本發(fā)明涉及防火材料，具體涉及一種鋰離子電池防火貼及其制備方法。

背景技術：

1、隨著社會的發(fā)展和科學的進步，汽車的能源越來越多樣化，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了混合動力汽車和純電動汽車等新能源汽車，新能源汽車在使用過程中由于電池內部化學反應的產熱速率遠高于散熱速率，大量熱量在電池內部積累導致電池溫度急速上升，或者受到穿刺后，會引起電池起火或爆炸，造成電池的熱失控。電池熱失控后有火焰噴出，造成火災和人員傷亡。

技術實現(xiàn)思路

1、為克服上述缺點，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鋰離子電池防火貼，能有效防止電池熱失控后有火焰噴出，避免造成火災和人員傷亡。

2、為了達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種鋰離子電池的防火貼，包括陶瓷化硅橡膠層，以及設置在所述陶瓷化硅橡膠層上側面和下側面的防火加強層。

3、按重量計，陶瓷化硅橡膠層的制備原料包括硅橡膠20~70份、成瓷填料10～20份、硅烷偶聯(lián)劑0.5～5份、熔融助劑1～3、硫化劑1～3份，結構控制劑0.1~5份、鉑催化劑0.2～1.5份；

4、防火加強層的制備原料包括丙烯酸乳液10~15份、陶瓷纖維50~100份、水合物20~35份、膨脹粉料5~10份。

5、進一步地，所述防火貼的厚度為0.5-5mm，所述陶瓷化硅橡膠層與所述防火層貼厚度比為1:0.5~2。

6、進一步地，硅橡膠選自二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠和氟硅橡膠中的一種或多種。

7、進一步地，成瓷填料選自石英粉、云母粉、三氧化二硼粒徑、蒙脫土、硅灰石、氫氧化鋁、碳酸鈣、高嶺土、硅酸鋁纖維、針狀硅灰石中的一種或多種。

8、進一步地，硅烷偶聯(lián)劑選自γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種混合物。

9、進一步地，熔融助劑為低熔點玻璃粉、硼酸鋅、氧化硼中的一種或多種；低熔點玻璃粉的熔點范圍為350～650℃。

10、進一步地，所述硫化劑為過氧化雙(2,4-二氯苯甲酰)。

11、進一步地，結構控制劑選自羥基硅油、高乙烯基硅油中的一種或多種；

12、進一步地，所述的鉑催化劑選自鉑-四氫呋喃絡合物、鉑-乙烯基絡合物或氯鉑酸-辛醇絡合物。

13、進一步地，成瓷填料為酸鋁纖維和針狀硅灰石的混合物，其中硅酸鋁纖維和針狀硅灰石的質量比為1:1~2。

14、進一步地，所述膨脹粉料和所述水合物的質量比為1:2~7。示例性地，所述膨脹粉料和所述水合物的質量比為1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7或其中的任意兩者組成的范圍。

15、進一步地，所述陶瓷纖維包括陶瓷纖維噴吹棉、陶瓷纖維甩絲綿和陶瓷纖維高鋁棉中的一種或幾種。

16、進一步地，水合物選自三水合鋁、三水合氧化鋁、十六水合硫酸鋁、十二水合硫酸鋁鉀、七水合硫酸鎂、六水合氯化鎂和十水合四硼酸鈉中任一種或多種。

17、進一步地，膨脹粉料選自蛭石、膨脹珍珠巖粉料中任一種或多種。

18、進一步地，防火加強層的制備原料還包括耐磨補強劑1~2份、固化劑1~2、分散劑1~2。

19、進一步地，耐磨補強劑選自二氧化硅、氮化硼、鈦化硼中一種或多種；

20、進一步地，所述固化劑為聚醚胺。

21、進一步地，所述分散劑為聚醚改性聚硅氧烷。

22、一種如上所述的鋰離子防火貼的制備方法，包括以下步驟：

23、s1、硅橡膠20~70份、結構控制劑0.1~5份放入高速攪拌機中，2000-4000r/min條件下分散5-10min得到無機混合填料a；

24、s2、將混合填料a、熔融助劑1-3份、硅烷偶聯(lián)劑0.5-5份、成瓷填料10~20份在捏合機中進行混煉，得到膠料b；

25、s3、將膠料b投入強制喂料機，通過強制喂料機將膠料b擠入雙螺桿擠出機進行硫化，硫化溫度為120~185℃，硫化后的膠料b，經(jīng)片材模口擠出的膠料b制備成陶瓷化硅橡膠層；

26、s4、陶瓷化硅橡膠層與防火層貼合后送入輥式壓延機進行壓延成復合層防火貼，壓延厚度為0.5-5mm。陶瓷化硅橡膠層與防火層貼厚度比為1:0.5~2。

27、進一步地，防火層的制備步驟包括如下步驟：

28、s41、將50~100份直徑為2～4μm的陶瓷纖維甩絲綿加入250~500份水中，采用高速離心攪拌機進行攪拌。纖維分散均勻后。再加入膨脹粉料5~10份、水合物20~35份、耐磨補強劑1~2份、固化劑1~2份、分散劑1~2份，丙烯酸乳液10~15份，得到漿料。

29、s42、將所述漿料依次進行布漿壓延，用壓輥壓榨，再真空脫水成型。

30、s43、將成型后的材料在常溫下浸漬于丙烯酸乳液中，丙烯酸乳液的固含量為52％，得到加強防火層。

31、本發(fā)明的有益效果是：

32、1）本發(fā)明的熱失控防火貼適合用于電池模組，能夠有效防止電池模組熱失控，扼制電池起火、爆炸的發(fā)生。

33、2）陶瓷化硅橡膠層具有橡膠的彈性性質，在電池發(fā)生碰撞時會因陶瓷化硅橡膠層的彈性力作用而對電池起到保護作用，能夠避免電池在運輸途中發(fā)生碰撞受損等現(xiàn)象。另外，在外界發(fā)生火災時，陶瓷化硅橡膠層由于具有阻燃耐火性能而將火源阻擋在電池本體外，即使外界火焰超過陶瓷化硅橡膠層的耐火溫度，陶瓷化硅橡膠層也將燒蝕形成一陶瓷保護殼，該陶瓷保護殼能夠隔熱并且阻止火焰進一步向電池本體延伸。

34、3）防火加強層通過同時加入水合物和膨脹粉料，并對水合物和膨脹粉料的質量比進行控制，使防火加強層具有很好的防火效果。

35、4）通過同時設置陶瓷化硅橡膠層和防火加強層，其防火效果優(yōu)于單獨設置防火加強層或陶瓷化硅橡膠層。

技術特征：

1.一種鋰離子電池的防火貼，其特征在于，包括陶瓷化硅橡膠層，以及設置在所述陶瓷化硅橡膠層上側面和下側面的防火加強層；

2.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，所述防火貼的厚度為0.5-5mm，所述陶瓷化硅橡膠層與所述防火層貼厚度比為1:0.5~2。

3.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，

4.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，成瓷填料為酸鋁纖維和針狀硅灰石的混合物，其中硅酸鋁纖維和針狀硅灰石的質量比為1:1~2。

5.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，所述膨脹粉料和所述水合物的質量比為1:2~7。

6.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，

7.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，按重量計，防火加強層的制備原料還包括耐磨補強劑1~2份、固化劑1~2、分散劑1~2。

8.根據(jù)權利要求7所述的鋰離子電池的防火貼，其特征在于，

9.制備權利要求1-8任一項所述的鋰離子電池防火貼的方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權利要求9所述的鋰離子電池的防火貼的制備方法，其特征在于，防火層的制備步驟包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池防火貼及其制備方法，其中鋰離子電池防火貼包括陶瓷化硅橡膠層，以及設置在所述陶瓷化硅橡膠層上側面和下側面的防火加強層。按重量計，陶瓷化硅橡膠層的制備原料包括硅橡膠20~70份、成瓷填料10～20份、硅烷偶聯(lián)劑0.5～5份、熔融助劑1～3、硫化劑1～3份，結構控制劑0.1~5份、鉑催化劑0.2～1.5份；防火加強層的制備原料包括丙烯酸乳液10~15份、陶瓷纖維50~100份、水合物20~35份、膨脹粉料5~10份。通過同時設置陶瓷化硅橡膠層和防火加強層，其防火效果優(yōu)于單獨設置防火加強層或陶瓷化硅橡膠層。本發(fā)明的熱失控防火貼適合用于電池模組，能夠有效防止電池模組熱失控，扼制電池起火、爆炸的發(fā)生。

技術研發(fā)人員：馮笑,劉建國,翁蒙旗
受保護的技術使用者：星恒電源股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19