一种电池隔热绝缘垫片制造技术

本发明专利技术公开了一种电池隔热绝缘垫片，本发明专利技术的隔热绝缘垫片在高温条件下（例如500℃以上）具备优异的绝缘性能，同时还可以在高温条件下维持隔热性能，同时还需具备优秀的机械强度以及抗冲击性能。将本发明专利技术的隔热绝缘垫片应用于新能源汽车的电池包中既可以满足电器绝缘要求，又可以满足阻燃隔热要求，并满足机械强度以及抗冲击性能。强度以及抗冲击性能。强度以及抗冲击性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电池隔热绝缘垫片


[0001]本专利技术属于隔热保温材料
，具体涉及一种电池隔热绝缘垫片。

技术介绍

[0002]随着碳中和目标的提出，新能源车汽车因为其碳中和的属性，得到了快速的发展，同时由于其技术的进步，越来越多的消费者选择购买新能源车。新能源汽车的电池是新能源汽车的重要整车部件之一，但是新能源车使用的电池带来的安全问题也逐渐暴露出来，电池容易发生自燃，尤其是锂离子电池，电池的自然对生命财产造成严重威胁，也会影响新能源车的进一步发展与普及。为了解决电池自燃的问题，各大汽车生产厂家和电池制造厂家也进行大量的研究工作，虽然取得了一定的研究成果，但是仍然没有完全解决电池自燃的问题，特别是锂离子电池的自然问题。经过统计研究锂离子电池的自燃案例，发现锂离子电池自燃时大多数情况下是某一小块性能异常的锂离子电池单体发生自燃或者热失控，进而引发周边正常的电池单体发生燃烧，进而引发更大范围内的电池燃烧现象。
[0003]目前电池本征安全还无法完全保证，因此在无法解决电池自然或者热失控的情况下，还可以从被动安全着手，对电池单体、电池组以及电池包进行防火隔热设计，来防止已经燃烧的电池单体或者电池包引燃相邻的电池，阻断热失控从失控单体向周围扩散，来实现降低电池组的损害以及附带的破坏作用，对电池包进行防火隔热设计也可以为乘员争取更多的逃生时间，延缓火势蔓延。
[0004]对电池电芯单体、电池组以及电池包进行防火隔热设计时，在电池电芯单体、电池组以及电池包之间使用阻燃隔热片是一种十分有效的技术手段。但是新能源汽车的使用场景对阻燃隔热材料提出了新的要求，如轻薄、高强度、减振、耐温、低导热系数、不产生有毒气体、防水防潮防震、绝缘等要求。因此，亟需提出了一种符合新能源汽车使用场景的气凝胶隔热阻燃垫及其生产方法。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案。
[0006]一种隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片具有如下所述的性能：
[0007]绝缘性能在500℃条件下满足下述至少一个条件：
[0008]A1）击穿电压：不低于10 KV/mm；
[0009]A2）体积电阻率：大于等于110
13 Ω/cm；
[0010]和，强度满足下述至少一个条件：
[0011]B1）抗拉强度参数不低于 2MPa；
[0012]B2）厚度不大于3 mm时，挺度不低于85 g/cm。
[0013]根据本专利技术，所述隔热绝缘垫片的厚度不大于3 mm。
[0014]根据本专利技术，所述隔热绝缘垫片至少含有一层纤维/气凝胶复合层；所述纤维/气凝胶复合层包括基材、气凝胶和聚酰亚胺，所述基材为纤维，在所述基材中填充有气凝胶；
所述纤维包括玄武岩纤维。
[0015]根据本专利技术，所述隔热绝缘垫片至少包括：
[0016]中间层，所述中间层为聚合物薄片和/或金属箔片，用于结构支撑和/或粘合；
[0017]第一外层，所述第一外层位于所述中间层的一侧表面，当用于电池组时，所述第一外层朝向电池组；所述第一外层为所述纤维/气凝胶复合层。
[0018]本专利技术还提供一种隔热绝缘垫片的制备方法，所述制备方法包括：
[0019]1）制备硅溶胶：将硅源、水、醇溶剂混合制备硅溶胶；
[0020]2）制备凝胶：向步骤1）的硅溶胶中引入纤维预制件，得到凝胶；
[0021]3）溶剂置换：使用置换溶剂置换出凝胶中的液体后，得到中间体；
[0022]4）干燥：将步骤3）的中间体进行超临界干燥，得到纤维/气凝胶复合层，即所述隔热绝缘垫片。
[0023]根据本专利技术，所述制备方法进一步包括以下步骤：
[0024]5）设置结构增强层：在步骤4）的纤维/气凝胶复合层的表面设置胶粘剂层和/或外膜层，得到包括胶粘剂层和/或外膜层的隔热绝缘垫片。
[0025]根据本专利技术，所述制备方法还包括以下步骤：
[0026]6）将步骤4）得到的纤维/气凝胶复合层或步骤5）得到的包括结构增强层的纤维/气凝胶复合层，与中间层结合，得到具有复合结构的隔热绝缘垫片。
[0027]根据本专利技术，所述制备方法还包括以下步骤：
[0028]7）在步骤6）的中间层的另一侧表面再结合步骤4）得到的纤维/气凝胶复合层或步骤5）得到的包括结构增强层的纤维/气凝胶复合层，得到具有三明治结构的隔热绝缘垫片。
[0029]本专利技术还提供所述隔热绝缘垫片在电池中作为隔热材料和/或绝缘材料的应用。
[0030]有益效果：
[0031]本专利技术提供一种隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片在高温条件下（例如500℃以上）具备优异的隔热性能，进一步的，所述隔热绝缘垫片还可以在高温条件下维持绝缘性能，还进一步的，所述隔热绝缘垫片的厚度极低，完全可以适合用于电池、特别是动力电池中的隔热材料。
[0032]另外，本专利技术还提供一种隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片在超薄状态下任具有优异的机械性能、例如同时具备优秀的机械强度和挺度，完全可以适合用于电池、特别是动力电池中的隔热材料。
[0033]再有，本专利技术提供一种隔热绝缘垫片，其同时兼具隔热性能和强度，而且厚度极低，将本专利技术的隔热绝缘垫片应用于新能源汽车的电池包中既可以满足阻燃隔热要求，又可以满足电器绝缘要求，并满足机械强度以及抗冲击性能。
[0034]本专利技术的隔热绝缘垫片在电池组组装过程中，便于插入电池组组件之间，装配工艺简单易操作。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的一种三层隔热绝缘垫片结构示意图。
[0036]图2为本专利技术的一种第一外层与第二外层不同材料的三层结构隔热绝缘垫片示意图。
[0037]图3为本专利技术的一种包含胶粘剂层的隔热绝缘垫片示意图。
[0038]图4为本专利技术的一种含有胶粘剂层的三层隔热绝缘垫片示意图。
[0039]图5为本专利技术的一种隔热绝缘垫片与电池示意图。
[0040]图6为本专利技术的一种隔热绝缘垫片与多电芯示意图。
[0041]图7为本专利技术的一种含隔热绝缘垫片电池组示意图。
[0042]图8为本专利技术的一种隔热绝缘垫片与六角形电芯示意图。
[0043]附图标记：隔热绝缘垫片
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100，第一外层
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110，第二外层
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120，中间层
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130，外膜层
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140，纤维/气凝胶复合层
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150，胶粘剂层
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160，电池组
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200，电芯
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210，电极
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220，电池外壳
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230。
具体实施方式
[0044][隔热绝缘垫片][0045]如前所述，本专利技术提供了一种隔热绝缘垫片，所述隔热绝缘垫片的绝缘性能满足下述至少一个条件：
[0046]A1）击穿电压：不低于10 KV/mm；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热绝缘垫片，其特征在于，所述隔热绝缘垫片至少含有一层纤维/气凝胶复合层，所述纤维/气凝胶复合层包括基材以及气凝胶，所述基材为纤维，在所述基材中填充有气凝胶；所述纤维包括玄武岩纤维，所述隔热绝缘垫片具有如下的性能：绝缘性能在500℃加热10分钟后，满足下述至少一个条件：A1）击穿电压：不低于10KV/mm；A2）体积电阻率：大于等于110
13 Ω/cm；和，强度满足下述至少一个条件：B1）抗拉强度参数不低于 2MPa；B2）厚度不大于3mm时，挺度不低于85g/cm。2.根据权利要求1所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述纤维/气凝胶复合层还包括聚酰亚胺。3.根据权利要求2所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述隔热绝缘垫片的厚度不大于3mm。4.根据权利要求3所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述纤维还包括玻璃纤维和/或其他纤维；所述其他纤维选自硅酸铝纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、SiO2陶瓷纳米纤维中的至少一种。5.根据权利要求4所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述基材为纤维毡或纤维布。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述隔热绝缘垫片还包括中间层，所述中间层设置在所述纤维/气凝胶复合层的任一个表面。7.根据权利要求6所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述隔热绝缘垫片至少包括：中间层，所述中间层为聚合物薄片和/或金属箔片，用于结构支撑和/或粘合；第一外层，所述第一外层位于所述中间层的一侧表面，当用于电池组时，所述第一外层朝向电池组；所述第一外层为所述纤维/气凝胶复合层。8.根据权利要求7所述的隔热绝缘垫片，其特征在于，所述隔热绝缘垫片还进一步包括第二外层；所述第一外层的厚度为0.1
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1.5mm；所述中间层的厚度为0.1
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0.5mm；所述第二外层的厚度为0.1
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1.5mm。9.权利要求1
‑
8任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：白元宇，朱力伟，苏文涛，陈頔昕，解洪兴，何新，
申请(专利权)人：中科润资重庆气凝胶技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：