一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构制造技术

本发明专利技术公开了一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，包括密封外壳和设置于密封外壳内的电池本体，所述密封外壳与电池本体之间设置有防火材料填充腔，所述防火材料填充腔内填充有干粉灭火剂；所述密封外壳内表面上固定设有防火板，所述防火材料填充腔设置于所述防火板与电池本体之间；所述密封外壳材料由内向外依次包括有金属层、聚丙烯塑料层，陶瓷化硅橡胶层，其中，所述的陶瓷化硅橡胶层按照重量份数计，由以下原料制备而成：硅橡胶100份、成瓷填料40～80份、助熔剂5～20份、铂催化剂0.2～1.5份、羟基硅油2～8份、硫化剂2～4份，其中，成瓷填料为硅酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为15～25:30～40。

A New Type of Storage Battery Structure for Fire-proof and Explosion-proof New Energy Vehicle

The invention discloses a fire-proof and explosion-proof new energy vehicle battery structure, which comprises a sealed shell and a battery body arranged in the sealed shell. A fire-proof material filling chamber is arranged between the sealed shell and the battery body, and the fire-proof material filling chamber is filled with dry powder fire extinguishing agent; a fire-proof board is fixed on the inner surface of the sealed shell, and the fire-proof material filling chamber is arranged. The sealing shell material consists of metal layer, polypropylene plastic layer and ceramic silicone rubber layer from inside to outside, in which the ceramic silicone rubber layer is prepared from 100 parts of silicone rubber, 40-80 parts of ceramic filler, 5-20 parts of flux, 0.2-1.5 parts of platinum catalyst and hydroxyl silicone oil according to weight fraction. Among them, the ceramic filler is a mixture of aluminium silicate fibers and acicular wollastonite. The mass ratio of aluminium silicate fibers to acicular wollastonite is 15-25:30-40.

【技术实现步骤摘要】
一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构
本专利技术属于新能源电池
，具体涉及一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构。
技术介绍
蓄电池(StorageBattery)是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出。蓄电池的外壳主要为塑料材质，通常选用聚丙烯、ABS等塑料，为了达到防火阻燃的要求，都会在基体中加入阻燃剂，绝大部分是含卤阻燃剂，包括各种含氯、含溴化合物，在燃烧时会产生有害物质和大量烟雾。而选用其它非卤素阻燃剂又存在着阻燃效果差、添加量大的缺点。陶瓷化橡胶材料是近年来出现的一种新型防火阻燃材料，它是在橡胶基体中添加一定的成瓷填料和助熔剂制得的复合材料，其在常温下能够保持良好的弹性和力学性能，当遇到明火或处于高温环境时，这种复合材料能转变为具有自支撑性的陶瓷体，从而阻止火焰蔓延，达到防火目的。陶瓷化橡胶材料具有广阔的应用前景，特别是用作电线电缆的绝缘材料，能防止火焰进一步向电线电缆内部蔓延，使电路在火灾中依然保持畅通。在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。硅橡胶具有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等优异的性能。硅橡胶的这些优异性能，使其在输电线路、宇航、机械部件及电子电器等领域具有重要的应用。由于硅橡胶经常需要在高压、高温、发热、放电的条件下使用，因此对硅橡胶在阻燃性能方面具有较高的要求。但是目前使用的阻燃硅橡胶经过持续的高温燃烧后，烧余物没有机械强度，可能会造成更危险的二次灾害，如电缆的护套和绝缘烧毁后造成短路。陶瓷化硅橡胶是指在硅橡胶基体中添加成瓷填料，并混合助熔剂来制备，这种复合材料硫化后在常温下的弹性和力学性能良好，与其它橡胶相比，硅橡胶热分解过程中释放的热量、有害气体及烟雾较少，其分解参与的二氧化硅可作为陶瓷体的骨架材料，因此，硅橡胶用作陶瓷化橡胶材料的基体材料时，不仅有利于聚合物材料在高温条件下转变成坚硬的陶瓷体，又符合绿色环保的要求。目前，陶瓷化硅橡胶中，成瓷填料常用的有云母、硅灰石、粘土、高岭土等无机硅酸盐类，成瓷填料的作用是提高陶瓷化硅橡胶的热稳定性，而且能在硅橡胶基体分解后作为骨架材料，保持材料原有的形状并提供足够的强度。但是，目前常用的成瓷填料在所形成的陶瓷体孔径较大，致密性较低，容易导致氧气渗透甚至出现火焰向基体材料传递，严重影响着陶瓷化硅橡胶的耐烧灼性能。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构。技术方案：本专利技术所述的一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，包括密封外壳和设置于密封外壳内的电池本体，所述密封外壳与电池本体之间设置有防火材料填充腔，所述防火材料填充腔内填充有干粉灭火剂；所述密封外壳内表面上固定设有防火板，所述防火材料填充腔设置于所述防火板与电池本体之间；所述密封外壳材料由内向外依次包括有金属层、聚丙烯塑料层，陶瓷化硅橡胶层，其中，所述的陶瓷化硅橡胶层按照重量份数计，由以下原料制备而成：硅橡胶100份、成瓷填料40～80份、助熔剂5～20份、铂催化剂0.2～1.5份、羟基硅油2～8份、硫化剂2～4份，其中，成瓷填料为硅酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为15～25:30～40。进一步的，所述干粉灭火剂为碳酸氢钠、氯化钠或氯化钾干粉灭火剂。进一步的，所述防火材料填充腔与电池本体之间设有固连于防火板上的导热隔板，所述导热隔板形成一个电池内定位壳，所述电池本体放入所述电池内定位壳内且所述导热隔板朝向电池本体的表面与电池本体表面相贴。进一步的，所述密封外壳包括密封对接的下壳体和上壳盖，所述下壳体与上壳盖上都设有防火材料填充腔，所述上壳盖上设置有连通壳盖上下两侧的线管，所述线管内设置连接于电池本体的电线。进一步的，所述下壳体顶部设置有密封圈，所述线管的上端口和/或下端口上设有密封设有密封圈或防火泥，所述上壳盖上还设有排气阀，所述排气阀内设有烟雾过滤器。进一步的，所述的金属层由镀镍的碳素钢制备而成。进一步的，所述的聚丙烯塑料层由碳纤维增强聚丙烯材料制备而成。进一步的，所述的硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种。进一步的，所述的助熔剂为低熔点玻璃粉、氧化硼或硼酸锌中的一种。进一步的，所述的硫化剂为过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)。有益效果：本专利技术结构简单、成本低、拆装方便，灭火材料直接包覆在电池本体上的，安全性高，灭火直接有效。本专利技术密封外壳隔绝外界氧气的进入，防火板可隔热并控火，干粉灭火剂可直接进行灭火，从而从各方控制火源，确保了电池使用的安全性，且不仅是电池内火可控，电池本体一旦被外界引燃也会发生爆炸，加重险情，本专利技术同样可防外火的侵入，确保外界险情不在电池作用下继续恶化，同时又可保证电池本体不会被损坏。相比传统的蓄电池外壳单层结构，本专利技术采用三层复合结构，最内的金属层选用具有抗变形性和抗压性的金属，起到对骨架结构增强支撑的作用，中层为聚丙烯塑料层，作为外壳的骨架结构，最外层的陶瓷化硅橡胶层能够保证蓄电池具有良好的防火性能，当外界放生火灾时，陶瓷化硅橡胶能够转变成具有致密结构的陶瓷体，防止外部火焰侵入引起内部材料的燃烧，又能避免电池液因容器破坏导致泄漏而发生爆炸的危险。成瓷填料选用硅酸铝纤维和针状硅灰石的复配物，针状硅灰石对应所形成的陶瓷体所形成的孔径极小，平均孔径保持在15μm以下，硅酸铝纤维在灼烧下边缘发生熔融，表现出连续多孔，液相桥接的特征，促进了硅酸铝纤维、针状硅灰石和二氧化硅等颗粒之间的共晶反应，增强了粘结作用，从而形成结构更为致密且均匀的陶瓷体，能够阻隔氧气渗透并抑制火焰向基体传递，从而提高了混合物的耐烧灼性能。另外，针状硅灰石还可以大幅度降低陶瓷体烧成温度，缩短烧成时间，同时提高陶瓷体的胚体强度，还可以提高陶瓷化硅橡胶的抗拉强度、冲击强度等性能。附图说明图1是实施例一结构示意图；图2是实施例二结构示意图；图3是具有外壳和导热隔板的结构示意图；图4是实施例六度结构示意图；图5是在外壳内外各设防火板的结构示意图；图6是本专利技术整体结构示意图；图7是实施例四结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。实施例一：一种具有防火功能的蓄电池，包括密封外壳1和设置于密封外壳内的电池本体2，所述密封外壳1与电池本体2之间设置有防火材料填充腔4。所述密封外壳1内表面上固设有防火板3，所述防火材料填充腔4设置于所述防火板3与电池本体2之间。所述防火材料填充腔4内填充有干粉灭火剂。所述干粉灭火剂为碳酸氢钠、氯化钠或氯化钾干粉灭火剂。所述密封外壳1包括密封对接的下壳体11和上壳盖12，所述下壳体11与上壳盖12上都设有防火材料填充腔4，所述上壳盖12上设置有连通壳盖12上下两侧的线管13，所述线管13内设置连接于电池本体2的电线。所述下壳体11顶部设置有密封圈14，所述线管13的上端口和/或下端口上设有密封设有密封圈或防火泥，所述上壳盖12上还设有排气阀121，所述排气阀121内设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，其特征在于：包括密封外壳（1）和设置于密封外壳内的电池本体（2），所述密封外壳（1）与电池本体（2）之间设置有防火材料填充腔（4），所述防火材料填充腔（4）内填充有干粉灭火剂；所述密封外壳（1）内表面上固定设有防火板（3），所述防火材料填充腔（4）设置于所述防火板（3）与电池本体（2）之间；所述密封外壳（1）材料由内向外依次包括有金属层、聚丙烯塑料层，陶瓷化硅橡胶层，其中，所述的陶瓷化硅橡胶层按照重量份数计，由以下原料制备而成：硅橡胶100份、成瓷填料40～80份、助熔剂5～20份、铂催化剂0 .2～1 .5份、羟基硅油2～8份、硫化剂2～4份，其中，成瓷填料为硅酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为15～25:30～40。

【技术特征摘要】
1.一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，其特征在于：包括密封外壳（1）和设置于密封外壳内的电池本体（2），所述密封外壳（1）与电池本体（2）之间设置有防火材料填充腔（4），所述防火材料填充腔（4）内填充有干粉灭火剂；所述密封外壳（1）内表面上固定设有防火板（3），所述防火材料填充腔（4）设置于所述防火板（3）与电池本体（2）之间；所述密封外壳（1）材料由内向外依次包括有金属层、聚丙烯塑料层，陶瓷化硅橡胶层，其中，所述的陶瓷化硅橡胶层按照重量份数计，由以下原料制备而成：硅橡胶100份、成瓷填料40～80份、助熔剂5～20份、铂催化剂0.2～1.5份、羟基硅油2～8份、硫化剂2～4份，其中，成瓷填料为硅酸铝纤维和针状硅灰石的混合物，其中硅酸铝纤维和针状硅灰石的质量比为15～25:30～40。2.根据权利要求1所述的一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，其特征在于：所述干粉灭火剂为碳酸氢钠、氯化钠或氯化钾干粉灭火剂。3.根据权利要求1所述的一种防火防爆型新能源汽车蓄电池结构，其特征在于：所述防火材料填充腔（4）与电池本体（2）之间设有固连于防火板（3）上的导热隔板（5），所述导热隔板（5）形成一个电池内定位壳，所述电池本体放入所述电池内定位壳内且所述导热隔板（5）朝向电池本体（2）的表面与电池本体（2）表面相贴。4.根据权利要求1所述的一种防火防爆型新...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲振托，贲礼进，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32