CN115584246B - 一种电池冷却液及其石墨烯液冷板 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池冷却技术领域，具体公开了一种电池冷却液及其石墨烯液冷板。本申请的一种电池冷却液，包括以下重量份的原料：80‑90份丙二醇，10‑20份甲苯溶液，5‑8份磺酸盐类分散剂，1‑2份防冻剂，1‑2份防锈剂，1‑2份防霉剂，pH调节剂，pH调节剂用于将冷却液的酸碱度调节至7‑8；一种石墨烯液冷板，包括上述的一种电池冷却液制得的液冷板和石墨烯板，石墨烯板与电池连接，液冷板位于石墨烯板背离电池的一侧，并与石墨烯板连接。本申请的电池冷却液具有在增大丙二醇在冬季的流动性，提升电池冷却液的降温效果的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池冷却技术的领域，更具体地说，它涉及一种电池冷却液及其石墨烯液冷板。
背景技术
新能源汽车电池作为汽车的动力源，充电、放点的发热会一直存在，动力电池的性能与电池温度密切相关。现有的动力电池冷却系统有空调冷却式、液冷式与风冷式。液冷式动力电池冷却系统的工作原理为：电动冷却液泵通过冷却液循环回路输送冷却液，使得动力电池得到冷却。
相关技术中，申请号为CN202110943511.7的专利公开了一种环境友好型无水冷却液，包括1～6重量份的金属腐蚀抑制剂、0.3～1重量份的氟化液、0.3～2重量份的分散剂、0.01～4重量份的消泡剂、0.26～0.9重量份的酸碱调节剂和90～140重量份的防冻剂；防冻剂为乙二醇和/或丙二醇。
针对上述中的相关技术，发明人认为由于无水冷却液主要成分为乙二醇或丙二醇，高温下流动性较好，因此，常用于赛车中；但是普通车汽车使用无水冷却液，冬季可能会出现无水冷却液流动不畅，降温效果不好的现象。
发明内容
为了提高无水冷却液冬季的流动性，提升降温效果；本申请提供一种电池冷却液及其石墨烯液冷板。
第一方面，本申请提供的一种电池冷却液，采用如下的技术方案：
一种电池冷却液，包括以下重量份的原料：80-90份丙二醇，10-20份甲苯溶液，5-8份磺酸盐类分散剂，1-2份防冻剂，1-2份防锈剂，1-2份防霉剂，pH调节剂，pH调节剂用于将冷却液的酸碱度调节至7-8。
通过采用上述技术方案，由于甲苯具有较高的燃点与较低冷冻凝固点，甲苯的凝固点为-95℃，且甲苯为液体状，通常作为溶剂，流动性较好；而占比冷却液较大部分的丙二醇常温下为粘稠状，随着温度降低，粘性进一步增强，因此，甲苯的加入，能够增大丙二醇在冬季的流动性，提升电池冷却液的降温效果。
磺酸盐类分散剂能够将甲苯、丙二醇、与其他添加剂混合均匀，且能够使得甲苯、丙二醇的接触面积增大，增大丙二醇在冬季的流动性；且磺酸盐类分散剂还能够起到防锈、清洁的作用，价格便宜，经济实惠，适于添加在电池冷却液中。
可选的，所述磺酸盐类分散剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基磺酸钠，十二烷基硫酸钠，十六烷基磺酸钠或α-烯烃磺酸盐。
通过采用上述技术方案，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基磺酸钠，十二烷基硫酸钠，十六烷基磺酸钠或α-烯烃磺酸盐，不仅能够作为分散剂，将固体颗粒分散，且能够作为表面活性剂，降低互相不溶的两相之间的表面张力，使得冷却液混合的均匀性更好，流动性提高更多。
可选的，所述甲苯溶液的溶剂为乙醇。
通过采用上述技术方案，乙醇的燃点较高，且凝固点为-114℃，适合于作为冷却液，且甲苯能够与乙醇很好的互溶；丙二醇、乙醇也能够互溶，则电池冷却液的混合均匀性较好。
可选的，所述甲苯溶液中，甲苯与乙醇的体积比为1：(0.1-0.5)。
通过采用上述技术方案，适量的甲苯与乙醇的体积比，能够使得甲苯通过乙醇溶剂与丙二醇很好的混合，得到混合均匀的电池冷却液。
可选的，所述冷却液的pH为7.5-8。
通过采用上述技术方案，合适pH的冷却液，可以有效抑制醇类物质的酸化，不影响醇类物质降低防冻液的冰点，具有防冻、防沸性能。
可选的，所述pH调节剂为硼酸缓冲溶液或磷酸缓冲溶液。
通过采用上述技术方案，由于硼酸盐与磷酸盐具有防腐蚀的作用，因此，使用硼酸缓冲溶液或磷酸缓冲溶液调节电池冷却液pH的同时，能够对电池起到防腐蚀的作用。
可选的，所述冷却液包括以下制备步骤：
S1：将丙二醇，磺酸盐类分散剂，防冻剂，防锈剂，防霉剂混合并搅拌，得到初级电池冷却液；
S2：将甲苯溶液加入初级电池冷却液中，混合并搅拌，得到电池冷却液原液；
S3：利用pH调节剂调节电池冷却液原液的pH，得到电池冷却液。
通过采用上述技术方案，将甲苯在S2中，再加入初级电池冷却液的目的是，使得甲苯能够更加快速均匀的与初级电池冷却液混匀，得到冷却液。
可选的，所述S2中，搅拌后还包括以下步骤：将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液。
通过采用上述技术方案，通过阴阳离子混合交换树脂的目的，是去除冷却液中多余的离子，降低冷却液的电导率，不影响燃料电池的质子交换，得到质量较好的电池冷却液。
第二方面，本申请提供一种石墨烯液冷板，采用如下的技术方案：
一种石墨烯液冷板，包括上述的一种电池冷却液制得的液冷板和石墨烯板，石墨烯板与电池连接，液冷板位于石墨烯板背离电池的一侧，并与石墨烯板连接。
通过采用上述技术方案，石墨烯膜具有优异的导热性，进一步促进电池表面的热量向冷却液的传导，从而对电池表面进行均匀的降温，提高电池表面的温度均匀性。
可选的，所述液冷板面上镶嵌有聚四氟乙烯软管，电池冷却液在聚四氟乙烯软管内循环流动。
通过采用上述技术方案，四氟乙烯软管不沾油不沾水，能够加快冷却液在四氟乙烯软管中的流动速度，从而提高石墨烯液冷板的降温效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中，甲苯为液体状，通常作为溶剂，流动相较好；而占比冷却液较大部分的丙二醇常温下为粘稠状，随着温度降低，粘性进一步增强，因此，甲苯的加入，能够增大丙二醇在冬季的流动性，提升电池冷却液的降温效果；
2、本申请中，乙醇的燃点较高，且凝固点为-114℃，适合于作为冷却液，且甲苯能够与乙醇很好的互溶；丙二醇、乙醇也能够互溶，则电池冷却液的混合均匀性较好；
3、本申请中，合适pH的冷却液，可以有效抑制醇类物质的酸化，不影响醇类物质降低防冻液的冰点，具有防冻、防沸性能。
附图说明
图1是旨在显示石墨烯液冷板的结构示意图。
附图标记说明：1、液冷板；2、石墨烯板；3、聚四氟乙烯软管；4、电池。
具体实施方式
以下结合实施例与对比例对本申请作进一步详细说明。
提供以下实施例和对比例的原料来源：实施例与对比例的原料均可市售购得，防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
一种电池冷却液的实施例
实施例1
一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将80g丙二醇，5g十二烷基苯磺酸钠，2g防冻剂，1g防锈剂，2g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将20g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液。
实施例2
一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将90g丙二醇，8g十六烷基磺酸钠，1g防冻剂，2g防锈剂，1g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将10g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用磷酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液。
实施例3
一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将85g丙二醇，6.5g十二烷基苯磺酸钠，1.5g防冻剂，1.5g防锈剂，1.5g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将15g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液。
实施例4
与实施例3的不同之处在于，S2中，甲苯与乙醇的体积比为1:0.1。
实施例5
与实施例3的不同之处在于，S2中，甲苯与乙醇的体积比为1:0.5。
实施例6
与实施例3的不同之处在于，S3中，利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为8。
对比例1
与实施例3的不同之处在于，S2中，将甲苯溶液替换成等重量的水。
对比例2
与实施例3的不同之处在于，S2中，将甲苯溶液替换成等重量的甲苯。
对比例3
与实施例3的不同之处在于，S2中，将十二烷基苯磺酸钠替换成等重量的乙烯基双硬脂酰胺。
对比例4
与实施例3的不同之处在于，S3中，利用磷酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为5。
对比例5
市面上购买的无水冷却液，爱温品牌NPG+无水冷却液。
性能检测试验
采用实施例1至6和对比例1至5中制得的冷却液进行性能测试，检测25℃的黏度与沸点；检测仪器：HTYZL-H全自动张力测定仪，多一制动液检测仪DY23F；测试结果如表1所示；检测实施例3与对比例5的冷却液在不同温度下的黏度；测试结果如表2所示；
表1
| 黏度(MPa.s) | 沸点(℃) | |
| 实施例1 | 6.5 | 120 |
| 实施例2 | 6.7 | 113 |
| 实施例3 | 5.8 | 123 |
| 实施例4 | 7.2 | 115 |
| 实施例5 | 7.5 | 112 |
| 实施例6 | 6.3 | 121 |
| 对比例1 | 10.3 | 143 |
| 对比例2 | 8.5 | 117 |
| 对比例3 | 7.6 | 114 |
| 对比例4 | 7.3 | 112 |
| 对比例5 | 45 | 191 |
表2
结合实施例1、2和实施例3，可以看出，在本申请保护范围内的冷冻液原料配比制得的冷冻液黏度均较低，且沸点满足正常使用的沸点。
结合实施例3和4、5，可以看出三个实施例的甲苯与乙醇比例不同，从而影响了制得的冷冻液的黏度与沸点，证明，甲苯与乙醇的比例很重要，本申请优选体积比例为甲苯:乙醇为1:0.25。
结合实施例3和6、对比例4，可以看出，当冷冻液的酸碱度在7-8范围内时，制得的冷冻液的黏度较低，沸点合适；当冷冻液的酸碱度在7-8范围内时，制得的冷冻液的黏度升高。
结合实施例3和对比例1、2，可以看出，将本申请中的甲苯溶液替换成水或分析纯甲苯，制得的冷冻液的黏度均降低，证明，本申请的甲苯溶液不能随意替换。
结合实施例3和对比例3，可以看出，将磺酸类分散剂替换成乙烯基双硬脂酰胺，对制得的冷冻液黏度也有影响，黏度相比实施例3升高，证明，本申请的磺酸类分散剂不能随意被替换。
表2中，结合实施例3与对比例5能够看出，随着温度降低，实施例3制得的冷冻液在其黏度下，仍能够自然流动，而对比例5在-10℃时，在其黏度下以无法正常流动，-25℃时，直接凝结；证明，本申请的无水冷却液相比于市售无水冷却液，在冬季，普通汽车中，仍能够正常使用。
一种石墨烯液冷板的实施例
参照图1，一种石墨烯液冷板包括液冷板1与石墨烯板2，石墨烯板2与电池4贴合，并固定连接，液冷板1与石墨烯板2贴合，并固定连接。液冷板1上嵌设有聚四氟乙烯软管3，聚四氟乙烯软管3在液冷板1上呈蛇形状排布，液冷板1嵌设聚四氟乙烯软管3的一面与石墨烯板2贴合。实施例3制得的电池冷却液通过电动冷却液泵在聚四氟乙烯软管3内流动。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种电池冷却液，其特征在于，制备步骤为：
S1：将80g丙二醇，5g十二烷基苯磺酸钠，2g防冻剂，1g防锈剂，2g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将20g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
2.一种电池冷却液，其特征在于，制备步骤为：
S1：将90g丙二醇，8g十六烷基磺酸钠，1g防冻剂，2g防锈剂，1g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将10g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用磷酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
3.一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将85g丙二醇，6.5g十二烷基苯磺酸钠，1.5g防冻剂，1.5g防锈剂，1.5g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将15g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
4.一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将85g丙二醇，6.5g十二烷基苯磺酸钠，1.5g防冻剂，1.5g防锈剂，1.5g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将15g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.1，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
5.一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将85g丙二醇，6.5g十二烷基苯磺酸钠，1.5g防冻剂，1.5g防锈剂，1.5g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将15g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.5，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为7.5，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
6.一种电池冷却液，其制备步骤为：
S1：将85g丙二醇，6.5g十二烷基苯磺酸钠，1.5g防冻剂，1.5g防锈剂，1.5g防霉剂混合，并以500rpm的速度搅拌20min，得到初级电池冷却液；
S2：将15g甲苯溶液加入初级电池冷却液中，甲苯溶液的溶剂为乙醇，甲苯与乙醇的体积比为1:0.25，并以4000rpm的速度搅拌15min，将电池冷却液通入阴阳离子混合交换树脂，去除离子后得到电池冷却液原液；
S3：利用硼酸缓冲溶液调节电池冷却液原液的pH为8，得到电池冷却液；
防冻剂，型号：987，品牌：鸿泰；防锈剂，型号：BL-W2，品牌：博莱富尔化工；防霉剂，型号：BIT20，购自常州金护盾新材料科技有限公司；硼酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；
阴阳离子交换树脂为阴阳离子交换树脂D201，购自天津市津达正通环保科技有限公司；甲苯为1，3，5-三甲苯，分析纯：97％。
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