热防护层及电动汽车电池用热防护结构制造技术

本申请公开了一种热防护层及电动汽车电池用热防护结构，热防护层包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡表层的碳纤维布，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线缝合连接。热防护层设置于各电芯之间、各电池模组之间或设置于电芯和电池模组之间、电池仓和其他空间仓之间。本申请的热防护层，利用碳纤维布包覆微纳米纤维硅基陶瓷气凝胶毡，无需粘结剂胶黏，能避免气凝胶复合材料毡掉粉问题，既能为电芯散热，又能防止电芯急剧热扩散影响到其他电芯，具有良好的隔热能力和稳定性。具有良好的隔热能力和稳定性。具有良好的隔热能力和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
热防护层及电动汽车电池用热防护结构


[0001]本申请涉及新能源汽车
，特别是涉及一种热防护层及电动汽车电池用热防护结构。

技术介绍

[0002]新能源汽车通过电池包来储存电能，驱动电机运转，让车辆正常行驶。电池包中电池能量储存部分与能量转化部分存在于同一空间，在过充电、针刺、碰撞情况下易引起连锁放热反应，造成冒烟、失火甚至爆炸等热失控事故。热失控是动力电池最严重的安全事故，直接威胁用户的生命安全。近年来，针对电池包的热失控传播问题主要通过热防护技术解决。除了在电池单体之间，电池模组之间以及电池箱与乘客舱之间也需要设置热防护，以提高热失控电芯向电池其他系统传热的热阻，从而达到阻碍热失控蔓延的目的。
[0003]目前动力电池系统热失控的研究，主要侧重于由单体电芯热失控触发继而传播到整个电池包的热失控安全问题方面。这是因为当某单体电芯触发热失控时，会产热量骤增，散热量远小于产热量，导致热量向周围电芯传递，会迅速引发周边电池大规模热失控，形成安全隐患。或者说，单体电芯的热失控是整个电池包热失控的源头，因此，我们主要讨论电芯间的热防护。电芯间的热防护是在电芯间增加隔热层，以阻断热失控从失控单体电芯向周围电芯传播，降低电池包的损害以及附带的破坏作用。
[0004]目前的通常做法是，采用气凝胶制成的毛毡作为电芯间的热防护层。但是现有的气凝胶毡都是复合材料，一般都是由气凝胶颗粒和其他耐热短纤维如玻纤、芳纶等均匀混合后用粘结剂粘结而成，其隔热能力不佳，且稳定性也不高，这给电动汽车的安全性带来了严重的隐患。首先，添加了粘结剂的气凝胶复合材料毡的高温极限一般不超过650℃，当电池温度达到800℃时，气凝胶复合材料的隔热作用失效，会使得电池的火势迅速蔓延导致车上人员的逃生时间大大减少；其次，粘结剂一般都是液态，这些液态的粘结剂会渗透进入气凝胶颗粒的微纳孔隙中，使得原本多孔的气凝胶的孔隙率下降，从而导致气凝胶的导热系数升高，影响气凝胶的隔热能力；现有气凝胶复合材料中的气凝胶是颗粒状态，这些微纳米颗粒结构松散，汽车在行驶中的颠簸极易造成气凝胶复合材料掉粉甚至结构坍塌，从而失去隔热能力。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种热防护层，包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡表层的碳纤维布，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线缝合连接。
[0007]可选地，所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡的厚度为5
‑
10mm。
[0008]可选地，所述碳纤维布的厚度为0.1
‑
1.5mm。
[0009]可选地，所述碳纤维布为平纹布、斜纹布或缎纹布。
[0010]根据本申请的另一个方面，提供了一种电动汽车电池用热防护结构，采用所述的热防护层，并将其设置于各电芯之间、各电池模组之间或设置于电芯和电池模组之间、电池仓和其他空间仓之间。
[0011]本申请的热防护层，利用碳纤维布包覆微纳米纤维硅基陶瓷气凝胶毡，无需粘结剂胶黏，能避免气凝胶复合材料毡掉粉问题，既能为电芯散热，又能防止电芯急剧热扩散影响到其他电芯，具有良好的隔热能力和稳定性。
[0012]进一步地，本申请上述的热防护层，可设置于电池的电芯之间、各电池模组之间、电芯和电池模组之间、电池仓和其他空间仓之间。当电芯正常工作时，碳纤维布起到散热的作用；当电芯发生急剧放热事故时，碳纤维布将失效，硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶将起到绝热作用，保护其他电芯不受影响，阻止火灾的发生，保障乘车人员的生命财产安全。
[0013]根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0014]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0015]图1是根据本申请一个实施例的热防护层的示意性透视图；
[0016]图2是根据本申请另一个实施例的热防护层的示意性透视图。
具体实施方式
[0017]图1是根据本申请一个实施例的热防护层的示意性透视图。参见图1，热防护层包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1表层的碳纤维布2，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线3缝合连接。所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1的厚度为5
‑
10mm。所述碳纤维布2的厚度为0.1
‑
1.5mm。所述碳纤维布2为平纹布、斜纹布，缎纹布。
[0018]其中，碳纤维布2耐高温1580
‑
1770摄氏度，电芯正常工作时，碳纤维布 2起散热作用，硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1发挥隔热阻燃作用，防止某个电芯在工作过程中热失控或起火从而导致其它电芯也迅速热失控或者起火。
[0019]图1所示的硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1，其制备方法是在硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1的上下表面各附着一片尺寸略大的碳纤维布2，在碳纤维布2的四个直边均采用碳纤维线或玻璃纤维线3缝合。图2所示的硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1，其制备方法是将一块碳纤维布2对折，对折后的碳纤维布2的尺寸略大于硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1，在对折后的碳纤维布2的除折边之外的三个直边采用碳纤维线或玻璃纤维线3缝合。在实际使用过程中，可根据需要选择图1或图2所示的制备方法。
[0020]本申请实施例所采用的硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1，为本申请人于 2021年6月23日申请的、公布号为CN113308764A的专利申请文件中所公开的硅基陶瓷微纳米纤维隔热毛毡，除此之外，也可以采用申请日为2020年5 月22、授权公告号为CN111621858B、专利名称为“利用负压制备微纳米纤维的纺丝方法及微纳米纤维”的专利申请文件中所制备的
微纳米纤维。该硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1由微纳米纤维化的硅基陶瓷气凝胶层层交织，最终织成的制品可以理解为是由无纺布构成一个整体毡，无复合、无填充、无掺杂。该硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡1全部由微纳米纤维化的硅基陶瓷气凝胶制成，即化学成分超过99％的硅基陶瓷。具有导热系数低、防火、阻燃、保温、隔音、降噪、密度低、柔性好、可压缩、可回弹、疏水等优越性能。其具有以下的优点：(1)耐高温，在1000℃环境中可长期稳定工作，不会氧化、变色、变形、变脆等；当温度达到1200℃时，该毡制品可以保持有效隔热1小时；(2)耐低温，在
‑
196℃的液氮环境中可长期稳定工作；(3)耐酸、耐碱、耐腐蚀；(4) 优异的隔热(导热率＜0.023W/m
·
K)、阻燃、隔音特性；(5)可压缩(90％)、可折叠(180
°
)、可回弹(95％)、柔软等稳定的机械性能；(6)不掉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热防护层，其特征在于，包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡表层的碳纤维布，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线缝合连接。2.根据权利要求1所述的热防护层，其特征在于，所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡的厚度为5
‑
10mm。3.根据权利要求1所述的热防护层，其特征在于，所述碳纤维布的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，刘行勇，
申请(专利权)人：佛山市中柔材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：