一种用于电池包的新型防火隔热垫及其制备方法与流程

本申请涉及一种用于电池包的新型防火隔热垫的制备方法及所制得的防火隔热垫，属于隔热防火领域。

背景技术：

1、电动车技术发展日新月异，其中动力电池是电动车的能量来源，也是重点发展的领域。众所周知，动力电池工作的时候是会发热的，如何合理的控制动力电池的发热，既是节省能源，也是保护安全的条件之一，动力电池内部放热一旦出现不可控升温，就会发生热失控现象，也就是电池产生的热量超过了其热量的散失，此时电池会不断发热，温度不断上升，导致热失控，现有电池系统通常存在多组电池芯，其中一个电池芯出现了热失控，就会导致整个电池组失控。新能源车的电池组通常放在底盘的位置，一旦电池芯发生热失控以后，瞬间就会对乘员舱的乘客生命安全构成威胁，因此，设计并制备新型的防火隔热垫，用于保护乘客生命安全至关重要。现有国家标准规定，电动汽车电池系统在发生热失控时，必须至少保证五分钟的司乘人员的逃生时间。因此，在电池包中布置防火隔热垫是保证安全的必要措施之一。

2、现有的防火隔热垫通常包括多层，其中包括，粘结层、抗冲击层和隔热层，所述抗冲击层环绕于所述隔热层的四周设置，所述粘接层分布于所述抗冲击层靠近所述上盖的一侧的表面，并用于将该防火隔热垫固定于该上盖下侧，使所述防火隔热垫与所述模组集成模块之间形成第一预留间隙。现有技术中有使用气凝胶材料制成的防火隔热垫，例如cn115339207a，该气凝胶防火材料隔热垫根据设计包括pet膜顶层、防火涂层、包括气凝胶的毛毡垫、防火涂层、pet膜底层；所述两层防火涂层分别为双组份有机硅防火涂层、双组份异氰酸酯防火涂层、双组份环氧树脂防火涂层、双组份丙烯酸防火涂层中的一种。虽然该气凝胶防火性好，但是其使用强度低，极容易损坏，且无法承受气流冲击。

3、现有技术中cn117818153a公开了一种云母陶瓷纤维气凝胶复合结构，其利用气凝胶层、云母层和纤维布层制备获得，该气凝胶层的上、下两个表面均设有耐高温胶粘层，气凝胶层通过上表面或下表面与云母层粘接，所述纤维布层粘接于气凝胶层与云母层形成的复合结构外周将其包覆在内。现有技术中无论采用气凝胶或者泡沫棉等的结构，均占据了大量的空间，同时虽然具有良好的隔热性，但是防火性差，一旦发生爆燃，其气体隔层反而会导致形成爆炸点，同时普遍力学系能较差，虽然是用作隔热防火垫，但是容易发生撕裂以及破裂等缺陷。

4、现有技术中还有使用碳纤维编织进行隔热垫的制备，采用湿法成网并进行针刺非织造材料碳化制成，其虽然隔热性极好，但是成本极高，同时，力学性能也很差，易折断以及耐冲击性很差。

5、甲基乙烯基硅橡胶是一种较好的隔热防火原料，其是二甲基硅氧烷与乙烯基硅氧烷的共聚物，但是其难以硫化，且硫化时间过长，且单纯的甲基乙烯基硅橡胶并不具有较好的力学性能。

6、现有新能源汽车空间利用率要求极高，通常也存在多个电池包，如何进一步缩小电池包，从而增大汽车空间，合理利用空间是需要解决的问题，现有的防火隔热垫除了力学性能和隔热性能难以同时满足要求外，同时较厚，占据了电池的空间。

7、综上可知，如何生产得到一种使用强度高，成本低，且具有优良隔热耐火性能的超薄隔热垫成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于电池包的新型防火隔热垫的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：

2、a、原料准备：按照重量份数比准备甲基乙烯基硅橡胶a 50-70份，甲基乙烯基硅橡胶b 40-50份，加温脱水，其中，甲基乙烯基硅橡胶a中乙烯基含量摩尔比0.04-0.06％，甲基乙烯基硅橡胶b中乙烯基含量摩尔比0.2-0.24％，准备补强剂高抗撕白炭黑35-38份，硅油3-6份，陶瓷粉20-40份，玻璃粉8-10份，隔热粉8-20份；

3、b、开炼成型：在开炼机上进行开炼，首先按比例投入甲基乙烯基硅橡胶a，甲基乙烯基硅橡胶b，进行小辊距轧薄3-5遍，然后反炼生胶，等到包辊后，按比例加入白炭黑、硅油、陶瓷粉、玻璃粉和隔热粉，加料后，调大辊距进行轧制3-5遍后，调整辊距进行所需尺寸5％轧制，轧制5遍，从而获得待硫化隔热垫；

4、c、混合硫化：将所得待硫化隔热垫，在隔绝空气中混合加入硫化组分铂金络合物0.05-0.06份，抑制剂0.02-0.03，含氢硅油2-3份，在金属模具中加压硫化成型，压力48kg/cm2，105-110℃温度下硫化1-1.5min时间；

5、d、加工制垫：出模裁剪加工，从而获得1.5-2mm厚防火隔热垫。

6、其中，硅油为羟基硅油；

7、陶瓷粉为高岭土；

8、隔热粉为云母粉；

9、含氢硅油中含氢量为1.0-1.2wt％，运动粘度50-60cs；

10、高抗撕白炭黑的比表面积为200-250m2/g。

11、抑制剂为乙炔基环乙醇和/或四乙烯基四甲基环四硅氧烷。

12、铂金络合物为氯铂酸与烯烃类的络合物。

13、其中，该工艺制得的防火隔热垫中硅橡胶的硫化度为83-86％.

14、通过压痕硬度法测试硫化度。

15、本发明制得的防火隔热垫具有优异的力学性能和隔热性能，按照gb/t528-2009和fz/t64058-2016标准进行测试，拉伸强度为8-9mpa，伸长率为185-210％，导热系数(w/(m*k))为0.185-0.196，防火等级达到了v0级别。

16、本发明的防火隔热垫可以在上下均涂覆上pet膜顶层和/或防火涂层。

17、一种用于电池包的新型防火隔热垫，其由上述方法制成。

18、本发明中的甲基乙烯基硅橡胶为无色透明弹性体，具有较好的耐高温，低温性能，同时耐辐射和具有较好的电气绝缘性，与生物体结合性好，但是通常难于硫化，力学性能较差，本申请通过合理的设计，将易于硫化的乙烯基含量较高和较低的甲基乙烯基硅橡胶分别加入，从而控制了硫化率，保留了甲基乙烯基硅橡胶的耐火优点以及硫化后的较好的力学性能。

19、本发明通过先薄辊轧制，结合扩距轧制，最后薄辊轧制的方式，获得成分均匀，力学性能良好的薄防火隔热垫。

20、本发明利用包括铂金络合物的硫化方法，能够缩短硫化时间，极大的降低了成本，同时，将该特定的硫化组分与特定配比的高乙烯基硅橡胶和低乙烯基硅橡胶混合，通过多次试验，最终得到部分硫化的硅橡胶，从而既保持了未硫化硅橡胶的高隔热耐热性，又通过硫化提高了力学性能；同时，本申请加入了特定量的白炭黑，陶瓷粉，玻璃粉和隔热粉，既提高了隔热耐火垫的耐热性，同时提高了力学性能。

技术特征：

1.一种用于电池包的新型防火隔热垫的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其中硅油为羟基硅油。

3.如权利要求1-2任一项所述的制备方法，其中，陶瓷粉为高岭土，隔热粉为云母粉；含氢硅油中含氢量为1.0-1.2wt％，运动粘度50-60cs；高抗撕白炭黑的比表面积为200-250m2/g。

4.如权利要求1-2任一项所述的制备方法，其中，抑制剂为乙炔基环乙醇和/或四乙烯基四甲基环四硅氧烷。

5.如权利要求1-2任一项所述的制备方法，其中，铂金络合物为氯铂酸与烯烃类的络合物。

6.一种用于电池包的新型防火隔热垫，其采用如权利要求1-5任一项所述的制备方法制备获得，其中，该方法制得的防火隔热垫中硅橡胶的硫化度为83-86％。

技术总结
本发明公开了一种用于电池包的新型防火隔热垫的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤，a、原料准备：按照重量份数比准备甲基乙烯基硅橡胶A 50‑70份，甲基乙烯基硅橡胶B 40‑50份，加温脱水，其中，甲基乙烯基硅橡胶A中乙烯基含量摩尔比0.04‑0.06％，甲基乙烯基硅橡胶B中乙烯基含量摩尔比0.2‑0.24％，准备补强剂高抗撕白炭黑35‑38份，硅油3‑6份，陶瓷粉20‑40份，玻璃粉8‑10份，隔热粉8‑20份；b、开炼成型；b、混合硫化；c、加工制垫。所述方法能够缩短硫化时间，极大的降低了成本，同时具有较好力学性能和隔热防火性能。

技术研发人员：谭政新,潘鹤斌
受保护的技术使用者：东莞市朗晟材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23