用于电池组单元电池间的隔热缓冲片及其制备方法技术

本公开提供了一种用于电池组单元电池间的隔热缓冲片，所述隔热缓冲片包括外包装和位于所述外包装中的内层；所述外包装具有经由矩形片材一体折叠而成的顶片

【技术实现步骤摘要】
用于电池组单元电池间的隔热缓冲片及其制备方法、以及热压模具


[0001]本公开涉及用作电池组
(batteries)
单元电池间
(cell
‑
to
‑
cell)
的隔热缓冲片及其制备方法
、
以及热压模具
。

技术介绍

[0002]具有多个单元电池
(multi
‑
cell)
的电池组结构具有并联或串联布置的电池组单元电池，并且通常称为电池组块
(battery module)
和电池组包
(battery pack)。
在这些多单元电池电池组结构中，来自异常热问题
(
例如一个单元电池中的失效或故障
)
的热能会传递到相邻的单元电池中
。
如果热问题足够严重的话，则可能从一个或多个单元电池蔓延到相邻单元电池并导致热失控状态，该热失控状态会接连地影响电池组块或电池组包中的所有单元电池，导致起火甚至更严重
。
另外，特别是对于锂离子电池组，电池组在充电
/
放电循环中不可避免地经历剧烈的膨胀和收缩，这使电池组的电化学性能
、
可靠性和安全性劣化
。
[0003]因此，需要隔热缓冲物来分开电池组单元电池，防止一个单元电池中的过热和热点
(hot spot)
，以免导致整个电池组包演变成可能导致起火或爆炸的热失控
(thermal runaway)
状态，并在充电
/
放电循环期间经受住剧烈的体积变化
。
因此，需要一种在火焰中足够热稳定和尺寸稳定并具有足够弹性的隔热缓冲垫
。
[0004]然而，一些建议的隔热材料具有电池组制造商所不希望的属性
。
一些由无机物制成的隔热材料具有高的脱落无机颗粒的倾向，这是不希望的，因为它们会产生灰尘和粘合问题
。
一些弹性材料具有差的隔热性和低耐高温性
。
难以在隔热与弹性之间取得平衡，因为常规缓冲垫通常会大大降低隔热性能，例如，至少降低
40
％或
50
％
。
[0005]所需要的是一种能够在隔热与弹性之间提供良好平衡的结构，所述结构当暴露于直接火焰或加热时不会剧烈地收缩，适应电池组充放电循环导致的收缩和膨胀，并且也不具有电池组制造商所不希望的属性，诸如脱落的无机颗粒
。
[0006]此外，在多层隔热缓冲材料的传统装配方法中，需要分别放置各缓冲层和隔热层，操作次数多，装配效率低，而且各层之间容易错位进而引发装配故障
。
因此，也需要提供一种改善装配效率
、
避免装配故障的制备多层隔热缓冲材料的方法
。

技术实现思路

[0007]本公开提供及一种用于电池组单元电池间的隔热缓冲片，所述隔热缓冲片包括外包装和位于所述外包装中的内层，
[0008]所述外包装具有经由矩形片材一体折叠而成的顶片
、
底片
、
左侧片和右侧片以及前后两个密封端口，并且具有矩形横截面；其中所述顶片由左右两部分搭接而成，
[0009]所述内层包括气凝胶层，
[0010]所述隔热缓冲片还包括泡棉层，所述泡棉层作为内层与所述气凝胶层交替叠置形成夹心结构；和
/
或所述泡棉层层合于所述顶片和
/
或所述底片之外
。
[0011]根据本公开的隔热缓冲片实现了隔热和弹性之间的良好平衡
。
[0012]本公开还涉及制备隔热缓冲片的方法，其包括以下步骤：
[0013]a)
将矩形片材折叠成具有顶片
、
底片
、
左侧片和右侧片以及前后两个开口的形状，其中所述顶片由左右两部分搭接而成；
[0014]b)
结合所述顶片的左右两部分的搭接部，形成具有矩形横截面的中空外包装；
[0015]c)
密封所述外包装的一个开口；
[0016]d)
将内层从所述外包装的另一个开口置于所述外包装的中空部；以及
[0017]e)
密封所述外包装的另一个开口
。
[0018]在传统的制备方法中，将内层夹置于两个用作外层的片材之间并围绕片材的周边热压密封
。
对于内层是多层片材的结构
,
热压过程中带来的层与层的移动会导致传统制备方法无法有效密封内层材料
,
从而造成内层气凝胶层漏粉的风险
。
[0019]与之相对地，在根据本公开的制备方法中，将矩形片材一体折叠形成外包装，这样的外包装因具有折痕而对内层材料具有固定作用
。
[0020]而且，在将内层材料置于外包装中之后，如果经由热压封口的话，仅热压外包装的一个开口，不会破坏内层材料，也避免了因破坏内层材料形成掉粉进而降低外层封口的粘合强度
。
[0021]另外，根据本公开的制备方法容易操作，并且明显改善隔热缓冲片的结构完整性
、
稳定性
、
隔热性能和弹性
。
[0022]如果将多个内层作为整体一次性放入外包装内时，可以增加内层材料的挺度，便于装配
。
而且，不需要将多个内层依次置于外包装内，减少操作次数，并且避免各内层在分开放置时彼此错位而带来的装配故障
。
因此，根据本公开的制备方法改善装配效率并且避免装配故障
。
特别地，对于不便于单个放置的气凝胶而言，本公开的方法增加了操作的可行性和便利度
。
[0023]本公开还涉及用于制备隔热缓冲片或者用于实施制备隔热缓冲片的方法的热压模具，其中所述模具具有相互配合的上下部分，以及与所述外包装的一个或两个开口相对应的压头，其中所述上下部分之一或者它们各自具有与所述隔热缓冲片的内层形状相对应的凹部
。
[0024]根据本公开的热压模具有助于简单方便地制备隔热缓冲片，并且有助于改善隔热缓冲片的结构完整性
、
稳定性
、
隔热性能和弹性
。
附图说明
[0025]从后面的详细描述，本公开的另外的特征和优点将变得显而易见，结合附图，一起以示例的方式解释说明所述技术的特征
。
所述附图并非按比例绘制，仅为解释说明目的提供，不以任何方式限制本公开
。
[0026]图1示出了经一体折叠的片材的示意图
。
[0027]图2示出了根据本公开的一个实施方式的隔热缓冲片的俯视图
。
[0028]图
3(a)
示出了图2的隔热缓冲片的一个实施方式的截面
A
‑
A
’
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于电池组单元电池间的隔热缓冲片，所述隔热缓冲片包括外包装和位于所述外包装中的内层，所述外包装具有经由矩形片材一体折叠而成的顶片
、
底片
、
左侧片和右侧片以及前后两个密封端口，并且具有矩形横截面；其中所述顶片由左右两部分搭接而成，所述内层包括气凝胶层，所述隔热缓冲片还包括泡棉层，所述泡棉层作为内层与所述气凝胶层交替叠置形成夹心结构；和
/
或所述泡棉层层合于所述顶片和
/
或所述底片之外
。2.
根据权利要求1所述的隔热缓冲片，其中所述隔热缓冲片是上下对称
、
前后对称和
/
或左右对称的
。3.
根据权利要求1或2所述的隔热缓冲片，其中所述泡棉层作为内层与所述气凝胶层交替叠置形成夹心结构，所述夹心结构的层数为至少3的奇数；优选地，所述夹心结构的最中间为所述气凝胶层或者所述泡棉层
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述顶片和所述底片之外均层合有泡棉层；所述泡棉层的厚度相同并且均为约
0.5
至约
10
毫米，优选约
0.5
至约4毫米；所述气凝胶层的厚度为约
0.5
至约
15
毫米，优选约
0.5
至约
10
毫米；并且所述气凝胶层与所述泡棉层的厚度之比为
0.1:1
至
10:1
，优选
0.3:3
至
3:0.3。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述密封端口经由粘合形成；优选地，所述粘合剂为双面胶
、
室温下为液体的粘合剂或者室温下固体的热熔粘合剂；优选地，所述粘合剂为阻燃粘合剂
。6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述密封端口在折叠后经由粘合形成；其中所述折叠包括将所述顶片和所述底片一起朝向所述顶片方向翻折，或者所述顶片朝下翻折并且所述底片朝上翻折后搭接在一起
。7.
根据权利要求1‑6中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述外包装经过热压
、
或者抽真空
、
或者抽真空和热压的组合进行处理
。8.
根据权利要求1‑7中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述外包装的片材选自以下材料中的至少一种：芳族聚酰胺材料
、
芳族聚酰胺材料和云母的组合
、
聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚酰亚胺和聚丙烯
。9.
根据权利要求1‑8中任一项所述的隔热缓冲片，其中所述泡棉层包含选自以下的任一种或它们的任意组合：聚氨酯泡棉
、
有机硅泡棉
、
三聚氰胺泡棉和氯丁橡胶泡棉；优选地，所述泡棉为毡
、
纸或毯的形式
。10.
根据权利要求1‑9中任一项所述的隔热缓冲片，所述气凝胶选自无机气凝胶
、
有机气凝胶和有机
‑
无机杂化气凝胶；优选地，所述气凝胶为纤维增强的毡
、
纸或毯的形式
。11.
根据权利要求
10
所述的隔热缓冲片，其中，所述无机气凝胶基于以下物质的氧化物
、
碳化物和
/...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵琦，
申请(专利权)人：杜邦中国研发管理有限公司，
类型：发明
国别省市：