一种多孔发泡材料及其制备方法、电池模组和汽车电池包技术

本发明专利技术提供一种多孔发泡材料及其制备方法、电池模组和汽车电池包。本发明专利技术提供的多孔发泡材料用于新能源汽车核心部件电池模组内，主要用于电池模组内各片电芯之间的缓冲，提供的新能源汽车电池包包括壳体和电池模组，电池模组包括两个以上并排设置的电芯，所述电芯之间设有缓冲隔热垫，所述缓冲隔热垫由多孔发泡材料和胶带组成，胶带粘结在多孔发泡材料的单侧或两侧。侧或两侧。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔发泡材料及其制备方法、电池模组和汽车电池包


[0001]本专利技术涉及新能源电池领域，具体的为一种用于电池模组中电芯之间缓冲的聚烯烃发泡多孔材料及其制备方法、电池模组和汽车电池包。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车行业的发展，与之相配套的产业链迎来新的发展机遇，其中的核心零部件就是电池，电池也随着汽车工业的进步而不断的发展，随着新能源行业对于汽车安全性，高续航，快速充电等各方面的要求，电池的安全性是新能源汽车安全性的保证，而电池的安全性有许多因素决定，其中电池模组中电芯之间的多孔发泡材料对电池的安全性和稳定性具有至关重要的影响。
[0003]新能源的电池是有电池模组组成的，电池模组又是由各个电芯组成中的，各个电芯之间采用多孔发泡材料进行物理隔离，避免电芯之间刚性接触，多孔发泡材料能够起到缓冲的作用，避免引刚性接触导致的电芯损坏。此外当电池在充放电时，电芯的体积会发生一定的膨胀，此时需要有多孔发泡材料来吸收体积膨胀带来的间隙变化，不至于因为体积膨胀导致的的电池电芯内部压力剧增，导致的电池爆炸起火的事故，同时也不会因为电池电芯间多孔发泡材料应力值小而导致的电池模组成组后出现松散，电芯抽芯等问题，影响电池结构的稳定性和安全性。但是目前研究多孔发泡材料对电芯缓冲作用以及对应的多孔材料应力不足导致的电芯的松散的问题比较少，研发一种既能够缓解体积膨胀应力过大，又能够保证组成模组紧凑固定，不发生松散和抽芯的多孔发泡材料对急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术就是针对上述问题，提供了一种多孔发泡材料、电池模组和汽车电池包。
[0005]本专利技术提供一种电芯间的多孔发泡材料，使电池的充放电时随着电池温度的升高，电芯温度的升高，体积膨胀时具有相对稳定的压缩应力，不至于使电池因为体积膨胀导致的的电池电芯内部压力剧增，导致的电池爆炸起火的事故，同时也不会因为电池电芯间缓冲材料应力值小而导致的电池模组成组后出现松散，电芯抽芯等问题。
[0006]本专利技术通过将多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度与压缩应变50%的压缩强度的比值，及多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度和多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度的比值调整在一定范围内，可以得到能量吸收优异的聚烯烃树脂多孔发泡材料，从而契合于新能源电池在充电放电过程中的体积变化，能够有效的解决电池结构的稳定性和安全性的问题。
[0007]本专利技术提供一种电池模组，包括电芯和缓冲隔热垫，缓冲隔热垫设置在电芯之间，所述缓冲隔热垫由多孔发泡材料和胶带组成，胶带粘结在多孔发泡材料的单侧或两侧，所述多孔发泡材料的压缩应力比值为：K1=P
2 （50%）/P1(25%)= 1.3
‑
2.5；K2=P
3 （70%）/P2(50%)=1.5
‑
3.0；P1（25%）为多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度；P2（50%）为多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度；P3（70%）为多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度。
[0008]本专利技术提供一种新能源汽车用电池包，包括壳体和电池模组，电池模组包括两个以上并排设置的电芯，所述电芯之间设有缓冲隔热垫，所述缓冲隔热垫由多孔发泡材料和胶带组成，胶带粘结在多孔发泡材料的单侧或两侧，所述多孔发泡材料的压缩应力比值为：K1=P
2 （50%）/P1(25%)= 1.3
‑
2.5；K2=P
3 （70%）/P2(50%)=1.5
‑
3.0；P1（25%）为多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度；P2（50%）为多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度；P3（70%）为多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度。
[0009]本专利技术提供一种多孔发泡材料，内部为有多个气泡结构的片材或卷材，多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度P2比压缩应变25%的压缩强度P1的比值系数K1在范围1.1
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3.0，优选系数K1的范围为1.1
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2.5，进一步优选K1范围为1.3
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2.5，并且压缩应变70%的压缩强度P3比压缩应变50%的压缩强度P2的比值系数K2在范围1.1
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3.0，优选K2范围为1.3
‑
3.0，进一步优选K2范围为1.5
‑
3.0。本专利技术提供的应变压缩强度的比值反应了多孔发泡材料的缓冲性能以及紧固性能，获得的多孔发泡材料能够满足电池模组中电芯缓冲和紧固隔绝的需求。K1、K2值反馈电池在工作过程中，电池充放电过程中所导致的电芯间隙随体积压缩变化的速率，K1、K2小于该范围，模组之间出现松垮，在机动车行驶过程中，会出现模组松散。K1、K2大于该范围，容易引起模组内应力过大，造成爆炸。
[0010]进一步的，本专利技术提供的多孔发泡材料压缩应变35
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50%的恒定压缩应力变化率为0.15
‑
5.0，50
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60%的恒定压缩应力变化率为0.50
‑
11.8；所述压缩应力变化率为以X轴为应变，间隔点为1%，Y轴为压缩应力，单位为MPa,绘制不同压缩应变下的压缩应力曲线，对曲线进行一阶微分，拟合曲线获取不同压缩应变下，压缩应力变化率的数值。即所述恒定压缩应力变化率为对应的应变区间内应变曲线的压缩应力变化率。压缩应变有具体的定义，即在压应力作用下,标距原始单位长度的增量(即长度的变化率),用百分数(%)表示；压缩应力具体的定义，即压缩应力是在压缩试验过程中加在试样上的压缩负荷除以试样原始横截面积所得的值，单位MPa。
[0011]进一步的，所述多孔发泡材料压缩应变35
‑
50%的恒定压缩应力变化率为0.20
‑
2.48，50
‑
60%的恒定压缩应力变化率为0.60
‑
5.04。
[0012]本专利技术研究发现，上述应变区间恒定压缩应力变化率的发泡材料具有很好的韧性和缓冲性能，能够比较好的适用于电池模组中，进一步限定每一压缩应变范围内，压缩应力变化趋势都是上述范围，如果小于该范围值，模组之间出现松垮，在机动车行驶过程中，会出现模组松散。大于该范围，容易引起模组内应力过大，造成爆炸。
[0013]进一步的，本专利技术研究发现，本专利技术提供的多孔发泡材料压缩应变25
‑
35%的恒定压缩应力变化率为0.10
‑
1.7，60
‑
70%的恒定压缩应力变化率为0.90
‑
14.67。进一步的，所述发泡材料25
‑
35%的恒定压缩应力变化率为0.15
‑
1.18，60
‑
70%的恒定压缩应力变化率为0.95
‑
7.71。该应变区间的恒定压缩应力变化率的多孔材料具有很好的韧性和缓冲性能，能够比较好的适用于电池模组中。
[0014]进一步的，本专利技术的多孔发泡材料的P2（50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模组，包括电芯和缓冲隔热垫，缓冲隔热垫设置在电芯之间，所述缓冲隔热垫包含多孔发泡材料和胶带，胶带粘结在多孔发泡材料的单侧或两侧，所述多孔发泡材料的压缩应力比值为：K1=P
2 （50%）/P1(25%)= 1.3
‑
2.5；K2=P
3 （70%）/P2(50%)=1.5
‑
3.0；P1（25%）为多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度；P2（50%）为多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度；P3（70%）为多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度。2.一种汽车用电池包，包括壳体和电池模组，电池模组包括两个以上并排设置的电芯，所述电芯之间设有缓冲隔热垫，其特征在于：所述缓冲隔热垫包含多孔发泡材料和胶带，胶带粘结在多孔发泡材料的单侧或两侧，所述多孔发泡材料的压缩应力比值为：K1=P
2 （50%）/P1(25%)= 1.3
‑
2.5；K2=P
3 （70%）/P2(50%)=1.5
‑
3.0；P1（25%）为多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度；P2（50%）为多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度；P3（70%）为多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度。3.一种多孔发泡材料，所述多孔发泡材料的压缩应力比值为：K1=P
2 （50%）/P1(25%)= 1.3
‑
2.5；K2=P
3 （70%）/P2(50%)=1.5
‑
3.0；P1（25%）为多孔发泡材料压缩应变25%的压缩强度；P2（50%）为多孔发泡材料压缩应变50%的压缩强度；P3（70%）为多孔发泡材料压缩应变70%的压缩强度。4.根据权利要求3所述的一种多孔发泡材料，其特征在于，所述多孔发泡材料压缩应变35
‑
50%的恒定压缩应力变化率为0.15
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5.0，所述多孔发泡材料压缩应变50
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60%的恒定压缩应力变化率为0.50
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11.8；所述恒定压缩应力变化率为最小应变单元为1%间隔的不同压缩应变下的压缩应力应变曲线的一阶微分数值，所述压缩应力的单位为Mpa。5.根据权利要求4所述的一种多孔发泡材料，其特征在于，所述发泡材料压缩应变35
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50%的恒定压缩应力变化率为0.20
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2.48，50
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60%的恒定压缩应力变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志伟，魏琼，
申请(专利权)人：湖北祥源高新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：