适用于电池组单元电池的隔热缓冲层合物制造技术

本申请涉及一种用作电池组单元电池间隔热缓冲层合物，所述层合物具有中心隔热缓冲区域和外围密封区域，所述中心隔热缓冲区域依次包括：1)包含芳族聚酰胺材料的第一纸外层；2)包括无机短纤维层和泡棉层的内层；和3)包含芳族聚酰胺材料的第二纸外层；所述外围密封区域不包含所述内层并且通过将第一纸外层和第二纸外层彼此粘合而形成；和其中所述外围密封区域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。

【技术实现步骤摘要】
适用于电池组单元电池的隔热缓冲层合物
[0001]专利技术背景
[0002]本专利技术涉及用作电池组(batteries)单元电池间(cell
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to
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cell)隔热缓冲的层合物。

技术介绍

[0003]具有多个单元电池(multi
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cell)的电池组结构具有并联或串联布置的电池组单元电池，并且通常称为电池组块(battery block)和电池组包(battery pack)。在这些多单元电池电池组结构中，来自异常热问题(例如一个单元电池中的失效或故障)的热能会传递到相邻的单元电池中。如果热问题足够严重的话，则可能从一个或多个单元电池蔓延到相邻单元电池并导致热失控状态，该热失控状态会接连地影响电池组块或电池组包中的所有单元电池，导致起火甚至更严重。另外，特别是对于锂离子电池组，电池组在充电/放电循环中不可避免地经历剧烈的膨胀和收缩，这使电池组的电化学性能、可靠性和安全性劣化。
[0004]因此，需要隔热缓冲物来分开电池组单元电池，防止一个单元电池中的过热和热点(hot spot)，以免导致整个电池组包演变成可能导致起火或爆炸的热失控(thermal runaway)状态，并在充电/放电循环期间经受住剧烈的体积变化。因此，需要一种在火焰中足够热稳定和尺寸稳定并具有足够弹性的隔热缓冲垫。
[0005]然而，一些建议的隔热材料具有电池组制造商所不希望的属性。一些由无机纤维制成的隔热材料具有高的脱落无机颗粒的倾向，这是不希望的，因为它们会产生灰尘和粘合问题。一些弹性材料具有差的隔热性和低耐高温性。难以在隔热与弹性之间取得平衡，因为常规缓冲垫通常会大大降低隔热性能，例如，至少降低40％或50％。
[0006]所需要的是一种能够在隔热与弹性之间提供良好平衡的结构，所述结构当暴露于直接火焰或加热时不会剧烈地收缩，适应电池组充放电循环导致的收缩和膨胀，并且也不具有电池组制造商所不希望的属性，诸如脱落的无机颗粒。

技术实现思路

[0007]本专利技术涉及一种用作电池组单元电池间隔热缓冲的层合物，所述层合物具有中心隔热缓冲(insulative and cushioning)区域和外围(periphery)密封区域，
[0008]所述中心隔热缓冲区域依次包括：
[0009]1)包含芳族聚酰胺(aramid)材料的第一纸外层；
[0010]2)包括无机短纤维层和泡棉(foam)层的内层；和
[0011]3)包含芳族聚酰胺材料的第二纸外层；
[0012]所述外围密封区域不包含所述内层并且通过将第一纸外层和第二纸外层彼此粘合而形成；和
[0013]其中所述外围密封区域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。
附图说明
[0014]图1示出了一种类型的具有隔热缓冲区域以及外围密封区域的层合物，未按比例绘制。
[0015]图2示出了图1的层合物的截面A
‑
A
’
，示出了隔热缓冲区域以及外围密封区域的一部分以及这些区域中的各个层，未按比例绘制。
具体实施方式
[0016]本专利技术涉及一种用作电池组单元电池间隔热缓冲的层合物，所述层合物具有中心隔热缓冲区域和外围密封区域，
[0017]所述中心隔热缓冲区域依次包括：
[0018]1)包含芳族聚酰胺材料的第一纸外层；
[0019]2)包括无机短纤维层和泡棉层的内层；和
[0020]3)包含芳族聚酰胺材料的第二纸外层；
[0021]所述外围密封区域不包含所述内层并且通过将第一纸外层和第二纸外层彼此粘合而形成；和
[0022]其中所述外围密封区域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。
[0023]第一纸外层和第二纸外层可以彼此相同或不同，优选彼此相同。
[0024]除了芳族聚酰胺材料之外，第一纸外层和第二纸外层彼此独立地还可包含云母。
[0025]替代地，第一纸外层和第二纸外层彼此独立地可不包含云母。
[0026]在内层中，无机短纤维层可以是毡(felt)、纸或毯(blanket)的形式。
[0027]根据本公开，“单元电池间的隔热缓冲”是指在具有多个单元电池的电池组结构中插入各个电池组单元电池之间的材料，该材料提供了隔热和容积缓冲；也就是说，一方面，如果电池组单元电池产生了热相关“热点”或出现了异常的热问题诸如可能导致爆炸的热失控，那么这些材料试图将每个电池组单元电池隔热并阻滞热能的传递；另一方面，这些材料提供了弹性缓冲区域以吸收单元电池在充电/放电循环期间的膨胀和收缩，从而提高了单元电池的稳定性和可靠性。
[0028]图1示出了层合物1的一种型式，其具有在层合物的平面中延伸至外围密封区域3的中心隔热缓冲区域2；同样，外围密封区域3围绕整个中心隔热缓冲区域2延伸。隔热缓冲区域2为层合物1提供了大量的隔热和弹性，同时外围密封区域3围绕隔热缓冲区域2的外围延伸并有效地密封隔热缓冲区域2的边缘，从而将内层的材料封装在层合物1内部。并且，图1中所示的一个任选的特征是附在隔热缓冲区域2的表面上的两片双面胶带4的一种可能的布置。胶带片可用于将层合物1粘合到电池组单元电池或将层合物1放置在电池组块或电池组包中。如果需要，双面胶带4可以用常用的粘合剂代替。阻燃粘合剂膜是优选的。双面胶带4的面积可以大到覆盖整个隔热缓冲区域2，或者根据需要可以为几个条带。
[0029]隔热缓冲区域依次包括第一纸外层，第一纸外层包含芳族聚酰胺材料和任选存在的云母；内层，所述内层包括无机短纤维层和泡棉层；和第二纸外层，所述第二纸外层包含芳族聚酰胺材料和任选存在的云母。在一些实施方案中，内层的一个表面直接连接到第一纸外层的表面，而内层的相对表面直接连接到(bound to)第二纸外层的表面。该实施方案在图2中示出，图2是沿图1的A
‑
A
’
线的横截面图。图2中的虚线和曲线表示图1中的A
‑
A
’
切割
线所在的位置。内层包括无机短纤维层12和泡棉层13。内层11夹在第一外层10和第二外层14之间，形成隔热缓冲区域。并且，如图2中所示，在由括号15表示的外围密封区域中，第一外层10和第二外层14延伸越过内层11的外边缘或外围并且彼此粘合。在一些优选的实施方案中，通过使用合适的粘合剂将第一纸外层和第二纸外层连接至内层以形成隔热缓冲区域，并且第一纸外层和第二纸外层也通过合适的粘合剂、优选与上述相同的粘合剂彼此粘合。如图2中所示，外围密封区域具有宽度16。外围密封区域连续地围绕在隔热缓冲区域的外围，并且优选地，围绕在隔热缓冲区域的整个外围的外围密封区域的宽度是恒定的；也就是说，外围密封区域的各边具有相等的宽度。外围密封区域不包含内层；也就是说，内层在外围密封区域中不存在。
[0030]这产生了一种这样的结构，其中内层完全密封在层合物内，而内层的任何部分都不存在于层合物的外边缘。当将层合物组装在电池组块或电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用作电池组单元电池间隔热缓冲的层合物，其特征在于，所述层合物具有中心隔热缓冲区域和外围密封区域，所述中心隔热缓冲区域依次包括：1)包含芳族聚酰胺材料的第一纸外层；2)包括无机短纤维层和泡棉层的内层；和3)包含芳族聚酰胺材料的第二纸外层；所述外围密封区域不包含所述内层并且通过将第一纸外层和第二纸外层彼此粘合而形成；和其中所述外围密封区域围绕所述中心隔热缓冲区域的外围延伸。2.根据权利要求1所述的层合物，其中所述泡棉选自聚氨酯泡棉、有机硅泡棉、三聚氰胺泡棉或氯丁橡胶泡棉。3.根据权利要求1或2所述的层合物，其中第一纸外层和/或第二纸外层任选地还包含云母。4.根据权利要求3所述的层合物，其中所述芳族聚酰胺材料为絮状物、纤条体或它们的混合物的形式。5.根据权利要求1或2所述的层合物，其中所述无机短纤维层为毡...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵琦，
申请(专利权)人：杜邦安全与建筑公司，
类型：新型
国别省市：