[发明专利]空心粒子、制造该空心粒子的方法、以及包含该空心粒子的散热流体组合物

说明书

本发明涉及空心球形粒子，该空心球形粒子包括：包含陶瓷粒子和导电碳基粒子的无机粒子层；以及围绕所述无机粒子层的聚合物涂层，其中在所述无机粒子层的内部形成空的内部空间。此外，本发明涉及制造所述空心粒子的方法以及包含所述空心粒子的散热流体组合物。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月30日提交的韩国专利申请No.10-2020-0010963的优先权和权益，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

本发明涉及能够改善散热流体的散热性能的空心粒子、制造该空心粒子的方法、以及包含该空心粒子的散热流体组合物。

背景技术

二次电池由于包括串联和/或并联连接的各种类型的电池而被认为是能够将大量的电储存、充电和放电的智能电网的核心技术。进一步提高电池的电容的研究已经在各种机构中积极地进行，具有提高的电容的电池提高了电动汽车的行驶范围并且能够在家庭和工业中使用储存的电能，从而改善生活质量。

然而，为了提高二次电池的电容，当提高电池模块内部的功率密度时，出现了由于大量的能量高速充电和放电而引起的热相关问题。不能控制电池模块内部的热量导致电池寿命迅速下降和爆炸和火灾的风险。因此，需要能使电池模块内部的热量迅速排放到外部的优异的散热特性。虽然这样的要求可以通过驱动风扇并使大气中的空气通过电池并排放到电池模块的外部来控制热量的空气冷却法来满足，但是空气冷却法具有如由于包括风扇使模块体积最大化，产生噪音，增加成本，以及由于需要驱动风扇使功率损失的缺点。

因此，作为一种替代空气冷却法的方法，已经尝试通过用散热流体浸渍电池代替在包括电池的模块内部安装风扇来改善散热特性。

然而，当将如水或乙二醇的材料用作散热流体时，由于这种流体具有高导电性，因此可能存在电池爆炸等风险，因此，考虑使用显示高电绝缘性的油类流体，直到现在，已知传统的发动机油、齿轮油、硅油、矿物油等作为传热油。然而，这些流体将电池反复高速充电和放电产生的热量消散到令人满意的水平的散热能力不足。

因此，人们尝试将导热的无机粒子添加到散热流体中以进一步提高散热特性，但是在长时间之后，无机粒子由于无机粒子的重量而沉降，导致散热特性显著降低。此外，具有高散热性能的碳基无机粒子如石墨粒子、碳纳米管、和石墨烯粒子具有高导电性，因此不能用作与散热流体混合的无机粒子，虽然只有在导电性方面具有优势但是具有低的散热性能的无机粒子，如二氧化硅和氧化铝粒子已经用作与散热流体混合的无机粒子，但是二氧化硅和氧化铝粒子的散热性能有些差。

因此，需要对能够通过与散热流体混合来改善散热性能的无机粒子进行研究。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供具有优异的散热性能的空心粒子、制造该空心粒子的方法以及包含该空心粒子的散热流体组合物。

技术方案

本发明的一方面提供空心球形粒子，该空心球形粒子包括：包含陶瓷粒子和导电碳基粒子的无机粒子层；以及围绕所述无机粒子层的聚合物涂层，其中在所述无机粒子层的内部形成空的内部空间。

本发明的另一方面提供根据本发明的一个实施方案的空心粒子的制造方法，该方法包括：(A)用酸处理由热塑性聚合物形成的球形粒子，并添加导电碳基粒子；(B)将步骤(A)的粒子浸入陶瓷前体溶液中，并由此引入陶瓷前体离子；(C)热处理步骤(B)的粒子，并由此在粒子的表面上形成包括陶瓷粒子和导电碳基粒子的无机粒子层，同时，在所述无机粒子层的内部形成空的内部空间；并且(D)将步骤(C)的粒子浸入亲水性树脂溶液中，并由此在所述无机粒子层的外部形成聚合物涂层。