CN109904360A - 一种隔热阻燃的电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔热阻燃的电池模组，其特征在于，包括：封闭的电池箱体、电池组以及在所述封闭的电池箱体和电池组空隙间填充的多层复合材料；所述复合材料优选为三层，表面可以为不锈钢材料，中间层为添加阻燃材料的阻燃层，内层可以为吸热层，外层可以为加固层，解决了电池正常工作时的散热问题，同时解决了电池在电池箱内发生燃烧，从而引起电池箱内其他电池也发生燃烧，进行引起整个电池箱的爆炸的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电池安全防护领域，具体涉及一种隔热阻燃的电池模组。
背景技术
在电动汽车和储能系统中，电源的动力电池要求具有较大的容量和电压，需要将多个单体电池装置于电池箱内，通过串、并联形成电池组来达到动力源的要求。电池箱中的多个电池工作时产生大量的热量，如遇短路等极端情形还会发生爆炸。
目前的电池箱多采用多风道、多散热孔结构，但是这样的设计仅能解决电池正常工作时的散热问题，不能疏散电池的燃烧、爆炸产生的巨大热量。
发明内容
本申请提供一种隔热阻燃的电池模组，不仅解决电池正常工作时的散热问题，同时解决了电池在电池箱内发生燃烧，从而引起电池箱内其他电池也发生燃烧，进行引起整个电池箱的爆炸的问题。
本申请提供一种隔热阻燃的电池模组，其特征在于，包括：封闭的电池箱体、电池组以及在所述封闭的电池箱体和电池组空隙间填充的多层复合材料；所述复合材料优选为三层，表面可以为不锈钢材料，中间层为添加阻燃材料的阻燃层，内层可以为吸热层，外层可以为加固层。
优选的，所述吸热层，用于吸收电池工作时产生的热量。
优选的，所述加固层，用于在电池发生燃烧时，防止电池箱体发生爆炸。
优选的，所述复合材料的层数可以为3-10层，将所述复合材料的外表面设置为加固层，所述加固层由稳定性高和强度高的材料制成，在每两层复合材料之间设置阻燃层，所述阻燃层添加阻燃材料。
优选的，所述复合材料，可以采用注塑工艺整体密封固定。
优选的，所述复合材料，还可以为耐温结构胶，具体的包括：聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、硅胶或硅橡胶。
优选的，所述复合材料，还可以为高分子材料，或具有纤维增加效应的复合材料，具体的包括：碳纤维复合材、芳纶纤维复合材。
优选的，所述中间层添加阻燃材料，阻燃材料可以是在固相中发挥作用的磷类阻燃剂，包括有机磷类和无机磷类；也可以是硼酸锌、氢氧化镁；还可以是有机或无机的高阻燃材料，所述有机的高阻燃材料包括溴系、氮系、红磷及化合物，所述无机高阻燃材料包括三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系。
优选的，所述的磷类、硼酸锌及氢氧化镁阻燃剂在分解大量吸热，所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃的目的。
优选的，所述阻燃材料，可以优选无毒、经济的阻燃剂，具体包括：纳米级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级改性氢氧化镁阻燃剂、氢氧化镁复合阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、改性氢氧化铝阻燃剂、轻质氧化镁、不饱和树脂阻燃剂、硅橡胶阻燃剂、聚酰胺阻燃剂、PE阻燃剂、PP阻燃剂、PVC阻燃剂、木材阻燃剂、纸张专用阻燃剂、CPE阻燃剂、织物涂层胶阻燃剂、地毯背胶阻燃剂、水性涂料阻燃剂、油性涂料阻燃剂、粉末涂料阻燃剂、各种油墨阻燃剂、热稳定剂。
本申请提供一种隔热阻燃的电池模组，该电池模组在箱体和电池组的空隙间填充多层复合材料，其中一层复合材料中添加了阻燃材料，在加固的同时兼顾了隔热和阻燃的效果，解决了电池正常工作时的散热问题，同时解决了电池在电池箱内发生燃烧，从而引起电池箱内其他电池也发生燃烧，进行引起整个电池箱的爆炸的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的电池模组的三层复合材料示意图；
图2是本申请实施例涉及的通用电池箱体结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供的一种隔热阻燃的电池模组，其特征在于，包括：封闭的电池箱体、电池组以及在所述封闭的电池箱体和电池组空隙间填充的多层复合材料；所述复合材料优选为三层，表面可以为不锈钢材料，中间层为添加阻燃材料的阻燃层，内层可以为吸热层，外层可以为加固层。请参看图1，图1是本申请实施例提供的电池模组的三层复合材料示意图，包括中间阻燃层，内侧吸热层，以及外侧加固层。所述吸热层，用于吸收电池工作时产生的热量。优选的方式是将吸热层靠近电池，以便最大程度的吸收电池工作时产生的热量。位于复合材料中间的中间层为添加阻燃材料的阻燃层。所述加固层，位于复合材料的外层，用于在电池发生燃烧时，防止电池箱体发生爆炸。
复合材料的可以为3-10层，如层数较多可设置薄层。将所述复合材料的外表面设置为加固层，所述加固层由稳定性高和强度高的材料制成，在每两层复合材料之间设置阻燃层，所述阻燃层添加阻燃材料。
复合材料可以采采用注塑工艺整体密封固定。
复合材料填充在电池箱的箱体和电池组的空隙间，上下两层复合材料起加固作用，可以为不锈钢、耐温结构胶或其它材料，如绝缘导热防水聚合物。可选择聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、硅胶或硅橡胶。
优选的，复合材料为高分子材料，或具有纤维增强效应的复合材料，如碳纤维复合材、芳纶纤维复合材等。
复合材料的中间一层添加阻燃成分，所述阻燃材料可以是在固相中发挥作用的磷类阻燃剂，包括有机磷类和无机磷类。也可以是硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁等物质，这些物质分解大量吸热、所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃目的。
为达到快速阻燃的效果，优选的，阻燃剂可以是有机或无机的高阻燃材料。有机阻燃剂以溴系、氮系和红磷及化合物为代表，无机阻燃剂以三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系为代表。
考虑到燃烧挥发物对环境的影响，优选的，阻燃材料是无毒、经济的阻燃剂。如纳米级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级改性氢氧化镁阻燃剂、氢氧化镁复合阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、改性氢氧化铝阻燃剂、轻质氧化镁、不饱和树脂阻燃剂、硅橡胶阻燃剂、聚酰胺阻燃剂、PE阻燃剂、PP阻燃剂、PVC阻燃剂、木材阻燃剂、纸张专用阻燃剂、CPE阻燃剂、织物涂层胶阻燃剂、地毯背胶阻燃剂、水性涂料阻燃剂、油性涂料阻燃剂、粉末涂料阻燃剂、各种油墨阻燃剂、热稳定剂等。
目前的电池箱多采用多风道、多散热孔结构，如图2所示，将电池放置于电池箱体中，电池箱体上有多个散热孔，图2中的圆孔即为散热孔，散热孔可以分布于电池箱体的多个面上，这样的设计仅能解决电池正常工作时的散热问题，不能疏散电池的燃烧、爆炸产生的巨大热量。
本申请提供一种隔热阻燃的电池模组，该电池模组在箱体和电池组的空隙间填充多层复合材料，其中一层复合材料中添加了阻燃材料，在加固的同时兼顾了隔热和阻燃的效果，解决了电池正常工作时的散热问题，同时解决了电池在电池箱内发生燃烧，从而引起电池箱内其他电池也发生燃烧，进行引起整个电池箱的爆炸的问题。本隔热阻燃电池箱，结构简单，空间利用率高，易于实现，阻燃性能好。通过添加阻燃层，可有效避免燃烧进一步的恶化，从而避免事故的发生。克服了目前电池箱没有阻燃层，或只有阻燃层机械强度不够的弊端。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隔热阻燃的电池模组，其特征在于，包括：封闭的电池箱体、电池组以及在所述封闭的电池箱体和电池组空隙间填充的多层复合材料；所述复合材料优选为三层，表面可以为不锈钢材料，中间层为添加阻燃材料的阻燃层，内层可以为吸热层，外层可以为加固层。
2.根据权利要求1所述的电池模组，所述吸热层，用于吸收电池工作时产生的热量。
3.根据权利要求1所述的电池模组，所述加固层，用于在电池发生燃烧时，防止电池箱体发生爆炸。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述复合材料的层数可以为3-10层，将所述复合材料的外表面设置为加固层，所述加固层由稳定性高和强度高的材料制成，在每两层复合材料之间设置阻燃层，所述阻燃层添加阻燃材料。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述复合材料，可以采用注塑工艺整体密封固定。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述复合材料，还可以为耐温结构胶，具体的包括：聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、硅胶或硅橡胶。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述复合材料，还可以为高分子材料，或具有纤维增加效应的复合材料，具体的包括：碳纤维复合材、芳纶纤维复合材。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述中间层添加阻燃材料，阻燃材料可以是在固相中发挥作用的磷类阻燃剂，包括有机磷类和无机磷类；也可以是硼酸锌、氢氧化镁；还可以是有机或无机的高阻燃材料，所述有机的高阻燃材料包括溴系、氮系、红磷及化合物，所述无机高阻燃材料包括三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述的磷类、硼酸锌及氢氧化镁阻燃剂在分解大量吸热，所产生的不燃物质稀释可燃性气体而达到阻燃的目的。
10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述阻燃材料，可以优选无毒、经济的阻燃剂，具体包括：纳米级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级改性氢氧化镁阻燃剂、氢氧化镁复合阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、改性氢氧化铝阻燃剂、轻质氧化镁、不饱和树脂阻燃剂、硅橡胶阻燃剂、聚酰胺阻燃剂、PE阻燃剂、PP阻燃剂、PVC阻燃剂、木材阻燃剂、纸张专用阻燃剂、CPE阻燃剂、织物涂层胶阻燃剂、地毯背胶阻燃剂、水性涂料阻燃剂、油性涂料阻燃剂、粉末涂料阻燃剂、各种油墨阻燃剂、热稳定剂。
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