电池模组温差测试结果图。
21.图中：1-电芯单体；2-散热片。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
23.实施例1散热片及其制备如图1所示，本实施例一种粘贴式柔性电池散热片的制备方法，包括以下步骤：1）在60℃油浴下，将质量比为1：1的熔融态石蜡（op44）和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为10%聚乙烯醇溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具在100℃下热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片，其中，石蜡和聚乙烯醇填充于膨胀石墨导热网络的孔隙内。
24.电池模组如图2所示，本实施例一种电池模组，包括电池组及贴覆于电池组的散热片，所述散热片为上述制得的粘贴式柔性电池散热片2，其中，电池组包括若干个电芯单体1，散热片2贴覆于电芯单体1表面并将若干个电芯单体1间隔设置。其中，电芯单体1包括壳体及封装于壳体内的裸电芯及电解液，裸电芯包括正极、负极及隔离膜，其中电芯单体1优选采用18650电芯单体，电芯单体的制备工艺与常规制备工艺相同，这里不再赘述。
25.实施例2与实施例1不用的是，本实施例一种粘贴式柔性电池散热片的制备方法，包括以下
步骤：1）在80℃油浴下，将质量比为1：5的熔融态石蜡（op44）和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为40%聚乙烯醇溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具在120℃下热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片，其中，石蜡和聚乙烯醇填充于膨胀石墨导热网络的孔隙内。
26.其他同实施例1，这里不再赘述。
27.实施例3与实施例1不用的是，本实施例一种粘贴式柔性电池散热片的制备方法，包括以下步骤：1）在70℃油浴下，将质量比为1：3的熔融态石蜡（op44）和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为25%聚乙烯醇（pva）溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具在110℃下热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片，其中，石蜡和聚乙烯醇填充于膨胀石墨导热网络的孔隙内。
28.其他同实施例1，这里不再赘述。
29.将实施例1制备得到散热片及电池模组进行热管理性能测试，测试在3c高倍率放电状态下电池模组的温升和温差，评价散热片的热管理性能，测试结果参见附图3~4所示。
30.由测试结果可知：在3c高放电倍率下，电池模组温度不超过45℃，温差不超过2℃，证明了本发明制备的散热片具备优异的热管理性能。
31.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。


技术特征：
1.一种粘贴式柔性电池散热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在60~80℃油浴下，将熔融态石蜡和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为10~40%聚乙烯醇溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片。2.根据权利要求1所述的粘贴式柔性电池散热片的制备方法，其特征在于：步骤1）中，熔融态石蜡和膨胀石墨的质量比为1：1~1：5。3.根据权利要求1所述的粘贴式柔性电池散热片的制备方法，其特征在于：步骤3）中，将混合材料导入模具热压的温度为100~120℃。4.根据权利要求1所述的粘贴式柔性电池散热片的制备方法，其特征在于：步骤3）中，使所述石蜡和聚乙烯醇填充于所述膨胀石墨网络的孔隙内。5.一种粘贴式柔性电池散热片，其特征在于：由权利要求1~4任一项所述的粘贴式柔性电池散热片的制备方法制得。6.一种电池模组，其特征在于：包括电池组及贴覆于电池组的散热片，所述散热片为权利要求5所述的粘贴式柔性电池散热片。7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于：所述电池组包括若干个电芯单体，所述散热片贴覆于所述电芯单体表面并将若干个所述电芯单体间隔设置。

技术总结
本发明公开了一种粘贴式柔性电池散热片及其制备方法和电池模组，该粘贴式柔性电池散热片的制备方法，包括以下步骤：1）在60~80℃油浴下，将熔融态石蜡和膨胀石墨混合搅拌均匀，得到二元复合材料；2）将二元复合材料冷却至室温后加入质量含量为10~40%聚乙烯醇溶液，将其渗入二元复合材料中混合搅拌均匀，得到混合材料；3）将混合材料导入模具热压除水使材料粘结成型，脱模后得到粘贴式柔性电池散热片。相比于现有技术，本发明制得的散热片具有优异的形状适应性和粘性，能够应用于各种场景的电池热管理，与电池表面粘合紧密，接触热阻小，热量传导效率高，且长时间使用不会脱落。且长时间使用不会脱落。且长时间使用不会脱落。


技术研发人员：崔武 黄保进 丁丽英 殷旭
受保护的技术使用者：广东嘉拓新能源科技有限公司
技术研发日：2022.09.06
技术公布日：2022/12/5