一种动力电池用高剥离力3D超薄防火材料及其制备方法和动力电池与流程

本发明属于防火材料，具体涉及一种动力电池用高剥离力3d超薄防火材料及其制备方法和动力电池。

背景技术：

1、动力电池作为电动汽车的三大件(电池、电机、电控)之一，是整个车辆系统的动力来源，一直以来被视为电动汽车发展的标志性技术，其性能好坏直接关系到车辆续航里程的长短。随着电动汽车等新能源交通工具的市场需求不断扩大，动力电池的需求也愈发增加。

2、由于动力电池的应用工况较为复杂，热失控情况无法绝对避免，因此抑制电芯之间的热蔓延现象，甚至完全阻断在电芯之间、模组及电池包中的扩散，是保证动力电池安全性能的重要手段。目前，现有技术公开了通过在动力电池体系外加装防护材料，以此能够有效保护和延缓热失控现象对操作人员以及其他部件的伤害作用。然而，上述防护材料的厚度一般较厚，使得整个动力电池组件的重量随之增加，而且大都为平板材料，无法更好地适应电池包内复杂的结构，另外，动力电池发生热失控导致的强大冲击火焰存在冲破现有防火材料的风险，故动力电池的防火性能有待进一步提高。

3、因此，在本领域中，亟需开发一种动力电池防火材料，以此解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动力电池用高剥离力3d超薄防火材料及其制备方法和动力电池。本发明提供的3d超薄防火材料能够在高达800℃的温度下连续工作，最高工作温度可达1000℃以上，阻燃等级为v0，且其具有优良的防火冲击性能，可在动力电池组热失控时提供有效的防护措施，以此保证安全性能。

2、第一方面，本发明提供一种动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，所述动力电池用高剥离力3d超薄防火材料包括云母复合材料层以及设置在所述云母复合材料层至少一侧的玻璃纤维层。

3、本发明提供的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料兼具厚度薄、质量轻、剥离力高以及粘接性能好的优势，不仅能够采用高压力热压制备得到3d模压件，还能够利用胶水直接粘接到电池包内且不易脱落，从而摆脱动力电池包装配空间和整包重量的限制。

4、此外，本发明提供的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料具有良好的力学性能，具体为弯曲强度≥120mpa，耐500℃高温烘烤不变形，电气强度≥22kv/mm，阻燃等级为v0，抗火焰冲击强度高，其不仅能够有效避免动力电池热失控导致的强大冲击火焰会有冲破防护材料的风险，还能够防止动力电池热失控造成的火焰串烧，从而保障人身安全。

5、优选地，所述云母复合材料层的厚度为0.2～1.5mm，例如云母复合材料层的厚度为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等。

6、优选地，所述玻璃纤维层的厚度为0.03～0.04mm，例如可以为0.03mm、0.032mm、0.035mm、0.038mm、0.04mm等。

7、优选地，所述云母复合材料层的材料包括云母混合材料和胶粘剂。

8、优选地，所述云母混合材料包括质量比为100:(10～40)的金云母和白云母的混合材料，优选为100:25，例如云母混合材料中金云母和白云母的质量比为100:10、100:15、100:20、100:25、100:30、100:35、100:40等。

9、在本发明中，通过调控金云母和白云母的质量比，使得动力电池用高剥离力3d超薄防火材料的弯曲性能得以提高，且剥离力效果更佳，质量比过低会使得动力电池用高剥离力3d超薄防火材料的弯曲性能降低，剥离力减小，反之则会使得动力电池用高剥离力3d超薄防火材料的耐温性有所下降。

10、优选地，所述胶粘剂包括环氧树脂和有机硅树脂中的任意一种或至少两种的混合物。

11、优选地，所述云母复合材料层的材料中，所述云母混合材料和所述胶粘剂的质量比为100:(10～30)，优选为100:20，例如云母混合材料和胶粘剂的质量比为100:10、100:12、100:14、100:16、100:18、100:20、100:22、100:24、100:26、100:28、100:30等。

12、在本发明中，通过调控云母混合材料和胶粘剂的质量比，使得制得的3d超薄防火材料兼具厚度薄、质量轻、剥离力高以及粘接效果好的优势，可节省动力电池包装配空间，并能够通过胶水直接粘接在电池包内。另外，3d超薄防火材料具有强度高、优异的抗火焰冲击性能和良好的力学性能的优势，有效防止了动力电池热失控造成的火焰串烧风险，从而保障人身安全，质量比过低或过高均会使得制得的3d超薄防火材料的综合性能降低。

13、优选地，所述玻璃纤维层的材料包括玻璃纤维布。

14、优选地，所述玻璃纤维布是由玻璃纤维经纺织而成的非金属材料。

15、第二方面，本发明提供了一种制备根据第一方面所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料的方法，所述方法包括以下步骤：

16、在云母复合材料层至少一侧形成玻璃纤维层，得到所述动力电池用高剥离力3d超薄防火材料。

17、优选地，所述云母复合材料层的制备方法包括以下步骤：

18、将金云母和白云母按照质量比为100:(10～40)的比例进行混合，制备得到云母混合材料，而后将所述云母混合材料和胶粘剂按照质量比为100:(10～30)的比例复合制备得到云母复合材料层。

19、优选地，所述在云母复合材料层至少一侧形成玻璃纤维层的过程包括在云母复合材料层至少一侧与玻璃纤维布进行复合，热压后得到所述动力电池用高剥离力3d超薄防火材料。

20、优选地，所述热压的温度为140～200℃，例如热压的温度为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃等；时间为1～3h，例如热压的时间为1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h等。

21、第三方面，本发明提供了一种动力电池，所述动力电池包括根据第一方面所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料。

22、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

23、本发明提供了一种动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其提供的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料兼具厚度薄、质量轻、剥离力高以及粘接性能好的优势，不仅能够采用高压力热压制备得到3d模压件，还能够利用胶水直接粘接到电池包内且不易脱落，从而摆脱动力电池包装配空间和整包重量的限制。

24、此外，本发明提供的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料具有良好的力学性能，具体为弯曲强度≥120mpa，耐500℃高温烘烤不变形，电气强度≥22kv/mm，阻燃等级为v0，抗火焰冲击强度高，其不仅能够有效避免动力电池热失控导致的强大冲击火焰会有冲破防护材料的风险，还能够防止动力电池热失控造成的火焰串烧，从而保障人身安全。

技术特征：

1.一种动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其特征在于，所述动力电池用高剥离力3d超薄防火材料包括云母复合材料层以及设置在所述云母复合材料层至少一侧的玻璃纤维层。

2.根据权利要求1所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其特征在于，所述云母复合材料层的厚度为0.2～1.5mm；

3.根据权利要求1或2所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其特征在于，所述云母复合材料层的材料包括云母混合材料和胶粘剂。

4.根据权利要求3所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其特征在于，所述云母混合材料包括质量比为100:(10～40)的金云母和白云母的混合材料，优选为100:25；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料，其特征在于，所述玻璃纤维层的材料包括玻璃纤维布；

6.一种制备根据权利要求1-5中任一项所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述云母复合材料层的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述在云母复合材料层至少一侧形成玻璃纤维层的过程包括在云母复合材料层至少一侧与玻璃纤维布进行复合，热压后得到所述动力电池用高剥离力3d超薄防火材料。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述热压的温度为140～200℃，时间为1～3h。

10.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括根据权利要求1-5中任一项所述的动力电池用高剥离力3d超薄防火材料。

技术总结本发明提供一种动力电池用高剥离力3D超薄防火材料及其制备方法和动力电池。所述动力电池用高剥离力3D超薄防火材料包括云母复合材料层以及设置在所述云母复合材料层至少一侧的玻璃纤维层。本发明提供的3D超薄防火材料能够在高达800℃的温度下连续工作，最高工作温度可达1000℃以上，阻燃等级为V0，且其具有优良的防火冲击性能，可在动力电池组热失控时提供有效的防护措施，以此保证安全性能。技术研发人员：余可峰,朱国来,张小宾受保护的技术使用者：固德电材系统（苏州）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20