[发明专利]一种一体化复合云母片及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种一体化复合云母片及其制备方法和应用，一体化复合云母片包括上基层、下基层、第一热功能层和强化层；上基层、第一热功能层、强化层和下基层顺次排布；上基层和下基层为云母层；第一热功能层包括至少一个第一热功能区，第一热功能区包括第一树脂和第一功能单元，第一树脂和第一功能单元的质量比为1:(0.1‑2.0)；强化层包括强化区和空白区。本发明的一体化复合云母片使用了集成式云母复合材料设计，在同一块复合云母片中部署多个热学、力学功能区域，充分发挥了云母材料的阻燃、耐高温等特性，并通过使用纤维材料强化耐机械冲击能力，使得复合云母片可在特定的区域弯折，有利于快速成型。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种一体化复合云母片及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，新能源汽车产业得到了巨大的发展，与此同时，电池的安全性问题也吸引了越来越多的注意力。除了碰撞等因素带来的危险，随着车载锂电池的容量越来越大，电机功率也越来越大，快速充放电带来的电池系统热负载越来越高。锂、钠电池的化学特性决定了其一但发生热失效，就会放出火焰和射流，破坏车体材料，进而危及乘客的生命安全。

目前对于锂电池的热失效防护，仅限于对火焰和射流的防护。因此在材料选择上，最经常使用的是云母片和云母板为基础的隔热材料。使用由云母与第一树脂复合的材料作为隔热材料，虽然能够在一定程度上阻燃，但是云母片的导热系数一般在0.2W/m·K左右，在发生热失控时不能产生足够的隔热防护，还阻碍了大电流充放电下的电池散热。使用云母板和金属片作为防护材料，存在金属的防热防射流性能不佳，模组装配复杂，自重大等缺点。

而且，云母材料在制造过程中具有非常大的粘性，无法流动，导致云母件在使用中，只能采用平面状云母材料通过耐高温的单面或双面胶带进行固定，操作复杂，容易失效。而如果直接制作具有3D轮廓的云母件，则通常需要使用复杂的模具，价格高昂，不利于推广使用。

因此，如何提供一种可有效提高云母热安全件的防护能力和组装性能的复合材料成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可有效提高云母热安全件的防护能力和组装性能的一体化复合云母片的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种一体化复合云母片。

该一体化复合云母片包括上基层、下基层、第一热功能层和强化层；其中，

所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层顺次排布；

所述上基层和所述下基层为云母层；

所述第一热功能层包括至少一个第一热功能区，所述第一热功能区包括第一树脂和第一功能单元，所述第一树脂和第一功能单元的质量比为1:(0.1-2.0)，所述第一树脂为环氧树脂和硅树脂中的至少一种，所述第一功能单元为中空玻璃微珠和中空陶瓷微珠中的至少一种，或者，所述第一功能单元为氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉中的至少一种；

所述强化层包括强化区和空白区，所述强化区为玻璃纤维布、氧化铝纤维布或碳纤维布中的一种，所述强化区的数量≥1，所述空白区的数量≥0。

可选的，所述上基层、所述第一热功能层、所述强化层和所述下基层的厚度比为(0.1-1.0):(0.1-1.5):(0.1-1.0):(0.1-1.0)。

可选的，所述上基层为云母纸和云母片中的一种；

所述下基层为云母纸和云母片中的一种。

可选的，所述第一树脂包括质量比为3:(7-8)的环氧树脂和硅树脂。

可选的，所述中空玻璃微珠和所述中空陶瓷微珠的平均粒径为2-100μm；

所述氮化铝粉、氮化硼粉和氧化铝粉的平均粒径为0.2-10μm。