一种带有热防护装置的电池系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带有热防护装置的电池系统，该热防护装置包括：用于为供电部件提供容纳空间的主体部件，用于防止任一供电部件在热失控时发生蔓延的阻断部件，主体部件能够由顶盖、底板及若干侧壁组合形成能够放置一个或多个供电部件的容纳空间，主体部件的容纳空间能够被一个或多个阻断部件分隔成若干供电区域，以独立容纳供电部件，其中，阻断部件包含两层热冲击防护层和一层气凝胶材料隔热层，气凝胶材料隔热层能够以两侧分别被热冲击防护层夹持的方式设置。该电池系统还包括供电部件，供电部件放置于热防护装置的主体部件所限定的容纳空间中，该容纳空间被阻断部件分隔成若干供电区域，以使得任一供电部件能够独立地放置于供电区域中。于供电区域中。于供电区域中。

【技术实现步骤摘要】
一种带有热防护装置的电池系统


[0001]本专利技术涉及新能源电池
，尤其涉及一种带有热防护装置的电池系统。

技术介绍

[0002]清洁能源在本世纪内将越来越受到重视，而各种现代电气设备、电子设备都是由电力驱动的，因而电能的地位正愈发重要。电能的储存是当前研究的一个重要课题，诸如锂离子电池的各种电池是目前较为常见的储电设备，其安全性应当得到保障。另一方面，电动汽车在节能减排上具有很大的潜力和优势，而锂离子电池作为电动汽车动力来源的核心，由于其能量密度的不断增加，电池的化学体系变得更加活跃。当电池发生热失控时，会发出等多的热和能量，这会严重威胁车辆以及乘员的安全。
[0003]当电池的电芯发生热失控时，电芯瞬间着火，并伴有大量电解液喷出。电池着火时的温度将瞬间升高到800摄氏度，如此高的温度会导致与第一个热失控的电芯临近的其他电芯的温度也瞬间升高，从而造成第二个电芯处于不稳定状态。当第二个电芯温度达到热失控温度后，第二个电芯也将发生热失控，这同样产生大量的热量。如此会导致发生连锁反应，电芯热失控的时间会越来越短，最终导致整个电池模组发生热失控，甚至会引爆相邻的电池模组，最终导致整个电池包发生热失控。
[0004]气凝胶毡是把气凝胶原材料用特殊工艺融合到纤维丝结构的针刺毡上，使之成为毡体。由于气凝胶毡具有优异的隔热保温性能，耐高温且不会产生有害气体，因此气凝胶毡产品广泛应用于新能源汽车行业，家用电器，智能电子产品等多个领域作为高效隔热材料。
[0005]隔热材料能阻隔热的传递，在能源、新能源汽车行业，家用电器，智能电子产品等多个领域有广泛使用隔热装置来进行隔热。现有的隔热材料有纳米海绵、预氧丝、玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、复合气凝胶毡等，其中，复合气凝胶毡具有优异的隔热保温性能。
[0006]CN215662262U公开了一种耐高温、耐火焰冲击的隔热装置，所述隔热装置包括位于中间的保温隔热层；以及分别设置在保温隔热层的上下两面的云母隔离层。该申请的耐高温、耐火焰冲击的隔热装置，通过在保温隔热层表面设置云母隔离层，隔热装置的表面平整度好，且杜绝了粉尘逸出；通过云母隔离层的保护，隔热装置能够耐高温、耐火焰冲击；使得产品可以耐受明火灼烧，在明火灼烧时火焰不会瞬间穿透隔热装置。
[0007]CN114400417A公开了一种安全性高的电池模组，电池模组内部安装多个电芯，电芯外侧、电芯与电芯之间粘贴有隔热防护材料，隔热防护材料由以下质量百分比的原材料制成：40％
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50％的粘结剂、20％
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30％的发泡剂、25％
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35％的阻燃剂、0.5％
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1.5％的交联剂，隔热防护材料具有高膨胀、阻燃、耐火焰冲击性能，当遇到高温即热失控反应过程中，隔热防护材料将自动发生膨胀，厚度可增加10
‑
30倍，通过增加厚度和本身结构的特点，有效的隔离温度传导，在发生热失控之前能够有效的延迟时间，保证电芯与电芯相互隔离、模组与模组相互隔离，延长热蔓延时间或阻隔发生热蔓延。
[0008]目前，二氧化硅气凝胶已广泛应用于新能源电池热失控的热防护管理，但基本采用的是PET膜或PI膜进行封装，防热冲击能力靠的二氧化硅本身特性，在温度高于800℃短
时间内材料就会被蚀击穿，无法起到有效保护效果，同时现有用PET膜或PI膜封装的气凝胶材料，水平提起时易发生下垂现象，不利于电池装配。另外，对于未来追求能量密度更高的新能源电池，电池热失控温度也会随之上升，传统单一的二氧化硅气凝胶就无法满足其使用要求。因此，本领域亟需一种能够对发生热失控的电池系统进行更全面热防护和热管理的装置。
[0009]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0010]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种带有热防护装置的电池系统，以解决至少部分上述技术问题。
[0011]本专利技术公开了一种热防护装置，包括：用于为供电部件提供容纳空间的主体部件，用于防止任一供电部件在热失控时发生蔓延的阻断部件，主体部件能够由顶盖、底板及若干侧壁组合形成能够放置一个或多个供电部件的容纳空间，主体部件的容纳空间能够被一个或多个阻断部件分隔成若干供电区域，以独立容纳供电部件，其中，阻断部件包含两层热冲击防护层和一层气凝胶材料隔热层，气凝胶材料隔热层能够以两侧分别被热冲击防护层夹持的方式设置。
[0012]优选地，任一供电区域产生火焰的原因可能是电池热失控，其中，电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏，当一个供电部件发生热失控后，相邻供电部件受到影响，进而造成热失控蔓延，最终引发安全事故。电池热失控所产生的火焰、烟雾和/或气体等具有高热属性的危害物质可能对电池系统造成二次损害，尤其是很可能会对还未处于热失控状态的其他供电部件造成严重影响。进一步地，在多个供电部件之间设置阻断部件，可以避免任一供电部件发生热失控后造成热失控蔓延的情况，以防止电池系统被完全烧毁，既降低了引发安全事故的概率，提高了电池系统运行的安全性，以保护相关人员的生命财产安全，还保证了电池系统中未被波及的其他部件(例如，位于其他供电区域的未被波及的供电部件)在经过检修确保完好度的情况下可以继续投入使用，以减少维护修缮成本。
[0013]根据一种优选实施方式，热冲击防护层的制备材料包括但不限于金云母材料、白云母材料、陶瓷材料和金属薄层材料在内的防热冲击的材料。
[0014]根据一种优选实施方式，气凝胶材料隔热层的制备材料为气凝胶材料与纤维基材的复合材料，其中，气凝胶材料包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶；纤维基材包括但不限于预氧丝针刺毡、玻纤针刺毡、湿法玻纤表面毡、陶瓷毡、玄武岩棉毡在内的耐高温材料。
[0015]根据一种优选实施方式，热冲击防护层与气凝胶材料隔热层的贴合能够采用胶水粘接或采用热熔胶粘接或采用双面胶粘接，其中，胶水能够选用有机阻燃丙烯酸树脂水性胶；热熔胶能够选用PET、PU或PVC；双面胶能够选用阻燃丙烯酸树脂胶。
[0016]根据一种优选实施方式，热冲击防护层与气凝胶材料隔热层的贴合过程至少基于
热冲击防护层和气凝胶材料隔热层的选用材料的不同压缩特性而调节贴合压力和贴合温度。
[0017]根据一种优选实施方式，顶盖与供电部件之间能够配置有顶向的阻断部件，其中，顶向的阻断部件与侧向的阻断部件相连且在部分连接处设置有导向部件，顶向的阻断部件与侧壁相连且在部分连接处设置有导向部件，其中，任一导向部件可被配置为非等径的弧面形结构，并在上述两类导向部件以邻接方式设置时构成平滑的弧面流线型结构。优选地，邻接方式是至设置在顶向的阻断部件与侧向的阻断部件连接处的导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热防护装置，其包括：主体部件(20)，用于为供电部件(10)提供容纳空间，阻断部件(30)，用于防止任一所述供电部件(10)在热失控时发生蔓延，其特征在于，所述主体部件(20)能够由顶盖(21)、底板(23)及若干侧壁(22)组合形成能够放置一个或多个所述供电部件(10)的容纳空间，所述主体部件(20)的容纳空间能够被一个或多个所述阻断部件(30)分隔成若干供电区域，以独立容纳所述供电部件(10)，其中，所述阻断部件(30)包含两层热冲击防护层和一层气凝胶材料隔热层，气凝胶材料隔热层能够以两侧分别被热冲击防护层夹持的方式贴合设置。2.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述热冲击防护层的制备材料包括但不限于金云母材料、白云母材料、陶瓷材料和金属薄层材料在内的防热冲击的材料。3.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述气凝胶材料隔热层的制备材料为气凝胶材料与纤维基材的复合材料，其中，气凝胶材料包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶；纤维基材包括但不限于预氧丝针刺毡、玻纤针刺毡、湿法玻纤表面毡、陶瓷毡、玄武岩棉毡在内的耐高温材料。4.根据权利要求1所述的热防护装置，其特征在于，所述热冲击防护层与所述气凝胶材料隔热层的贴合能够采用胶水粘接或采用热熔胶粘接或采用双面胶粘接，其中，胶水能够选用有机阻燃丙烯酸树脂水性胶；热熔胶能够选用PET、PU或PVC；双面胶能够选用阻燃丙烯酸树脂胶。5.根据权利要求4所述的热防护装置，其特征在于，所述热冲击防护层与所述气凝胶材料隔热层的贴合过程至少基于所述热冲击防护层和所述气凝胶材料隔热层的选用材料的不同压缩特性而调节贴合压力和贴合温度。6.根据权利要求1所述的热防...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦江，许斌，
申请(专利权)人：翌江新材江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：