CN110148813A - 一种应用于锂电池的安全防护材料 - Google Patents

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刘贯东
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    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明提供了一种应用于锂电池的安全防护材料，其设置于锂电池的侧面，该安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵0‑100％；氯化石蜡0‑50％；十溴二苯乙烷0‑75％；四溴双酚A0‑100％；八水氢氧化钡0‑25％；氢氧化铝0‑50％；九水偏硅酸钠0‑50％；三氧化二锑0‑25％；五氧化二锑0‑25％。本发明能够降低锂电池燃爆产生的能量和阻止锂电池组间的热扩散；此外，还可以使燃烧减慢和停止，避免锂电池组的着火，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。

Description

一种应用于锂电池的安全防护材料
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种应用于锂电池的安全防护材料。
背景技术
随着新能源汽车的逐步发展，锂离子电池已经开始逐步地代替汽油而成为汽车的动力支持。然而，锂离子电池的安全性能对电动汽车的发展有着很大的制约。其中，锂离子电池内短路引起的爆燃情况由于其引发原因多样性、最先爆燃电池具有随机性与单一性、爆燃诱因无法完全消除且出货前无法检测到已经成为动力电池领域最急需解决的问题。
因而，目前对于锂电池内短路爆燃情况的研究也成为了锂离子电池研发技术中比较重要的一环。鉴于锂电池内短路发生的特点，单体电池内短路引发的热失控情况无法被完全消除，但是，可通过防止单体电池间的热传递来实现避免电池整包灾害性事故的发生。目前，通常的做法是在锂电池之间设置隔热棉，但是现采用的隔热片不能降低锂电池爆炸后产生的热量，并且不能避免锂电池的着火，仅能短时间内起到隔热效果。当隔热棉长时间处于高温状态下，会丧失隔热作用，从而导致电池连环着火和爆炸。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种应用于锂电池的安全防护材料，可以实现对于锂电池的灭火功能和吸热降温功能，提高锂离子电池在使用上的安全性。
为此，本发明提供了一种应用于锂电池的安全防护材料，其设置于锂电池的侧面，该安全防护材料包括以下重量百分比的成分：
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵0-75％；氯化石蜡0-50％；十溴二苯乙烷0-75％；四溴双酚A0-50％；八水氢氧化钡0-25％；氢氧化铝0-50％；九水偏硅酸钠0-50％；三氧化二锑0-10％；五氧化二锑0-25％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵0-50％；氯化石蜡0-50％；十溴二苯乙烷0-50％；四溴双酚A0-40％；八水氢氧化钡0-25％；氢氧化铝0-50％；九水偏硅酸钠0-50％；三氧化二锑0-10％；五氧化二锑0-25％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵100％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：十溴二苯乙烷100％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化石蜡40-60％；偏硅酸钠40-60％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵40-60％；十溴二苯乙烷40-60％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：四溴双酚A 40-60％；氢氧化铝40-60％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵65-85％；氢氧化铝15-35％。
进一步地，上述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：氯化铵40-60％；四溴双酚A 35-45％；三氧化二锑5-15％。
本发明所提供的一种应用于锂电池的安全防护材料，具有灭火功能、吸热降温功能，使用时，该材料可以具体装于防漏外包装内，然后插入在相邻的两锂电池之间，即位于锂电池的侧面；
一方面，该材料具有吸热降温功能，材料高温下熔融、分解为吸热反应，能够吸收大量的热量，降低了锂电池爆炸瞬间产生的高温，从而降低了爆炸威力，在一定程度上避免了锂离子电池的连锁爆炸情况；此外，材料分解或反应生成固体颗粒物，附着在固体表面，使热扩散速率减慢；
另一方面，该材料分解会产生一些不然性气体进入到爆炸产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，降低了可燃浓烟中的氧气浓度，氧含量的降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止，进一步地避免了锂离子电池着火或爆炸所产生的连锁反应；此外，材料分解出一些卤素自由基，与火焰中的活性.H、.OH等结合，起到抑制火焰的作用；最后，火焰上空形成的一些蒸气比重大的气体也会凝结成液体或固体颗粒，能使燃烧减慢或停止。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种应用于锂电池的安全防护材料的温度数据对比图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供的一种应用于锂电池的安全防护材料，具有灭火功能、吸热降温功能，使用时，该材料可以具体装于防漏外包装内，然后插入在相邻的两锂电池之间，即位于锂电池的侧面。
本发明实施例提供的一种应用于锂电池的安全防护材料的具体成分配比如以下实施例所述：
上述实施例1-9在经试验和测量后，其吸热降温功能和灭火功能具体由以下试验数据所体现：
参见图1，图中示出了本发明实施例提供的一种应用于锂电池的安全防护材料与现有技术中的隔热棉的温度数据对比，可以从图中看到，本发明实施例的化合物在电芯爆炸瞬间吸收大量热量，而原有隔热棉无法长时间阻止热扩散，在3min后，邻近电芯发生起火爆炸。
因而，根据上述实验数据，可以看到本发明实施例提供的一种应用于锂电池的安全防护材料实现了灭火功能和吸热降温功能；
一方面，该材料高温下熔融、分解为吸热反应，能够吸收大量的热量，降低了锂电池爆炸瞬间产生的高温，从而降低了爆炸威力，在一定程度上避免了锂离子电池的连锁爆炸情况；此外，材料分解或反应生成固体颗粒物，附着在固体表面，使热扩散速率减慢；
另一方面，该材料分解会产生一些不然性气体进入到爆炸产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，降低了可燃浓烟中的氧气浓度，氧含量的降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止，进一步地避免了锂离子电池着火或爆炸所产生的连锁反应；此外，材料分解出一些卤素自由基，与火焰中的活性.H、.OH等结合，起到抑制火焰的作用；最后，火焰上空形成的一些蒸气比重大的气体也会凝结成液体或固体颗粒，能使燃烧减慢或停止。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种应用于锂电池的安全防护材料，其设置于锂电池的侧面，其特征在于，所述的一种应用于锂电池的安全防护材料包括以下重量百分比的成分：
2.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵0-75％；氯化石蜡0-50％；十溴二苯乙烷0-75％；四溴双酚A0-50％；八水氢氧化钡0-25％；氢氧化铝0-50％；九水偏硅酸钠0-50％；三氧化二锑0-10％；五氧化二锑0-25％。
3.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵0-50％；氯化石蜡0-50％；十溴二苯乙烷0-50％；四溴双酚A0-40％；八水氢氧化钡0-25％；氢氧化铝0-50％；九水偏硅酸钠0-50％；三氧化二锑0-10％；五氧化二锑0-25％。
4.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵100％。
5.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：十溴二苯乙烷100％。
6.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化石蜡40-60％；偏硅酸钠40-60％。
7.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵40-60％；十溴二苯乙烷40-60％。
8.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：四溴双酚A40-60％；氢氧化铝40-60％。
9.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵65-85％；氢氧化铝15-35％。
10.根据权利要求1所述的一种应用于锂电池的安全防护材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氯化铵40-60％；四溴双酚A35-45％；三氧化二锑5-15％。
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