[发明专利]一种含有高导热定形复合相变储能材料的蓄电池外壳

说明书

本发明公开了一种含有高导热定形复合相变储能材料的蓄电池外壳，步骤如下：1）将原硅酸四乙酯加入到脂肪酸溶液中，制得脂肪酸‑二氧化硅复合气凝胶；2）对纳米氧化铝进行表面处理得到硅烷处理纳米氧化铝；3）将硅烷处理纳米氧化铝加入到制备的溶胶液中，加入乙烯基三乙氧基硅烷和二月硅酸二丁基锡，得到混合溶胶液；4）将复合气凝胶加入到混合溶胶液中，陈化干燥后进行水热处理，获的高导热定形复合相变储能材料；5）将塑料外壳的内表面进行热软化处理，将复合相变储能材料喷覆在塑料外壳的内表面，经热压处理，即可获得所需的蓄电池外壳。该蓄电池外壳具有良好的储热和保温能力，使得蓄电池具有良好的温度适应能力，增强蓄电池的性能。

技术领域

本发明属于新型材料技术领域，具体涉及一种含有高导热定形复合相变储能材料的蓄电池外壳。

背景技术

蓄电池是将化学能转换成电能的装置，放电后，能够用充电的方式使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再把化学能转换为电能，这类电池属于二次电池。蓄电池的电学性能和寿命受温度影响较大，一般蓄电池的适宜使用温度为20-25℃，当环境温度较高时，蓄电池失水加剧、板栅腐蚀速度加快，蓄电池寿命明显缩短；当环境温度较低时，蓄电池内部活性物质反应速度降低，电解液流动性变差，蓄电池容量明显降低，极板容易发生硫酸盐化，造成蓄电池容量和寿命缩短。这使得蓄电池的应用受到了很大的限制。

传统的蓄电池外壳主要为高分子材料，如ABS、PP、PE等，这些外壳虽然具有较好的机械强度和绝缘性能，但是并不能满足蓄电池高低温下的使用要求。目前，通过采用相变储能材料可以有效的解决蓄电池高低温性能不佳的问题，例如专利201711131359.2公开了一种含有相变储能材料的蓄电池外壳，通过在蓄电池外壳中填充相变储能材料，使得外壳具有良好的储热和保温能力，从而使得蓄电池具有良好的温度适应能力，但是通过直接将相变储能材料填充在外壳的夹层中，易出现熔融态相变材料发生泄漏以及相变材料导热性能较差的问题。

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种含有高导热定形复合相变储能材料的蓄电池外壳，通过对外壳中填充的相变储能材料进行处理，提高相变储能材料的高导热性和稳定性，从而解决熔融态相变材料发生泄漏以及相变材料导热性能较差的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含有高导热定形复合相变储能材料的蓄电池外壳，具体制备步骤如下：

1）将脂肪酸加入到由三氟乙酸水溶液和二氯甲烷组成的混合溶剂中，搅拌溶解后得到脂肪酸溶液，然后将原硅酸四乙酯加入到脂肪酸溶液中，常温下，在转速为800-1200r/min下搅拌12-15h，待搅拌结束后，将形成的溶胶倒入表面皿中陈化5-8h，将产物用去离子水进行溶剂交换，再经真空冷冻干燥，即可制得脂肪酸-二氧化硅复合气凝胶；本申请中采用脂肪酸作为相变储能材料，通过二氧化硅中的硅羟基与脂肪酸中的羧基结合形成氢键作用，从而形成具有网络结构的脂肪酸-二氧化硅复合气凝胶，从而实现脂肪酸的定形；将溶胶进行陈化处理，可以使复合溶胶的结构进一步稳定，有利于形成均匀、稳定网络结构的脂肪酸-二氧化硅复合气凝胶，而且由于脂肪酸与二氧化硅之间通过氢键连接，从而可以降低熔融态脂肪酸的流动性，可以起到减缓熔融态脂肪酸的汇集，从而可以防止脂肪酸汇集形成整体，避免脂肪酸汇集后造成溶化/凝固时间的延长从而导致相变储能材料性能的下降；

2）将纳米氧化铝在100-115℃干燥箱中干燥3-4h，然后倒入高速混合器中，加入用异丙醇和甲苯稀释至15-25%浓度的偶联剂，升温至110-130℃，在转速为1500-1800r/min下搅拌25-35min，将产物取出后在100-110℃下烘干3-5h，得到硅烷处理纳米氧化铝；采用长有机链的偶联剂对纳米氧化铝进行表面改性处理，可以实现对纳米氧化铝表面有效的有机包覆，从而可以降低纳米氧化铝表面极性，提高其与硅凝胶的相容性，而且在改性处理时机械力的作用使得纳米氧化铝表面棱角减少，变得圆滑，从而有利于纳米氧化铝在硅凝胶中的紧密堆积，从而可以增大纳米氧化铝在硅凝胶中的填充量；