[发明专利]一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件及其制备方法。所述石墨烯散热组件包括由上至下依次连接的顶层石墨片、石墨海绵复合圆筒、和底层石墨片；所述石墨海绵复合圆筒包括改性圆筒海绵和包覆石墨片，所述包覆石墨片卷绕包裹于所述改性圆筒海绵表面。所述电动汽车专用石墨烯散热组件，其海绵微孔结构可以吸收外部冲击力，保护电动汽车的电池组件；同时，填充于海绵微孔中的石墨烯能传导热能，降低电池组的热阻及提高散热性与均温性，解决由此产生的热聚集，从而防止汽车自燃或内阻增加的情况。

技术领域

本发明属于散热材料制造领域，具体涉及一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件及其制备方法。

背景技术

受到车内电子化、安全性的趋势之下，加上5G时代的来临，更多的数据量足以被传输与运算，意味着车用半导体的市场也逐年扩大，包含未来ADAS、自动驾驶等也驱使更多应用与感应组件的需求。电动汽车的盛行，自动驾驶、高续航旅程的电动车等新世代产业大趋势，随着电池电压和功率不断增加，电池组的热量迅速积累、增加，日益显现出热量如何发散的问题而直接影响CPU、GPU、备援系统等的散热模块的稳定度。对于新能源汽车来讲由于其能量来源及汽车发动结构与传统汽车存在差异，因此其热管理的重点对象也有所不同，除了车身空调系统，还包括电池包管理系统，电机电控管理系统等，整个新能源热管理系统的价值量得到提升。

新能源热管理系统对部件的功能提出了更高核心的要求，不仅要求降温，更要求部件保持温度的均衡性。电池的适宜温度约在10～40℃之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减,对续航和电池寿命，甚至电动汽车的安全性有决定性的影响。石墨烯及其复合材料散热片具有许多非常优异的散热特性，例如人造石墨膜，其xy方向热传导率高达1600W/mK，密度约为1.6～1.9g/cm³。但石墨烯及其复合材料散热片的缺点是太薄。以目前的技术最厚也只能做到百微米级别，且结构为平面结构，无法提供如海绵结构般的缓冲功能，这种厚度及结构的散热片无法克服动力电池在车辆行驶时所产生振动。振动容易使动力电池内部结构产生冲击造成电池短路。同时大功率的电池组热能累积上限较高，如此薄及平面结构的散热片无法使动力电池的总温度下降到一个令人满意的绝对安全值。

当电动汽车的电池模块被加热达到一定温度(90～120℃)时，温度会因为化学不稳定性开始急遽上升，尤其电动汽车锂电池组在受到颠簸、撞击或本身因一致性偏差不稳定时，锂电池短路或电压不平衡时瞬间释放大量热量，此现象称作热失控，发生热失控时电池所喷出之气体会产生闪燃的现象，进而产生火焰，烧毁电池甚至车子，产生安全性之巨大隐忧。

故基于此，提出本发明技术方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件及其制备方法。本发明所述电动汽车专用石墨烯散热组件可以解决锂电池由此产生的热聚集，进行散热与均温处理；从而防止汽车自燃或内阻增加的情况。

本发明的方案是，提供一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件，包括由上至下依次连接的顶层石墨片、石墨海绵复合圆筒、和底层石墨片；所述石墨海绵复合圆筒包括改性圆筒海绵和包覆石墨片，所述包覆石墨片卷绕包裹于所述改性圆筒海绵表面。

基于相同的技术构思，本发明的再一方案是，提供一种具有低热阻、高压缩性、缓冲功能的电动汽车专用石墨烯散热组件的制备方法，包括如下步骤：

(i)将石墨烯浆料、水性树脂和分散剂调配，得混合浆料；

(ii)取发泡海绵依次清洗、干燥，得净海绵；再将净海绵浸渍于所述混合浆料，依次经水热自组装及还原、真空冷冻干燥和微波处理，得改性圆桶海绵；

(iii)将包覆石墨片通过导热胶卷绕粘结于所述改性圆桶海绵表面，形成石墨海绵复合圆筒；