电池设备制造技术

一种电池设备(100)包括电池单元包，该电池单元包包括多个电池单元(118)。该电池设备进一步包括：结构(104)，该结构设置在该电池单元包的顶部上，该结构包括绝缘材料(106)；以及壳体(102)，该电池单元包和该结构布置在该壳体中。至少该结构的上表面(110)具有耐热且耐火的特性。该绝缘材料包括延伸穿过该绝缘材料的多个弱化部分或切口(112)。该结构被布置成使得在单元(118a)烧毁的情况下，通气通路(116)穿过该绝缘材料中的弱化部分或切口形成在该单元上方。在该单元上方。在该单元上方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池设备


[0001]本披露内容总体上涉及电池领域。更具体地，本披露内容涉及减少电池单元包中的火势蔓延。

技术介绍

[0002]近年来，全世界对电池设备的需求迅速增加。在车辆、移动设备中需要高效电池，并且需要这些高效电池在停电或断电时作为支持必要功能的备用解决方案。
[0003]如果电池单元出现严重故障，则它可能会热失控。在这种状态下，可能会产生燃烧气体和火焰，这进而可能影响受影响的单元附近的其他装备。因为若干电池单元通常一起布置在电池设备中，所以由一个单元的热失控导致的燃烧气体或火焰可能蔓延到其他单元。故障单元的这种连锁反应可能导致较大故障或整个电池单元包或设备着火或爆炸。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术的目的是克服上述缺点中的至少一些缺点，并提供一种改进的电池设备。
[0005]根据本披露内容的一方面，提供了一种电池设备。该电池设备包括电池单元包，该电池单元包包括多个电池单元。电池单元包也可以被称为单元包或者电池单元的组件。
[0006]该电池设备进一步包括设置在电池单元包的顶部上的结构。该结构包括绝缘材料。
[0007]该电池设备进一步包括壳体，该电池单元包和该结构布置在该壳体中。
[0008]至少该结构的上表面具有耐热且耐火的特性。该绝缘材料包括延伸穿过该绝缘材料的多个弱化部分或切口。该结构被布置(或定位)成使得在该多个电池单元中的单元烧毁(热失控、过热)的情况下，通气通路穿过该绝缘材料中的弱化部分或切口形成在该单元上方。
[0009]该结构的上表面/顶表面是离电池单元包最远的表面，并且该结构的下表面/底表面是离电池单元包最近的表面。根据不同实施例，这些术语在整个本披露内容中用于描述电池设备的不同元件/特征之间的内部关系。术语上/下、向上/向下、顶/底等不一定在较大的参考系中定义元件的位置或取向，比如它们相对于地球的取向。
[0010]在该多个电池单元中的单元热失控或烧毁的情况下，热的燃烧气体和/或火焰可能在该单元中产生/由该单元产生。许多电池单元在纵向方向而不是侧向方向(朝向相邻的电池单元)上释放这种气体/火焰。例如，电池单元可以具有防止火焰/气体侧向释放的内部特征。替代性地，比如固持特征等外部特征可以具有相同的防火焰/气体扩散效果。
[0011]布置在电池单元包的顶部上的结构可以防止火势在电池单元包中的单元之间扩散。该结构可以被布置成使得绝缘材料可以防止火势和燃烧气体从上方到达与烧毁的单元(受影响的/关键的单元)邻近的单元。穿过绝缘材料中的弱化部分或切口在关键的单元上方形成的通气通路可以提供通道，气体和火焰可以穿过该通道在结构上方逸出/释放。接
着，该结构可以在火焰/气体与电池单元包之间形成屏障。因此，该结构的上表面的耐火的且耐热的特性可以防止火焰和气体到达电池单元包的其他电池单元，从而限制电池单元包的失效和破坏。
[0012]由于火焰和气体的形成引起的压力增大，通气通路可以穿过绝缘材料中的弱化部分或切口形成。例如，当压力增大时，受影响的(烧毁的)单元上方的预切口或弱化部分可能让路(塌陷/打开)以形成通气通路。
[0013]根据一些实施例，该结构的绝缘材料的热导率可以低于或基本上等于1W/m
·
K。
[0014]例如，绝缘材料的热导率可以低于0.8W/m.K，比如(低于)0.5W/m
·
K。
[0015]绝缘材料的低导热率可以在单元过热(烧毁、热失控)的情况下辅助隔离受影响的单元或者防止电池单元包中的其他单元过热。
[0016]根据一些实施例，绝缘材料可以是电绝缘的。
[0017]当热的气体和火焰通过通气通路时，它们可能在结构上方释放。壳体或壳体内的其他装备可能受到热的气体和火焰的影响，这可能例如导致熔融金属或其他异物掉落在结构的上表面上或以其他方式与结构的上表面接触。绝缘材料是电绝缘的或非导电的实施例可以防止单元之间或电池单元包与其他部件/装备之间由于这种异物而发生电短路。
[0018]根据一些实施例，绝缘材料可以耐受至少800℃的温度。
[0019]绝缘材料可以进一步耐受至少800℃的温度至少60秒。
[0020]例如，绝缘材料可以耐受至少900℃的温度，比如1000℃。
[0021]根据一些实施例，绝缘材料的厚度可以在0.5mm至4mm的范围内。
[0022]例如，厚度可以在0.7mm至3.5mm的范围内。更具体地，厚度可以在1mm至3mm的范围内。
[0023]根据一些实施例，绝缘材料可以包括氟弹性体材料。
[0024]例如，绝缘材料可以包括FKM或FFKM(全氟弹性体)。这种材料可以具有耐热且电绝缘的特性。
[0025]根据一些实施例，该结构进一步可以进一步包括形成该结构的耐热且耐火的上表面的覆盖层或涂层。覆盖层可以包括耐热且耐火的材料。覆盖层(或涂层)可以进一步包括形成折片(门/盖/端口)的多个弱化部分或预切口。通气通路可以进一步包括由覆盖层或涂层中的弱化部分或预切口形成的多个折片中的打开的折片，这是因为折片可以通过由单元的烧毁(热失控)导致的压力增大而打开。
[0026]例如，可以通过部分或全部穿过覆盖层或涂层形成(切割)预切口来形成折片。替代性地，折片可以通过弱化覆盖层或涂层的材料的部分来形成。
[0027]弱化部分或预切口可以形成比如圆形、椭圆形、正方形等形状的轮廓或轨迹的至少部分，从而给予折片其形状。
[0028]覆盖层/涂层可以被形成(或布置/定位)成使得折片位于绝缘材料中的弱化部分/预切口上方，该弱化部分/预切口进而布置(或定位)在电池单元上方。因此，折片可以由于所涉及的折片下方的单元的烧毁导致的压力增大而打开。
[0029]在打开后，折片可以完全从覆盖层/涂层释放。替代性地，折片仍可以部分附接到覆盖层/涂层，并像门一样打开。
[0030]根据一些实施例，覆盖层或涂层可以是电绝缘的。
[0031]包括电绝缘材料的覆盖层/涂层可以保护绝缘材料免受异物的影响，异物可能例如由于燃烧气体或火焰而与覆盖层/涂层接触。覆盖层/涂层是电绝缘的或者非导电的实施例可以防止单元之间或电池单元包与其他部件/装备之间发生电短路。
[0032]根据一些实施例，覆盖层或涂层可以耐受至少1000℃的温度至少15秒。
[0033]例如，覆盖层/涂层可以耐受1200℃至少15秒。更具体地，覆盖层/涂层可以耐受1500℃至少15秒。
[0034]例如，覆盖层/涂层可以耐受1000℃至少20秒。更具体地，该层/涂层可以耐受1000℃至少30秒。
[0035]根据一些实施例，覆盖层或涂层可以包括云母或陶瓷或由云母或陶瓷组成。
[0036]比如云母或陶瓷等材料可以提供具有耐热且耐火的特性的薄层/涂层。
[0037]根据一些实施例，覆盖层或涂层可以具有厚度，使得折片可通过由单元的烧毁导致的压力增大而打开。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池设备(100)，包括：电池单元包(105)，该电池单元包包括多个电池单元(118)；结构(104)，该结构设置在该电池单元包的顶部上，所述结构包括绝缘材料(106)；以及壳体(102)，所述电池单元包和所述结构布置在该壳体中；其中，至少所述结构的上表面(110)具有耐热且耐火的特性；所述绝缘材料包括延伸穿过该绝缘材料的多个弱化部分或切口(112)；并且所述结构被布置成使得在所述多个电池单元中的单元(118a)烧毁的情况下，通气通路(116)穿过所述绝缘材料中的弱化部分或切口形成在所述单元上方。2.如权利要求1所述的电池设备，其中，所述绝缘材料的热导率低于或基本上等于1W/m
·
K。3.如前述权利要求中任一项所述的电池设备，其中，所述绝缘材料是电绝缘的。4.如前述权利要求中任一项所述的电池设备，其中，所述绝缘材料耐受至少800℃的温度。5.如前述权利要求中任一项所述的电池设备，其中，所述绝缘材料的厚度(h1)在0.5mm至4mm的范围内。6.如前述权利要求中任一项所述的电池设备，其中，所述绝缘材料包括氟弹性体材料。7.如前述权利要求中任一项所述的电池设备，其中，所述结构包括形成该结构的所述上表面的覆盖层(120)或涂层，所述覆盖层或涂层包括耐热且耐火的材料并且包括形成折片(132)的多个弱化部分或预切口(124)；并且所述通气通路进一步包括由该覆盖层或涂层中的弱化部分或预切口形成的多个所述折片中的打开的折片(132a)，其中，所述折片能够通过由该单元的所述烧毁导致的压力增大而打开。8.如权利要求7所述的电池设备，其中，所述覆盖层或涂层是电绝缘的。9.如权利要求7至8中任一项所述的电池设备，其中，所述覆盖层或涂层耐受至少1000℃的温度至少15秒。10.如权利要求7至9中任一项所述的电池设备，其中，所述覆盖层或涂层包括云母或陶瓷。11.如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：波拉里尔姆能源解决方案公司，
类型：发明
国别省市：