[发明专利]一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫及其制备方法

说明书

本申请涉及电池防火材料领域，更具体地说，涉及一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫及其制备方法。本申请通过将纤维防火隔热层、陶瓷隔热层、防火隔热层和防水隔热层制备应用于新能源电池包上的防火隔热垫，具有良好的阻燃效性、耐高温性和隔热性，能承受1600℃高温，同时是的远离纤维防火层的一面温度低于400℃；其中纤维防火隔热层用于阻燃以及减缓大量热量的释放，陶瓷隔热层和防火隔热层减少高温的快速蔓延。

技术领域

本申请涉及电池防火材料领域，更具体地说，涉及一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫及其制备方法。

背景技术

新能源电池是新能源电车极其重要的部件之一，同时新能源电池的安全问题也越来越受到人们的关注。随着技术的发展，车载能源电池的容量越来越大，电机的功率随之增大，快速充电放电带来的电池系统热负载越来越高，当热负载达到一定程度时就容易会出现热失控，导致新能源车迅速自燃，且车箱内温度急剧升高，人们来不及逃离，危害人们安全。

为了防止新能源电池出现自燃现象，目前市面上已经研发出防火垫和防火毡，如二氧化硅气凝胶毡、预氧丝毛毡和多层防火PCM复合材料等，但是，这些防火材料很难承受超过1000℃的温度，且隔热效果也较差。

对于当前的新能源电池系统来说，热失控情况下的高温防护目标已经提高到防护1300℃～1500℃的高温射流，超出了现有材料和技术的防护能力。

发明内容

为了改善防火材料承受高温性能差和隔热差的问题，本申请提供一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫，采用如下的技术方案：

一种应用于新能源电池包上的防火隔热垫，所述防火隔热垫依次包括有纤维防火隔热层、陶瓷隔热层、防火隔热层和防水隔热层，所述纤维防火隔热层包括以下重量份的原料制备得到：无机纤维20～30份

二氧化硅气凝胶10～20份

有机溶剂10～15份

纳米二氧化钛5～10份

有机硅树脂20～30份

硅烷偶联剂2～5份

水20～30份。

通过采用上述技术方案，制得防火隔热垫具有良好的阻燃效性、耐高温性和隔热性，通过纤维防火隔热层、陶瓷隔热层、防火隔热层和防水隔热层的作用，使得防火隔热垫靠近新能源电池包的一面能够承受1300℃～1600℃的温度，远离新能源电池包的一面能够能够降低至400℃以下。其中，纤维防火隔热层能快速隔绝新能源电池包发生热失控时的热量和明火，防止火焰蔓延，且能够承受1300℃～1600℃，隔绝大多数的热量；陶瓷隔热层进一步隔绝高温的传递，减少高温的快速蔓延，起到隔热作用；防火隔热层进一步降低陶瓷隔热层传递出的热量，使得防火垫外远离新能源电池包一面的温度能够降低到400℃；防水隔热层放置外界的水进入防火隔热垫的内部，同时进一步减缓热量散出。

其中，纤维防火隔热层是通过无机纤维、二氧化硅气凝胶、有机溶剂、纳米二氧化钛、有机硅树脂和硅烷偶联剂混合制得，具有良好的耐高温、隔热和阻燃性能。其中，二氧化硅气凝胶具有良好的阻燃、隔热和耐高温作用，但是，二氧化硅气凝胶脆性大易碎且容易掉粉，在使用过程中不能出现磕碰或者抖动等情况，二氧化硅气凝胶自身的性质限制其自用范围，制备的防火隔热垫硬度差。对此，本申请将无机纤维、二氧化硅气凝胶、有机溶剂、纳米二氧化钛、有机硅树脂和硅烷偶联剂制备纤维防火隔热层，以克服二氧化硅气凝胶在使用过程中脆性大易碎且容易掉粉的问题。

无机纤维具有良好的硬度，与二氧化硅气凝胶混合使用，能够增强防火隔热垫强度，二氧化硅气凝胶能够依附于无机纤维表面，进一步使得防火隔热垫的强度增加，在使用过程中不易掉粉。