[发明专利]一种碳基复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碳基复合材料及其制备方法和应用，属于汽车防火材料技术领域，包括碳基织物和包覆在碳基织物单面或者双面的阻燃胶层，所述阻燃胶层中含有质量分数为3～7％的十溴二苯乙烷，其余为液态硅胶；本发明在碳基织物上包覆阻燃胶层，制备的复合材料具有防震、防自燃、防火、防爆、隔热、防水性能，且本发明阻燃胶层是环境友好型材料，能够降低对人体的伤害，提高使用舒适度，可有效地解决汽车电池包容易燃烧的问题，降低及汽车自燃、爆炸的发生率，灭火方便。

技术领域

本发明属于汽车防火材料技术领域，具体涉及一种碳基复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

科技的进步、新能源、环保等意识的提高促使电动汽车不断兴起，相对于传统汽油机驱动汽车而言，电动汽车具有零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小等优势，但是由于其使用蓄电池和电机控制器，使用过程中会有蓄电池或者电路损坏导致电动汽车燃烧的风险。

一般电动汽车燃烧的常见原因有以下几点：

(1)碰撞燃烧；电动汽车由于交通事故发生碰撞或者翻车时，由于电池受到很大的冲击力，可能受到挤压，穿刺等损坏，由于电池内部压力过高，如果电池本身有设计缺陷，在此极端的情况下，防爆阀未能有效发挥作用，就会发生燃烧，爆炸！尤其是锂离子电池的负极材料，一旦因为电池外壳损毁与空气接触，有极高的可能发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。因此，电动汽车，尤其是锂电汽车，其电池组务必要设计在最不容易遭遇剧烈碰撞的地方，且必须尽可能采取防震等各类保护措施，防止电池组在事故中，直接遭受剧烈的撞击和挤压。

(2)涉水时发生火灾；当汽车遇到暴雨或其他涉水情况时，电池间的接线或者电机控制系统就可能会由于水或者水汽的的侵蚀，造成短路，导致漏电。一旦短路，电池温度迅速升高，引起爆炸或者燃烧的可能性就很大，所以务必要做到防水。

(3)自燃；自燃是最常见的，也是报道最多的，是摆在客户及车企面前最为棘手的担心的问题，也是阻碍电动汽车发展的最大瓶颈。自燃相对碰撞燃烧而言其原因较多，主要分为以下几点原因：①受撞击，②或长期颠簸，③过充，④进水等引起微隐患(接触不良、断路导致局部过热，隔膜穿刺)而导致的自燃。汽车在行进过程中由于一直处于高功率高电压用电的工作形态，所以导致电池微短路、隔膜穿刺等微隐患很难被系统识别出来，当停车后，汽车不再用电耗电，导致短路或者穿刺部位电流逐渐变大，热量不断积聚，从而引发电池包燃烧，当过高热量不能及时散发出去时则会导致电池包爆炸。

电池包燃烧，从外看属于无氧燃烧，即使电池包很密闭也可以燃烧。因为电池的阳极可产生氧气，所以一旦汽车着火，没有很好的灭火措施，泡沫灭火器根本无法灭火，只能通过水来降温灭火，但是由于电池包密封，水很难喷入，所以如常见的电动车火灾一样，大家只能眼看着整个汽车化为灰烬，灭火只能起到隔离火源防止其引起其他汽车及物体燃烧。

仔细研究以上几点会发现燃烧几乎都是与电池包的性能相关，电池包既要做到防撞(泡沫铝电池外包)，又要做到防震、防水、绝缘、阻燃、隔热，同时还要做到特高温下可融，透气(防止爆炸，灭火可进水)等特性的内包。除此之外，汽车内饰也应该采用阻燃技术，比如所有塑料的地方采用阻燃塑料，布料，木材，填充物一类的要做阻燃处理。特别是与电池包相近的隔音棉最好采用具有防震、防水、阻燃、隔热、隔音的隔音垫(据调查，很多汽车没有隔音棉/垫，有些品牌采用的是对肺有危害的玻璃丝棉/岩棉，有些品牌甚至采用对人体危害极大且极易燃烧的沥青/橡胶)，均不能满足使用要求。

发明内容

基于现有电池包频繁着火，影响汽车及其他相关产业生态的问题，本发明提供了一种碳基复合材料及其制备方法，在碳基基础上制作成一种复合型新材料，使其具有防震、防自燃、防水、绝缘、防火、隔热，特高温下可融，透气散热防爆等特性，以达到降低及汽车自燃、爆炸的发生率，灭火方便的效果。

本发明的第一个目的是提供一种碳基复合材料，包括碳基织物和包覆在碳基织物单面或者双面的阻燃胶层，所述阻燃胶层中含有质量分数为3～7％的十溴二苯乙烷，其余为液态硅胶。