石蜡/环氧树脂复合相变材料制备及其在电池热管理中的应用研究

发布时间：2020-12-09 00:22

　　石蜡（Paraffin,PA）作为典型的电池热管理（Battery Thermal Management,BTM）用相变材料,具有潜热高、无过冷且价格低等优势。但由于本身存在导热性能差,流动性强和易燃等缺点,严重制约了其实际应用。为了提高复合相变材料的导热率,所加入的炭基和/或金属导热骨架在BTM的实际应用中往往导致复合相变材料的导电性能显著增加,增加模组的短路和漏电风险。为此,本文以PA作为相变材料,环氧树脂（Epoxy resin,ER）作为定型基材,通过构筑碳化硅（Silicon Carbide,SiC）/膨胀石墨（Expanded Graphite,EG）复合导热骨架代替常规的炭基和/或金属导热骨架,制备了一种新的导热型复合相变材料,在保证其良好导热率的同时,大大提高其体积电阻率,提高其绝缘性能。另一方面,鉴于石蜡易燃的本征缺陷所带来的安全问题,本论文采用阻燃剂聚磷酸铵（Ammonium Polyphosphate,APP）和红磷（Red Phosphorus,RP）复合作为膨胀-凝聚型阻燃剂,制备了一系列阻燃型复合相变材料,并研究其热性能和阻燃性能。主要研究内容和结论如下:（... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

相变材料工作原理

通过熔融凝胶法制备石蜡/环氧树脂复合相变材料。步骤如下：（1）膨胀石墨的制备：本实验直接购置片状石墨粉（粒度 80 目、鳞片石墨），取上述片状石墨粉在 60℃的真空干燥箱中干燥 24 h，然后置于马弗炉当中 760°C 高温膨化处理 5 min。得到具有多孔蜂窝状结构的膨胀石墨。图 2-1 为磷片状石墨（a）和膨胀石墨（b）的 SEM 图。（2）PA/EG 制备：取纯石蜡倒入恒温水浴锅中，加热至 70℃，待石蜡完全融化后，倒入一定比例的膨胀石墨，匀速搅拌一定时间，使石蜡完全吸附于膨胀石墨中；（3）石蜡/环氧树脂复合材料的制备：待步骤 2 完成后取环氧树脂 A 胶倒入步骤 2混合液中，匀速搅拌 10-20 min 时间，之后加入固化剂 B 胶（质量比为 1：1）混合搅拌一定时间。（4）样品成型：通过观察复合相变材料混合物的交联状态，在搅拌约 8-15 分钟后，快速取出倒入制备的模具。最后，将模具置于烘箱中 12 小时，并将温度设定为 70至 90℃。固化后可以得到石蜡/环氧树脂复合相变材料。

图 3-1 导热型复合相变材料制备工艺Figure 3-1 Preparation process of the CPCMs表 3-2 导热型复合相变材料各组分含量占比Table 3-2. Mass content of the components in the obtained CPCMs样品Mass content (%)PA EG ER SiCCPCM-1 50 3 47 0CPCM-2 50 3 42 5CPCM-3 50 3 37 10CPCM-4 50 3 32 15CPCM-5 50 3 27 20CPCM-6 50 3 22 25


本文编号：2905942