[发明专利]一种新能源汽车电池组散热用石墨烯/高分子复合导热绝缘膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种新能源汽车电池组散热用石墨烯/高分子复合导热绝缘膜及其制备方法，所述复合导热绝缘膜包括依次层叠设置的绝缘层、导热层和保护层，其中，所述绝缘层包括第一高分子基材膜以及分散于所述第一高分子基材膜中的导热填料，所述导热填料包括AlN、SiC和Al₂O₃中的至少一种；所述导热层包括第二高分子基材膜以及分散于所述第二高分子基材膜中的导热材料，所述导热材料包括纳米石墨烯、碳纳米管和改性氮化硼，所述改性氮化硼由纳米石墨烯和碳纳米管掺杂于氮化硼中获得；所述保护层包括第三高分子基材膜。本发明提供的复合导热绝缘膜具有优异的导热性能，且力学性能也能够满足使用需求，适合用于新能源汽车电池组散热。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池组散热用石墨烯/高分子复合导热绝缘膜及其制备方法。

背景技术

新能源汽车通常包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动气汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。目前新能源汽车主要依靠电池驱动，电池是新能源汽车的核心，电池中电解液是用于隔绝燃烧来源，隔膜是用于提高耐热温度，而散热则主要是为了降低电池温度，避免积热过多引发电池热失控。因为如果电池温度急剧升高到300℃，即使隔膜不熔化收缩，电解液自身、电解液与正负极也会发生强烈的化学反应而释放气体，形成内部高压而爆炸，因此采用合适的散热方法对于电池而言至关重要。

一般的散热方式包括风冷和液冷，风冷是在电池包一端加装散热风扇，另一端设置通风孔，使空气在电芯的缝隙间加速流动，带走电芯工作时产生的高热量，在电极端顶部和底部各自加伤导热膜，让顶部、底部不易散发的热量通过导热膜传导到金属外壳上散热，同时，导热膜还需要有高力学强度和防刺穿性能。液冷是将电池电芯的热量通过导热膜传递至液冷管，由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走，使整个电池包的温度统一，利用冷却液强大的比热容吸收电芯工作时产生的热量，使整个电池组在安全温度内运作。由此可见，无论是风冷还是液冷的方式，都对导热膜的性能要求十分之高，现有导热膜常常难以具有足够优秀的导热性能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种新能源汽车电池组散热用石墨烯/高分子复合导热绝缘膜及其制备方法，旨在提供一种导热性能优异的复合导热膜。

为实现上述目的，本发明提出一种新能源汽车电池组散热用石墨烯/高分子复合导热绝缘膜，包括依次层叠设置的绝缘层、导热层和保护层，其中：

所述绝缘层包括第一高分子基材膜以及分散于所述第一高分子基材膜中的导热填料，所述导热填料包括AlN、SiC和Al₂O₃中的至少一种；

所述导热层包括第二高分子基材膜以及分散于所述第二高分子基材膜中的导热材料，所述导热材料包括纳米石墨烯、碳纳米管和改性氮化硼，所述改性氮化硼由纳米石墨烯和碳纳米管掺杂于氮化硼中获得；

所述保护层包括第三高分子基材膜。

可选地，所述导热层中：所述导热材料的质量为所述第二高分子基材膜质量的20～60％；和/或，

所述绝缘层中：所述导热填料的质量为所述第一高分子基材膜质量的 15～40％。

可选地，所述导热材料中：所述纳米石墨烯、碳纳米管和改性氮化硼的质量分数分别为1～5％、15～30％和65～84％。

可选地，所述第一高分子基材膜的材质包括PP、PC、PET、PETG、PVC、 PI、TPE、PEEK和硅胶中的至少一种；和/或，

所述第二高分子基材膜的材质包括PP、PC、PET、PETG、PVC、PI、TPE、 PEEK和硅胶中的至少一种；和/或，

所述第三高分子基材膜的材质包括PP、PC、PET、PETG、PVC、PI、TPE、 PEEK和硅胶中的至少一种。