[发明专利]一种阻燃灭火发泡硅胶材料及其在动力电池中的应用

说明书

本发明公开了一种阻燃灭火发泡硅胶材料及其在动力电池中的应用，属于新能源技术领域。所述阻燃灭火发泡硅胶材料包括组分A和组分B；所述组分A包括以下原料：硅生胶、助剂、稳定剂和催化剂；所述组分B包括以下原料：硅烷偶联剂、二氧化碳释放材料、引发剂、发泡剂、阻燃剂。本发明向硅胶基材中添加了阻燃剂和二氧化碳释放材料；所述阻燃剂为无机阻燃剂，利用了无机阻燃剂良好的阻燃抑烟性能，避免有机聚合物燃烧时产生大量有毒的烟；所述二氧化碳释放材料为包括释气剂和释气剂外层包覆的成膜聚合物，当温度升高时，包覆的成膜聚合物破裂，内部释气剂受热放出CO2，起到阻隔氧，灭火阻燃的作用。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种阻燃灭火发泡硅胶材料及其在动力电池中的应用。

背景技术

二次电池目前已经广泛应用于消费电子、电动车、智能电网和可再生能源储能等诸多领域，成为支撑社会可持续发展的重要动力。同时，社会的不断发展对能量储存系统提出了更高的要求，开发高能量密度、高功率密度、高安全、低成本的电池已经成为研发热点。锂离子电池被誉为是目前最重要的储能技术。然而，近年来由于安全事故的频繁发生，引起了人民的普遍担心，尤其是以电池热失控这类最直接，爆发时间最快，易产生重大危害的问题。热失控是指电池在短时间内到达一定的温度，电池内部产生连锁化学反应，瞬间释放大量热量的过程。因此，电动汽车一旦发生热失控，伴随着起火、甚至爆炸等严重后果，给留下逃生的时间极短。同时，热失控除了带来的直接危害外，锂离子电池的运行温度在45℃以上时，每升高1℃，会导致电池的寿命会缩短两个月。故而锂离子电池的热失控问题是限制电动汽车行业发展的关键因素之一。为保护乘客的生命安全，加快促进电动汽车的使用和普及，解决热失控问题的需求迫在眉睫。

针对此问题，目前抑制热失控扩散主要采取的策略包括主动预防和被动防护。主动防护是在电池包内部内置灭火材料，一旦接收到热失控传感器信号，即可释放灭火材料，有着快速，有效的优点。但存在着一次使用后，电池包内部更换困难，清洗复杂，影响下次使用，同时，也存在误报的可能，会严重影响厂商品牌声誉。被动防护则主要是采用各种导热阻燃设计，隔在单个电池芯之间和电芯与隔板之间，增加热扩散速率，避免热量淤积，同时，这种材料的着火点温度较高，遇明火高温不燃烧，起到阻燃的效果。这种被动防护具有灵活性高，能够有效兼容现有设计方案，性价比高的优点，目前使用较多的材料是气凝胶、云母片以及发泡硅胶。

发泡硅胶是指利用具有硅氧键交替组成主链，有机基团组成其侧基的聚有机硅氧烷，通过其自身聚合或引发剂诱导形成的多孔泡沫型硅橡胶产品。发泡硅胶在未固化前属于液态，具有流动性，可在需要填充的区域进行很好的填充，固化后可以起到很好的防水防潮、绝缘、导热、防震的作用。目前市场上常用的发泡硅胶也被广泛的应用在新能源电池包组装工序，是pack过程作为填充物必不可少的工序材料之一，可以很好的保护动力电池，尤其是在高低温变换的场景中。温度较高时，发泡硅胶具有一定的导热能力，可以起到散热的作用，在低温环境下，多孔的硅胶结构也具有一定的保温性能。同时，硅胶也起着固定电池包的作用，对电池的安全起到一定的防护作用。然而，目前发泡硅胶主要是以生胶、填料、硫化剂、发泡剂等为原料，混合均匀聚合以后形成的一种多孔、低密度、可压缩的高分子弹性体材料。然而，硅胶材料本身的阻燃性能有限，在热失控时并不能且不具备灭火作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃灭火发泡硅胶材料，该发泡硅胶具有阻燃性能好，粘附性高，并可释放CO2气源以达到灭火的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种阻燃灭火发泡硅胶材料，包括组分A和组分B。

进一步地，所述组分A和组分B的质量比为1:1-1:3，优选地，所述组分A和组分B的质量比为1:1。

进一步地，所述组分A包括以下原料：硅生胶、助剂、稳定剂和催化剂。

进一步地，所述组分A包括以下质量百分比的原料：助剂0-20％，稳定剂0-40％，催化剂0.1-2％，余量为硅生胶。