【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于相變材料，具體涉及一種膨脹石墨及其制備方法、復合相變材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著新能源汽車的快速發展，動力電池作為核心零部件之一，成為研究和關注的焦點。動力電池的續航里程和安全性也成為制約新能源汽車發展的主要問題。目前，鋰離子動力電池在電動汽車中得到廣泛應用，與其他可充電電池相比，鋰離子電池具有能量密度高、自放電率低、維護要求低、循環壽命長、重量輕、緊湊性高等優點。然而，鋰離子電池的運行性能受環境溫度的影響很大，只能在相對狹窄的溫度區間內實現電池安全高效的運行。在低溫下，鋰離子電池的內阻會迅速增加，充放電容量會明顯降低，充放電循環次數也會大大減少。在過低的溫度下對電池進行高速充電和放電也會產生內部短路等安全問題。在高溫環境下，如果電池溫度沒有得到有效控制，高溫會導致內部sei膜和正負極活性物質依次分解，隔膜熔化，從而導致內部鏈式化學反應并產生大量熱量，導致電池熱失控等安全事故。
2、為了確保鋰離子電池的工作性能和熱安全，必須將電池維持在適宜的溫度范圍。然而，由于冬季南北方溫差較大，北方的寒冷氣候可能導致電池在高速充電和放電過程中性能下降、使用壽命縮短，甚至引發熱失控等安全問題。相變材料(pcm)冷卻技術能夠將電池的工作溫度維持在相對恒定的溫度范圍內，在相變過程中吸收/釋放大量熱量。該解決方案可以使溫度處于最佳范圍內，管理均勻的溫度分布，尤其是在極端環境中。隨著對相變材料研究的深入，基于pcm的結構簡單、形狀適應性強且不增加額外能耗等優點，受到廣泛關注。
3、膨脹石墨(eg)是一種常
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種膨脹石墨及其制備方法、復合相變材料及其制備方法，本專利技術提供的制備方法制備得到的膨脹石墨具有較高的膨脹體積，應用于相變材料中，能夠進一步提高傳熱性能。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術提供了一種膨脹石墨的制備方法，包括以下步驟：
4、將過氧化氫、濃硫酸和鱗片石墨混合，進行氧化插層，得到插層石墨；
5、將所述插層石墨和輔助插層劑混合，進行輔助插層，得到可膨脹石墨；所述輔助插層劑包括硝酸銅、硝酸銨或硝酸鋅；
6、將所述可膨脹石墨進行膨脹，得到膨脹石墨。
7、優選的，所述過氧化氫的質量濃度為30％；所述濃硫酸的質量濃度為98％；
8、所述過氧化氫和濃硫酸的體積比為0.25：5.5～7；
9、所述濃硫酸和鱗片石墨的用量比為5.5～7ml：2g。
10、優選的，所述氧化插層的溫度為35～45℃，時間為25～45min。
11、優選的，所述鱗片石墨和輔助插層劑的質量比為2：0.24～0.3；
12、所述輔助插層的溫度為35～45℃，時間為25～45min。
13、優選的，所述膨脹的溫度為900～1000℃。
14、本專利技術還提供了上述技術方案所述的制備方法制備得到的膨脹石墨。
15、本專利技術還提供了一種復合相變材料，包括石蠟、牛油和膨脹石墨；
16、所述膨脹石墨為上述技術方案所述的膨脹石墨。
17、優選的，所述石蠟的熔點為100～107℃；
18、所述石蠟和牛油的質量比為1～9：1～9；所述膨脹石墨在復合相變材料中的質量百分含量為4.5～5.5％。
19、優選的，所述復合相變材料的熔點為70～80℃，相變潛熱為54.55～202.8j/g。
20、本專利技術還提供了上述技術方案所述復合相變材料的制備方法，包括以下步驟：將石蠟、牛油和膨脹石墨混合，得到所述復合相變材料。
21、本專利技術提供了一種膨脹石墨的制備方法，包括以下步驟：將過氧化氫、濃硫酸和鱗片石墨混合，進行氧化插層，得到插層石墨；將所述插層石墨和輔助插層劑混合，進行輔助插層，得到可膨脹石墨；所述輔助插層劑包括硝酸銅、硝酸銨或硝酸鋅；將所述可膨脹石墨進行膨脹，得到膨脹石墨。本專利技術提供的制備方法得到的膨脹石墨具有較高的膨脹體積，應用于相變材料中，能夠進一步提高傳熱性能，在提高導熱系數的同時，能夠損失較少的相變潛熱。
22、本專利技術還提供了一種復合相變材料，包括石蠟、牛油和膨脹石墨；所述膨脹石墨為上述技術方案所述的膨脹石墨。在本專利技術中，牛油的原料來源廣泛且生產成本較低，相比于需要復雜化學合成的合成材料，牛油的經濟性優勢顯著。同時相比于合成相變材料如有機蠟或聚合物，相對較高的熔點(通常在30～40℃之間)。此外，牛油的良好熱儲存能力和低熱導率使其在熱管理中具有競爭力。同時牛油作為生物基材料，其對環境的影響較小，符合當前對可持續材料的需求。本專利技術直接將牛油、高熔點石蠟及膨脹石墨進行簡單的混合處理，通過控制三者比例不同，利于提高生物質資源的利用率；能夠在大幅度降低熔點的同時提高相變材料的相變潛熱。
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1.一種膨脹石墨的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過氧化氫的質量濃度為30％；所述濃硫酸的質量濃度為98％；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化插層的溫度為35～45℃，時間為25～45min。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鱗片石墨和輔助插層劑的質量比為2：0.24～0.3；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述膨脹的溫度為900～1000℃。
6.權利要求1～5任一項所述的制備方法制備得到的膨脹石墨。
7.一種復合相變材料，其特征在于，包括石蠟、牛油和膨脹石墨；
8.根據權利要求7所述的復合相變材料，其特征在于，所述石蠟的熔點為100～107℃；
9.根據權利要求7所述的復合相變材料，其特征在于，所述復合相變材料的熔點為70～80℃，相變潛熱為54.55～202.8J/g。
10.權利要求7～9任一項所述復合相變材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種膨脹石墨的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述過氧化氫的質量濃度為30％；所述濃硫酸的質量濃度為98％；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化插層的溫度為35～45℃，時間為25～45min。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鱗片石墨和輔助插層劑的質量比為2：0.24～0.3；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述膨脹的溫度為900～...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭玉鵬，李天雨，李雅潔，白婷婷，韓宙成，楊津，魏士剛，屈學儉，葛曉豪，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：
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