CN104466053B - 阻燃电池包及提高电池包阻燃性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻燃电池包及提高电池包阻燃性的方法，该阻燃电池包包括：电池包箱体、与所述电池包箱体相对设置的电池包底板、及设于所述电池包箱体内部的数个电池模块，所述电池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充，以便在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓爆炸时间，提高安全性。

Description

阻燃电池包及提高电池包阻燃性的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种阻燃电池包及提高电池包阻燃性的方法。
背景技术
随着环保概念的深入人心，纯电动汽车作为一种真正意义上的绿色环保汽车也必将成为汽车产业未来的发展趋势。长期以来，电动汽车的发展一直受限于电池成本高，寿命短这两个技术瓶颈。随着近年来技术的创新和改进，电池技术得到了飞速发展。动力电池也逐渐从传统的铅蓄电池发展到如今的镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等先进的绿色动力电池。然而，虽然这些新型动力锂电池在性能上获得了极大提高，但这些性能上的提高往往是针对电芯的。在电动汽车上，动力电池需要以成组电池的形式工作，而现有成组电池在实际使用过程中新型电芯的优点往往会大打折扣。例如锂电芯的循环寿命是1500次，相当于电芯每天完全充放电，在理想状态下可以达到3-5年左右的使用寿命，已经与汽车的使用寿命相接近。但在实际电动车的使用中通过对成组电池的测试就会发现，成组电池的循环使用寿命往往会锐减到作为单体使用时的一半甚至更低。
除此之外，另一个重要的问题便是电池包使用过程中的安全性。出现意外情况时，现有的电池包往往在极端环境中极易爆炸，从而造成重大的损失。因此，有必要研制一种阻燃性电池包，延缓电池包在极端环境中的爆炸时间，以保护使用者的生命和财产安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃电池包，所述电池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充，在极端环境中有机硅胶可以分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，具有较高的安全性。
本发明的另一目的在于提供一种提高电池包阻燃性的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，以便在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，提高电池包的安全性。
为实现上述目的，本发明提供一种阻燃电池包，包括：电池包箱体、与所述电池包箱体相对设置的电池包底板、及设于所述电池包箱体内部的数个电池模块，所述电池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充。
所述电池包箱体的材料为覆盖有碳纤维强化不饱和树脂与玻璃纤维复合材料的镁铝合金复合材料。
所述电池包底板的材料为碳纤维强化钛包镁铝合金复合材料。
所述电池模块分成数列设于所述电池包箱体内部。
所述电池包箱体侧壁设有一镂空部，一接插件与所述电池模块相连接，并通过所述镂空部延伸至电池包箱体外部。
本发明还提供一种提高电池包阻燃性的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，以在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间。
本发明的有益效果：本发明的一种阻燃电池包，所述电池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充，在极端环境中有机硅胶可以分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，具有较高的安全性。本发明的提高电池包阻燃性的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，实现在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，提高电池包的安全性，且操作简单，成本低。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明阻燃电池包的结构示意图；
图2为本发明阻燃电池包的电池模块的结构示意图；
图3为本发明阻燃电池包的电池包底板的结构示意图；
图4为本发明阻燃电池包的电池包箱体的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段极其效果，以下结合本发明的优选实施例极其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种阻燃电池包，包括：电池包箱体1、与所述电池包箱体1相对设置的电池包底板2、及设于所述电池包箱体1内部的数个电池模块3，所述电池包内部及电池模块3内部均通过有机硅胶7进行填充。
请同时参阅图1-4，所述电池包箱体1呈壳体状，所述电池包箱体1内部设有放置部11，用于容纳电池包的电池模块3，可以通过向电池包箱体1内部灌注有机硅胶7的方式进行封装，使电池模块3之间填充有机硅胶7，有机硅胶7固化后可以进行减震保护，以减轻电池包箱体1受冲击时对内部电池模块3的影响。所述电池包箱体1底面的边缘位置设有数个均匀分布的凸起部12，用以保证电池包箱体1在电动汽车中放置平稳。
所述电池包箱体1侧面设有一镂空部13，用于使连接于电池模块3的接插件4穿过，并延伸至电池包外部。所述电池包箱体1四周内壁设有数个均匀分布的连接部14，所述数个连接部14上分别设有螺纹孔15，所述电池包底板2上对应所述连接部14的位置分别设有数个通孔24，使用螺钉将所述电池包箱体1与电池包底板2固定在一起，从而实现对电池模块3的保护。
所述电池包箱体1的材料为碳纤维强化不饱和树脂与玻璃纤维覆盖的镁铝合金复合材料，为电池包箱体1提供足够的强度与超强的抗腐蚀性，避免长期使用过程中造成的变形、破裂、及腐蚀。所述电池包底板2的材料为碳纤维强化钛包镁铝合金复合材料，保证足够的强度的同时，还具有良好的导热性，可将电池包内部的热量及时散发出去。
请同时参阅图1-2，所述电池模块3分成数列设于所述电池包箱体1内部，所述数个电池模块3之间填充有机硅胶7。在该较佳实施例中，所述电池模块3的数量为22个，分成4列设于所述电池包箱体1内部。具体地，如图1所示，靠近电池包箱体1其中一侧的两列分别设置6个电池模块3，靠近电池包箱体1另一侧的两列分别设置5个电池模块3。
图1中的接插件4为电连接器，可以根据电池包的工作电流的大小对其型号进行选择。其通过软铜牌或软电缆线41与电池模块3连接。该接插件4采用防水设计且可以实现快速插接与更换。优选的，该接插件4的IP等级为67。
请参阅图2，所述电池模块3包括电池模块外壳30、设于所述电池模块外壳30内部且设有24个容置部311的支撑部31、分别设于所述24个容置部311内部的24个电芯32、包覆于所述支撑部31外围的导热部33、及设于所述支撑部31的端面上且与所述24个电芯32相连接的铜排34，所述电池模块3的内部填充有机硅胶7。
具体地，所述24个电芯32中的外部分别设有铝制外壳320，一部分电芯的正极设有正极封口板321，另一部分电芯的负极设有负极封口板322，设有正极封口板321的电芯与设有负极封口板322的电芯在容置部311中间隔设置，且朝向一致，所述铜排34将所述数个电芯32的正极封口板321及负极封口板322相连接，所述电芯32的铝制外壳320中填充有机硅胶7。
进一步的，24个容置部311在支撑部31中分三层分布，每层8个。24个电芯32对应设于该24个容置部311中。优选的，所述电芯32为5.3Ah的波士顿电池Swing 5300。优选的，所述支撑部31的材料为塑料，所述导热部33的材料为铝。导热部33可以将电池模块3的热量导出，防止其过热。所述24个电芯32通过铜排34串联组成电池模块3，所述22个电池模块3通过软铜排(未示出)并联组成电池包。
所述电池模块3的两端分别设有一凸起部35与凹陷部36，电池模块外壳30的形状与其相适应。列与列之间的电池模块3首尾相接，通过凸起部35与凹陷部36之间的相嵌实现固定，所述22个电池模块3之间通过有机硅胶7进行填充，优选的，所述有机硅胶7的厚度为3mm。
有机硅胶7在460℃下时会发生分解，并产生阻燃气体，当电池包处于极端环境时，电池包、电池模块3、及电芯32中所填充的有机硅胶7的耐高温性、及阻燃性可以延缓电池包燃烧爆炸的时间，从而提高电池包的安全性，减少因电池包燃烧爆炸造成的损失。
值得一提的是，有机硅胶7可在-50～220℃环境条件下长期保持弹性和机械性能，固化后硬度为45～50A，通过在电池模块3的空隙中灌注有机硅胶7，改变了传统电池包中电池模块3之间刚性接触的弊端，起到了缓冲的作用，减轻外部冲击对内部电池和元器件的影响，提高了电池包的抗震性能。
此外，由于有机硅胶7具有较强的憎水性，因此电池包中填充有机硅胶7还可以达到保护内部电子元件免受水或水汽侵蚀的效果，提高电池包的防水防尘性能。
同时，有机硅胶7固化后热传导系数为1.0W/M.K，是空气的40倍，因此可以保证电池包内部的温度一致性。有机硅胶7具有环境亲和性，固化过程中不会产生有毒有害物质，充分固化后的产物也对人无毒无害。有机硅胶7还具有与火箭防烧蚀涂层材料相同的分子结构，具备较强的耐腐蚀性，即使个别电芯漏液也不会对其他电芯产生影响。有机硅胶7还具较高的电绝缘性，击穿电压为20kV/mm，可以有效对电池包进行绝缘保护。
本发明还提供一种提高电池包阻燃性的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，以在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间。
优选的，所述有机硅胶的厚度为3mm。
综上所述，本发明的一种阻燃电池包，所述电池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充，在极端环境中有机硅胶可以分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，具有较高的安全性。本发明的提高电池包阻燃性的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，实现在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间，提高电池包的安全性，且操作简单，成本低。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种阻燃电池包，包括电池包箱体(1)、与所述电池包箱体(1)相对设置的电池包底板(2)、及设于所述电池包箱体(1)内部的数个电池模块(3)，其特征在于，所述电池包内部及电池模块(3)内部均通过有机硅胶(7)进行填充；
所述电池模块(3)包括电池模块外壳(30)、设于所述电池模块外壳(30)内部且设有数个容置部(311)的支撑部(31)、分别设于所述数个容置部(311)内部的数个电芯(32)、包覆于所述支撑部(31)外围的导热部(33)、及设于所述支撑部(31)的端面上且与所述数个电芯(32)相连接的铜排(34)；所述数个电芯(32)中的外部分别设有铝制外壳(320)，所述铝制外壳(320)中填充有机硅胶(7)；
所述数个电芯(32)通过铜排(34)串联组成电池模块(3)。
2.如权利要求1所述的阻燃电池包，其特征在于，所述电池包箱体(1)的材料为碳纤维强化不饱和树脂与玻璃纤维覆盖的镁铝合金复合材料。
3.如权利要求1所述的阻燃电池包，其特征在于，所述电池包底板(2)的材料为碳纤维强化钛包镁铝合金复合材料。
4.如权利要求1所述的阻燃电池包，其特征在于，所述电池模块(3)分成数列设于所述电池包箱体(1)内部。
5.如权利要求1所述的阻燃电池包，其特征在于，所述电池包箱体(1)侧壁设有一镂空部(13)，一接插件(4)与所述电池模块(3)相连接，并通过所述镂空部(13)延伸至电池包箱体(1)外部。
6.一种提高电池包阻燃性的方法，其特征在于，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，以在极端环境中分解并产生阻燃气体，延缓电池包的爆炸时间；
所述电池模块包括电池模块外壳、设于所述电池模块外壳内部且设有数个容置部的支撑部、分别设于所述数个容置部内部的数个电芯、包覆于所述支撑部外围的导热部、及设于所述支撑部的端面上且与所述数个电芯相连接的铜排；所述数个电芯中的外部分别设有铝制外壳，所述铝制外壳中填充有机硅胶；
所述数个电芯通过铜排串联组成电池模块。
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