阻燃剂组合物、其制造方法和包含其的电池技术

一种电池模块，包括并排布置的多个二次电池单元；以及设置在多个二次电池单元顶部的阻燃剂组合物；其中阻燃剂组合物包含第一组合物和第二组合物。第一组合物包含多孔颗粒，在该多孔颗粒上设置有第一金属催化剂颗粒和第一阻燃剂颗粒。第二组合物包含纤维组合物，该纤维组合物包含其上设置有第二金属催化剂颗粒和第二阻燃剂颗粒的纤维基材。和第二阻燃剂颗粒的纤维基材。和第二阻燃剂颗粒的纤维基材。

【技术实现步骤摘要】
阻燃剂组合物、其制造方法和包含其的电池


[0001]本公开涉及用于能量储存装置的阻燃剂组合物、其制造方法和包含其的制品。具体而言，本公开涉及用于电池的阻燃剂组合物、其制造方法以及包含该阻燃剂组合物的电池模块和电池组。

技术介绍

[0002]包括多个组装电池单元(例如二次电池)的电池用于各种应用中，例如便携式电子设备、电动自行车、混合动力车、电动车等。由于二次电池单元以高密度储存电能，它们经常产生异常高量的热和气体，这可能导致不希望的热事件。这种现象经常发生在电池不小心短路或损坏的时候。
[0003]此外，当组装的电池模块中的一个电池单元经历不利的热事件时，它可能在相邻的二次电池单元中触发相应的不利事件。希望防止这种不利事件相继发生。
[0004]还希望提供可用于能量储存装置如电池、电容器、超级电容器等的阻燃剂材料，其可增加能量储存装置的阻燃性。

技术实现思路

[0005]一种用于电池模块的阻燃剂组合物，包括设置在电池模块中多个电池单元顶部的第一组合物和第二组合物。第一组合物包含多孔颗粒，在该多孔颗粒上设置有第一金属催化剂颗粒和第一阻燃剂颗粒。第二组合物包括纤维组合物，其上设置有第二金属催化剂颗粒和第二阻燃剂颗粒。
[0006]一方面，将第一组合物和第二组合物紧密混合，并以单层添加到电池模块中。
[0007]另一方面，第一组合物布置在第一层中，第二组合物布置在第二层中；其中第二层比第一层离二次电池单元更远。
[0008]另一方面，包含第一组合物的第一层设置在两个第二层之间，每个第二层包含第二组合物。
[0009]另一方面，包含第二组合物的第二层设置在包含第一组合物的两个第一层之间。
[0010]另一方面，第一金属催化剂颗粒具有与第二金属催化剂颗粒相同的化学组合物。
[0011]另一方面，第一金属催化剂颗粒具有与第二金属催化剂颗粒不同的化学组合物。
[0012]另一方面，第一阻燃剂颗粒具有与第二阻燃剂颗粒相同的化学组合物。
[0013]另一方面，第一金属催化剂颗粒和第二金属催化剂颗粒各自包含过渡金属。
[0014]又一方面，第一金属催化剂颗粒和第二金属催化剂颗粒独立地选自铁、镍、钴、铂、钯、铑、钨、钛、铌、铪、钒、钼、锰或其组合。
[0015]又一方面，第一阻燃剂颗粒和第二阻燃剂颗粒独立地选自金属氢氧化物、金属卤化物、含磷阻燃剂、含氮阻燃剂及其组合。
[0016]又一方面，含磷阻燃剂是有机磷酸酯，其中含氮阻燃剂是三聚氰胺。
[0017]又一方面，多孔颗粒选自沸石、气凝胶、金属有机骨架、热解金属氧化物或其组合。
[0018]一种电池模块，包括并排布置的多个二次电池单元；以及设置在多个二次电池单元顶部的阻燃剂组合物；其中阻燃剂组合物包含第一组合物和第二组合物。第一组合物包含多孔颗粒，在该多孔颗粒上设置有第一金属催化剂颗粒和第一阻燃剂颗粒。第二组合物包含纤维组合物，该纤维组合物包含其上设置有第二金属催化剂颗粒和第二阻燃剂颗粒的纤维基材。
[0019]一方面，第一金属催化剂颗粒具有与第二金属催化剂颗粒相同的化学组合物。
[0020]另一方面，第一金属催化剂颗粒具有与第二金属催化剂颗粒不同的化学组合物。
[0021]又一方面，第一阻燃剂颗粒具有与第二阻燃剂颗粒相同的化学组合物。
[0022]又一方面，第一金属催化剂颗粒和第二金属催化剂颗粒包含过渡金属颗粒。
[0023]又一方面，金属催化剂颗粒、阻燃剂颗粒和多孔颗粒与聚合物粘合剂混合，以制造填充模块中所有自由空间的浆料。
[0024]当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0025]其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
[0026]图1是包括多个二次电池单元的电池模块的横截面的示例性示意图；以及
[0027]图2是具有设置在二次电池单元顶部的阻燃剂组合物的电池模块的示例性示意图。
具体实施方式
[0028]以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。
[0029]本文公开了一种阻燃剂组合物，其设置在电池模块中以增加模块的整体阻燃性并最小化不利的热事件，例如热失控。阻燃剂组合物设置在电池模块中，并位于包含在电池模块中的多个电池单元的顶部。在一实施例中，阻燃剂组合物设置在电池模块中，并位于包含在电池模块中的多个竖直对齐的电池单元的顶部。
[0030]阻燃剂组合物包含纤维基材，其中设置有包含多孔介质、金属催化剂颗粒和阻燃剂颗粒的浆料。浆料可以包含可选的聚合物粘合剂。浆料可被浇铸到模块中，从而填充模块中的空闲空间。在另一实施例中，阻燃剂组合物包含纤维基材，其中渗透了包含多孔介质、金属催化剂颗粒和阻燃剂颗粒的浆料。在一实施例中，阻燃剂组合物可以位于多个竖直对齐的电池单元顶部的单层施加到电池模块。
[0031]在另一实施例中，阻燃剂组合物可以两层或更多层用于电池模块中—第一层包括含有颗粒阻燃剂组合物的第一组合物，第二层包括含有纤维阻燃剂组合物的第二组合物。第一层的第一组合物是包含多孔介质、第一金属催化剂颗粒和第一阻燃剂颗粒的颗粒组合物，而第二层的第二组合物是包含纤维基材、第二金属催化剂颗粒和第二阻燃剂颗粒的纤维组合物。第一金属催化剂颗粒可以与第二金属催化剂颗粒相同或不同，而第一阻燃剂颗粒可以与第二阻燃剂颗粒相同或不同。在优选实施例中，第一金属催化剂颗粒与第二金属催化剂颗粒相同，第一阻燃剂颗粒与第二阻燃剂颗粒相同。第一和第二层可以本文讨论的
不同配置放置在电池模块中。
[0032]在另一实施例中，第一和第二组合物可以一起混合成紧密混合物，并作为单层施加到本文详述的电池模块。
[0033]图1是电池模块100的横截面的示例性示意图，电池模块100包括彼此平行布置的多个模块150、250等。每个模块包括多个电池单元。例如，第一模块150包括电池单元102、104、106等，而第二模块250包括电池单元102
’
、104
’
、106
’
等。第一模块150通过屏障200与第二模块250分开。多个电池单元102、104、106
…
被装入保护壳108中。在电池单元102、104、106等的顶部是空间210，阻燃剂组合物可以作为单层或以多层施加到该空间中。
[0034]以单层使用的阻燃剂组合物
[0035]如上所述，阻燃剂组合物(当以单层使用时)包含纤维基材，包含溶剂、多孔介质、金属催化剂颗粒和阻燃剂颗粒的浆料渗透到该纤维基材中。
[0036]纤维基材包含本质上不可燃的纤维组合物。纤维组合物中的纤维优选具有大于1，优选大于5，更优选大于10的纵横比。如本文所用，“纤维”包括可以晶须、针、棒、管、线、细长片晶、薄片状片晶、椭球、微纤维、纳米纤维和纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池模块的阻燃剂组合物，包括：第一组合物，其包含多孔颗粒，在多孔颗粒上设置有第一金属催化剂颗粒和第一阻燃剂颗粒；以及第二组合物，其包含纤维组合物，所述纤维组合物包含其上设置有第二金属催化剂颗粒和第二阻燃剂颗粒的纤维基材；其中第一组合物和第二组合物设置在电池模块中的多个电池单元的顶部。2.根据权利要求1所述的阻燃剂组合物，其中，所述第一组合物和所述第二组合物以紧密混合物混合，并以单层设置在电池模块中。3.根据权利要求1所述的阻燃剂组合物，其中，所述第一组合物布置在第一层中，所述第二组合物布置在第二层中；其中第二层比第一层离所述多个电池单元更远。4.根据权利要求1所述的阻燃剂组合物，其中，包含所述第一组合物的至少一层设置在包含所述第二组合物的两层之间。5.根据权利要求1所述的阻燃剂组合物，其中，包含所述第二组合物的至少一层设置在包含所述第一组合物的两层之间。6.根据权利要求1所述的阻燃剂组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：X肖，M蔡，AM戴利，P纳努亚，J舍伯恩，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：