本申請涉及電池，具體涉及一種氣凝膠氈及其制備方法、電池及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、目前鋰離子電池冷卻技術(shù)主要可分為空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻、熱管冷卻?？諝鉄峁芾硐到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、能耗低、易于維護，其技術(shù)成熟并且已經(jīng)在商用車上得到了應(yīng)用；但是空冷系統(tǒng)的冷卻效果較差，當電池發(fā)熱量較大時容易導(dǎo)致電池組溫度分布不均勻，甚至無法滿足控溫需求，且自然通風(fēng)冷卻系統(tǒng)在車輛停止時無法發(fā)揮作用。液體冷卻具有更大的對流換熱系數(shù)和更高的冷卻能力，但這種基于液體冷卻的電池熱管理系統(tǒng)需要增加復(fù)雜的管道和泵等輔助設(shè)備，使得系統(tǒng)有著更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、更大的重量以及更高的成本，并且還面臨著液體介質(zhì)泄漏的風(fēng)險；利用熱管優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，可以將電池產(chǎn)生的熱量快速地帶走從而達到冷卻電池的目的。但是，熱管的自身形狀限制了其只能用于特定形狀的電池中。

2、目前相變材料冷卻技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、不需要復(fù)雜龐大的輔助設(shè)備，并且不需要消耗額外的能量，得到青睞，然而現(xiàn)有的相變材料在電池熱管理系統(tǒng)中應(yīng)用時，受限于材料本身的性能，容易出現(xiàn)泄漏的問題，此外，大多將電池直接鑲嵌在相變材料中的電池模組能量密度低，且未考慮相變材料抑制熱失控傳播的功能，因此亟需研發(fā)多功能的鋰電池熱管理用的產(chǎn)品。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請是鑒于上述課題而進行的，其目的在于，提供一種氣凝膠氈，解決受限于相變材料的本身性能，容易出現(xiàn)泄露從而污染電池模組。若全部由相變材料填充電池之間的空隙來阻隔熱失控傳播，電池模組的能量密度受影響較嚴重。因此，需要提高電池單體之間隔熱材料的隔熱效能。

2、為了達到上述目的，本申請實施例提供一種氣凝膠氈及其制備方法、電池及用電裝置。

3、在一些實施方式中，本申請?zhí)岢隽艘环N氣凝膠氈，用以鋰離子電池上，所述氣凝膠氈包括主體，所述主體具有多孔結(jié)構(gòu)，所述主體具有相對的第一側(cè)表層和第二側(cè)表層，至少在所述第一側(cè)表層的孔隙和所述第二表側(cè)層的孔隙中設(shè)有相變材料。

4、在一些實施方式中，所述主體的材料包括二氧化硅氣凝膠、遮光劑和纖維氈。

5、在一些實施方式中，在氣凝膠氈的材料中，所述二氧化硅氣凝膠、所述遮光劑、所述纖維氈和所述相變材料的質(zhì)量為(25～30)；(1～2)；(25～30)；(30～50)；和/或，

6、所述遮光劑包括碳化硅晶須、碳化硅顆粒及碳化硅纖維中的至少一種；和/或，

7、所述纖維氈包括硅酸鋁纖維氈、玻璃纖維氈、莫來石纖維氈中的至少一種；和/或，

8、所述相變材料包括高級脂肪烴類、脂肪酸及其酯類或高分子類。

9、在一些實施方式中，所述氣凝膠氈的厚度為1.5～2.5mm；和/或，所述第一側(cè)表層的厚度為0.4～0.6mm；和/或，所述第二側(cè)表層的厚度為0.4～0.6mm。

10、在一些實施方式中，所述氣凝膠氈的相變溫度為45-58℃、相變潛熱大于230j/g。

11、本申請?zhí)峁┮环N氣凝膠氈的制備方法，制備步驟如下：

12、提供氣凝膠氈的主體的材料，并將所述主體的材料混合進行干燥，得氣凝膠氈的主體，所述主體具有相對的第一側(cè)表層和第二側(cè)表層；

13、將相變材料分別涂覆在所述第一側(cè)表層的外表面和第二側(cè)表層的外表面，真空加熱熔化、以使得所述相變材料滲入所述第一側(cè)表層的孔隙和第二側(cè)表層的孔隙，冷卻固化，形成氣凝膠氈。

14、在一些實施方式中，所述干燥包括常壓干燥、超臨界干燥及冷凍干燥中的至少一種；和/或，

15、真空加熱熔化的溫度為70～90℃；和/或，

16、真空加熱熔化的時間為2～6h；和/或，

17、冷卻固化的溫度為50～70℃；和/或，

18、冷卻固化的時間為5～7h。

19、在一些實施方式中，步驟“提供主體的材料，將二氧化硅氣凝膠、遮光劑和纖維氈混合進行干燥，得氣凝膠氈的主體”包括：所述主體的材料包括二氧化硅氣凝膠、遮光劑和纖維氈，其中，

20、將遮光劑與二氧化硅氣凝膠混合得溶膠；

21、將纖維氈浸漬在所述溶膠中，待溶膠老化、干燥得氣凝膠氈的主體。

22、本申請實施例提出了一種電池，包括電池單體以及在所述電池單體外側(cè)貼合的如上所述的氣凝膠氈。

23、本申請?zhí)峁┮环N用電裝置，包括如上所述的電池。

24、本申請公開了一種氣凝膠氈及其制備方法、電池及用電裝置，所述氣凝膠氈包括主體和填充于所述主體內(nèi)的相變材料，所述主體具有相對的第一表層和第一表層，所述相變材料設(shè)于靠近所述第一表層和所述第一表層，使得相變材料被密封在氣凝膠氈的主體孔隙中，具有儲熱功能，使得制備得到的氣凝膠氈的形熱導(dǎo)率高、相變潛熱大，當鋰離子電池日常充放電時，可以有效降低電池模組的溫度且提升電池模組的溫度均勻性，當鋰電池由于熱濫用引發(fā)熱失控時，也可以有效阻止熱量在電池單體之間的傳遞，抑制熱失控傳播，降低電池模組的火災(zāi)風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種氣凝膠氈，用于鋰離子電池熱管理系統(tǒng)中，其特征在于，所述氣凝膠氈包括主體，所述主體具有多孔結(jié)構(gòu)，所述主體具有相對的第一側(cè)表層和第二側(cè)表層，至少在所述第一側(cè)表層的孔隙和所述第二表側(cè)層的孔隙中設(shè)有相變材料。

2.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其特征在于，所述主體的材料包括二氧化硅氣凝膠、遮光劑和纖維氈。

3.如權(quán)利要求2所述的氣凝膠氈，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其特征在于，

5.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其特征在于，

6.一種如權(quán)利要求1～5任意一項所述的氣凝膠氈的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

7.如權(quán)利要求6所述的氣凝膠氈的制備方法，其特征在于，所述干燥包括常壓干燥、超臨界干燥及冷凍干燥中的至少一種；和/或，

8.如權(quán)利要求6所述的氣凝膠氈的制備方法，其特征在于，步驟“提供氣凝膠氈的主體的材料，并將所述主體的材料混合進行干燥，得氣凝膠氈的主體，所述主體具有相對的第一側(cè)表層和第二側(cè)表層”包括：所述主體的材料包括二氧化硅氣凝膠、遮光劑和纖維氈，其中，

9.一種電池，其特征在于，包括電池單體以及在所述電池單體外側(cè)貼合的如權(quán)利要求1至8任意一項所述的氣凝膠氈。

10.一種用電裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種氣凝膠氈及其制備方法、電池及用電裝置，所述氣凝膠氈鋰離子電池上，所述氣凝膠氈包括主體，所述主體具有多孔結(jié)構(gòu)，所述主體具有相對的第一側(cè)表層和第二側(cè)表層，至少在所述第一側(cè)表層的孔隙和所述第二表側(cè)層的孔隙中設(shè)有相變材料，而相變材料被密封在氣凝膠氈的孔隙中，具有儲熱功能，最后制備得到的氣凝膠氈的形熱導(dǎo)率高、相變潛熱大，可以有效阻止熱量在電池單體之間的傳遞，抑制熱失控傳播，降低電池模組的火災(zāi)風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：張和平,程旭東,潘月磊
受保護的技術(shù)使用者：安徽中科恒安安全科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19