一种锂离子电池防火贴及其制备方法与流程

本发明涉及防火材料，具体涉及一种锂离子电池防火贴及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会的发展和科学的进步，汽车的能源越来越多样化，现在已经出现了混合动力汽车和纯电动汽车等新能源汽车，新能源汽车在使用过程中由于电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率，大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升，或者受到穿刺后，会引起电池起火或爆炸，造成电池的热失控。电池热失控后有火焰喷出，造成火灾和人员伤亡。

技术实现思路

1、为克服上述缺点，本发明的目的之一在于提供一种锂离子电池防火贴，能有效防止电池热失控后有火焰喷出，避免造成火灾和人员伤亡。

2、为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池的防火贴，包括陶瓷化硅橡胶层，以及设置在所述陶瓷化硅橡胶层上侧面和下侧面的防火加强层。

3、按重量计，陶瓷化硅橡胶层的制备原料包括硅橡胶20~70份、成瓷填料10～20份、硅烷偶联剂0.5～5份、熔融助剂1～3、硫化剂1～3份，结构控制剂0.1~5份、铂催化剂0.2～1.5份；

4、防火加强层的制备原料包括丙烯酸乳液10~15份、陶瓷纤维50~100份、水合物20~35份、膨胀粉料5~10份。

5、进一步地，所述防火贴的厚度为0.5-5mm，所述陶瓷化硅橡胶层与所述防火层贴厚度比为1:0.5~2。

6、进一步地，硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶中的一种或多种。

7、进一步地，成瓷填料选自石英粉、云母粉、三氧化二硼粒径、蒙脱土、硅灰石、氢氧化铝、碳酸钙、高岭土、硅酸铝纤维、针状硅灰石中的一种或多种。

8、进一步地，硅烷偶联剂选自γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩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、巯丙基三甲氧基硅烷、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种或几种混合物。

9、进一步地，熔融助剂为低熔点玻璃粉、硼酸锌、氧化硼中的一种或多种；低熔点玻璃粉的熔点范围为350～650℃。

10、进一步地，所述硫化剂为过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)。

11、进一步地，结构控制剂选自羟基硅油、高乙烯基硅油中的一种或多种；

12、进一步地，所述的铂催化剂选自铂-四氢呋喃络合物、铂-乙烯基络合物或氯铂酸-辛醇络合物。

13、进一步地，成瓷填料为酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为1:1~2。

14、进一步地，所述膨胀粉料和所述水合物的质量比为1:2~7。示例性地，所述膨胀粉料和所述水合物的质量比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7或其中的任意两者组成的范围。

15、进一步地，所述陶瓷纤维包括陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝绵和陶瓷纤维高铝棉中的一种或几种。

16、进一步地，水合物选自三水合铝、三水合氧化铝、十六水合硫酸铝、十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁、六水合氯化镁和十水合四硼酸钠中任一种或多种。

17、进一步地，膨胀粉料选自蛭石、膨胀珍珠岩粉料中任一种或多种。

18、进一步地，防火加强层的制备原料还包括耐磨补强剂1~2份、固化剂1~2、分散剂1~2。

19、进一步地，耐磨补强剂选自二氧化硅、氮化硼、钛化硼中一种或多种；

20、进一步地，所述固化剂为聚醚胺。

21、进一步地，所述分散剂为聚醚改性聚硅氧烷。

22、一种如上所述的锂离子防火贴的制备方法，包括以下步骤：

23、s1、硅橡胶20~70份、结构控制剂0.1~5份放入高速搅拌机中，2000-4000r/min条件下分散5-10min得到无机混合填料a；

24、s2、将混合填料a、熔融助剂1-3份、硅烷偶联剂0.5-5份、成瓷填料10~20份在捏合机中进行混炼，得到胶料b；

25、s3、将胶料b投入强制喂料机，通过强制喂料机将胶料b挤入双螺杆挤出机进行硫化，硫化温度为120~185℃，硫化后的胶料b，经片材模口挤出的胶料b制备成陶瓷化硅橡胶层；

26、s4、陶瓷化硅橡胶层与防火层贴合后送入辊式压延机进行压延成复合层防火贴，压延厚度为0.5-5mm。陶瓷化硅橡胶层与防火层贴厚度比为1:0.5~2。

27、进一步地，防火层的制备步骤包括如下步骤：

28、s41、将50~100份直径为2～4μm的陶瓷纤维甩丝绵加入250~500份水中，采用高速离心搅拌机进行搅拌。纤维分散均匀后。再加入膨胀粉料5~10份、水合物20~35份、耐磨补强剂1~2份、固化剂1~2份、分散剂1~2份，丙烯酸乳液10~15份，得到浆料。

29、s42、将所述浆料依次进行布浆压延，用压辊压榨，再真空脱水成型。

30、s43、将成型后的材料在常温下浸渍于丙烯酸乳液中，丙烯酸乳液的固含量为52％，得到加强防火层。

31、本发明的有益效果是：

32、1）本发明的热失控防火贴适合用于电池模组，能够有效防止电池模组热失控，扼制电池起火、爆炸的发生。

33、2）陶瓷化硅橡胶层具有橡胶的弹性性质，在电池发生碰撞时会因陶瓷化硅橡胶层的弹性力作用而对电池起到保护作用，能够避免电池在运输途中发生碰撞受损等现象。另外，在外界发生火灾时，陶瓷化硅橡胶层由于具有阻燃耐火性能而将火源阻挡在电池本体外，即使外界火焰超过陶瓷化硅橡胶层的耐火温度，陶瓷化硅橡胶层也将烧蚀形成一陶瓷保护壳，该陶瓷保护壳能够隔热并且阻止火焰进一步向电池本体延伸。

34、3）防火加强层通过同时加入水合物和膨胀粉料，并对水合物和膨胀粉料的质量比进行控制，使防火加强层具有很好的防火效果。

35、4）通过同时设置陶瓷化硅橡胶层和防火加强层，其防火效果优于单独设置防火加强层或陶瓷化硅橡胶层。

1.一种锂离子电池的防火贴，其特征在于，包括陶瓷化硅橡胶层，以及设置在所述陶瓷化硅橡胶层上侧面和下侧面的防火加强层；

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，所述防火贴的厚度为0.5-5mm，所述陶瓷化硅橡胶层与所述防火层贴厚度比为1:0.5~2。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，成瓷填料为酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为1:1~2。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，所述膨胀粉料和所述水合物的质量比为1:2~7。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，按重量计，防火加强层的制备原料还包括耐磨补强剂1~2份、固化剂1~2、分散剂1~2。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池的防火贴，其特征在于，

9.制备权利要求1-8任一项所述的锂离子电池防火贴的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的锂离子电池的防火贴的制备方法，其特征在于，防火层的制备步骤包括如下步骤：