CN111615757B - 电池盖和其构造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种柔性绝缘的电池盖及其构造方法。所述电池盖包括周向地界定在底端和顶端之间延伸的空腔的柔性管状壁。所述柔性管状壁具有复合的最外层，第一热塑性最内层和非织造中间层。所述非织造中间层夹在所述复合的最外层和所述第一热塑性最内层之间。所述复合的最外层包括反射性最外热塑性层，第二热塑性最内层，和夹在所述反射性最外热塑性层和所述第二热塑性最内层之间的金属层。

Description

电池盖和其构造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2017年11月6日，申请号为62/582,140的美国临时申请和申请日为2018年11月5日，申请号为16/181,118的美国实用申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景
1.技术领域
本发明一般地涉及电池盖，尤其涉及柔性绝缘电池盖。
2.相关技术
通常需要热绝缘体以使诸如机动车辆电池之类的电池免受由于热影响而引起的退化。刚性塑料盖通常用于保护电池；然而，它们相对较重，并且通常不能保护电池不受热条件的影响。因此，刚性塑料盖通常不能提供保护电池免于热降解所需的绝缘程度，从而导致电池的使用寿命缩短。另外，刚性塑料电池盖不灵活，通常笨重并且运输麻烦，此外，占用宝贵的存储空间，从而增加了运输和库存成本。
本公开的简要说明
根据本公开的一个方面，提供了一种柔性一体的绝缘电池盖，所述电池盖，包括周向地界定在底端和顶端之间延伸的空腔的柔性管状壁。所述柔性管状壁具有复合的最外层、第一热塑性最内层，和夹在所述复合的最外层和所述第一热塑性最内层之间的非织造中间层。所述复合的最外层包括反射性最外热塑性层、第二热塑性最内层，和夹在所述反射性最外热塑性层和所述第二热塑性最内层之间的金属层。
根据另一方面，从所述底端到所述顶端限定第一宽度，其中，所述非织造中间层具有小于所述第一宽度的第二宽度。
根据另一方面，所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层和所述第一热塑性最内层通过邻近所述底端形成的焊接接头和邻近所述顶端形成的焊接接头而彼此直接结合。
根据另一方面，所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层和所述第一热塑性最内层之间形成的所述焊接接头均没有所述非织造中间层的材料。
根据另一方面，所述反射性最外热塑性层可以被粘附到所述金属层，并且所述第二热塑性最内层可以被粘附到所述金属层。
根据另一方面，所述金属层是金属箔。
根据另一方面，所述金属箔是不可渗透的。
根据另一方面，所述金属箔的厚度在大约0.0003英寸-0.0015英寸之间。
根据另一方面，所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层可以被设置为非纺织材料，例如具有大约1-3mm之间的厚度。
根据另一方面，所述第一热塑性最内层是多孔、非织造的稀松布层。
根据另一方面，所述柔性管状壁可以形成为具有从所述底端到所述顶端延伸的单个焊缝，以形成周向连续的壁。
根据另一方面，所述柔性管状壁具有从所述底端延伸到所述顶端的焊缝，以便于折叠壁用于运输和存放。
根据另一方面，所述反射性最外面的热塑性层可以被设置成金属化的热塑性层。
根据另一方面，提供一种构造电池盖的方法。所述方法包括形成复合的最外层，所述复合最外层包括反射性最外热塑性层、第二热塑性最内层，以及夹在所述反射性最外热塑性层和所述第二热塑性最内层之间的金属层。进一步地，提供第一热塑性最内层和提供非织造中间层。然后将非织造中间层夹在所述复合的最外层和所述第一热塑性最内层之间，并将所述复合的最外层结合到所述第一热塑性最内层以形成平坦壁。进一步地，将所述平坦壁的相对的两边缘彼此固定以形成在底端和顶端之间延伸的柔性管状壁。
根据另一方面，所述的方法还包括提供所述非织造中间层，所述非织造中间层的宽度小于从所述底端延伸到所述顶端的宽度。
根据另一方面，所述的方法还包括将所述第一热塑性最内层直接结合到邻近所述底端和邻近所述顶端的所述复合最外层。
根据另一方面，所述的方法还包括经由超声焊接工艺执行将所述第一热塑性最内层直接结合到所述复合最外层。
根据另一方面，所述的方法还包括保持所述非织造中间层没有在超声焊接工艺中形成的焊接接头，因此，提高了所述焊接接头的完整性，提高了所述焊接工艺的处理速度，并因此提高了生产速度并降低了与此相关的成本。
根据另一方面，所述的方法还包括将所述反射性最外热塑性层粘附至所述金属层，并且将所述第二热塑性最内层粘附至所述金属层。
根据另一方面，所述的方法还包括将所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层设置为非织造材料。
根据另一方面，所述的方法还包括提供所述第一热塑性最内层作为多孔非织造稀松布层。
根据另一方面，所述的方法还包括在形成所述柔性管状壁之前，在所述平坦壁上形成多个活动铰链。
根据另一方面，所述的方法还包括提供为金属箔的所述反射性最外热塑性层。
根据另一方面，所述的方法还包括提供不渗透的所述金属箔。
根据另一方面，所述的方法还包括提供厚度在大约0.0003英寸-0.0015英寸之间的所述金属箔。
附图说明
当结合以下对当前优选实施例和最佳模式，所附权利要求和附图的详细描述考虑时，将更容易理解本公开的这些和其他方面，特征和优点，其中：
图1是根据本公开示出的一个方面构造的绝缘电池盖的透视图；
图2是图1的电池盖的俯视图；
图3是示出了在将所述材料切割，折叠和焊接成图1和2的电池盖的壁的构造之前在其中形成活动铰链之后的处于初始制造状态的平板状材料的平面图；
图4是大体上地沿图2中线4-4截取的剖视图，示出了图1和2的电池盖的壁的多层结构；
图4A是图4的环绕区域4A的放大图；和
图5是大体上地沿图3的线5-5截取的剖视图。
具体实施方式
更详细地参考附图，图1和图2示出了根据本发明的一个方面构造的用于容纳机动车辆电池11以形成提供围绕电池11的外周侧的热保护的组件的柔性的纺织电池盖，此后称为盖10。盖10形成为具有柔性的一体式壁12，使得盖10可以作为单件材料围绕电池11被处理和设置。壁12形成为具有管状构造的侧壁14，并且因此围绕其周缘侧壁14在周向上连续，并且在顶端16和相对的底端18之间延伸。如图4中最佳所示，壁12具有复合的最外层20，第一热塑性最内层22和夹在复合的最外层20和第一热塑性最内层22之间的非织造中间层24。在层20、22、24之间提供的协同作用增强了盖10按预期执行的能力(例如通过将电池酸温度保持在制造商推荐的温度范围内，同时还具有在较长的使用寿命内耐降解的性能)，从而提高了车辆电池11的使用寿命，同时在制造上经济，从而降低了与此相关的成本，同时重量轻且可折叠，便于搬运，运输和存放。
如图4A最佳所示，复合的最外层20包括反射性最外层热塑性层26，第二热塑性最内层28和夹在金属化的最外层热塑性层26和第二热塑性最内层28之间的不渗透的反射性金属层30。
非织造中间层24可以由任何合适的绝缘材料构成，并且根据一方面，可以由再生纤维或生料构成，其中生坯材料由粉碎的纸板、天然纤维、回收材料和/或废物流材料的混合物中的至少一种提供。非织造中间层24可以进一步包括聚酯基纤维，热固性纤维和/或热熔性纺织纤维，尽管在当前优选的实施方式中不是必需的，由于能够将非织造中间层24捕获在第一热塑性最内层22和第二热塑性最内层28之间，从而通过能够避免包含典型的更昂贵的热固性纤维和/或热熔性纺织纤维而降低了与之相关的成本。天然纤维可以由任何合适的天然纤维提供纤维，例如黄麻、洋麻、大麻等，也来自任何合适的回收材料和/或废物流材料。
如果在非织造中间层24中包括可热熔和/或可热固的材料，则它可以例如作为低温熔融聚合物材料(例如聚乙烯，PET或尼龙的纤维)被提供。应该认识到，可以使用其他低熔点聚合物材料，例如热塑性双组分纤维，当加热到其熔点以上时，其外皮例如聚丙烯会熔化，而内芯可以是热固性材料保持热定形。低熔点材料在熔化时会与存在的任何纺织天然纤维和纸板纤维的混合物以及回收的纸板材料中剩余的粘合剂融合在一起。例如，与在250℃下的芯熔化相比，PET低熔双组分纤维的外部的熔点可以为大约110℃至180℃。本领域技术人员将认识到，可以使用其他涂层或填料和填料纤维代替低熔点纤维以实现所需的结果。
构造非织造中间层24的过程包括混合或掺混所选择的非织造材料，如所讨论的，其可以包括生料，例如天然纤维，任选地包含可热熔纤维，并形成混合材料的纤维网。可以通过气流成网法(例如，在Rando机器上)或在梳理法中进行的织带过程形成均匀混合的天然纤维/可熔纤维毡或纤维网，其中生坯材料和纤维是随机地定向。
然后，在形成纤维网时，将纤维网固结以使生坯和纤维材料彼此粘合，例如通过机械，化学和/或热过程(如果合适的话)。例如，可以将纤维网加热，例如在烤箱中，以适于至少部分地熔化可热熔纤维的温度，如果提供的话，从而将生料的混合物与可热熔纤维热粘合。否则，或另外，可以对纤维网进行针刺处理以使生料和纤维彼此缠绕和/或经受化学过程，其中利用化学粘合剂将生料和纤维粘结在一起。不管选择哪种固结方法，都将纤维网形成为混杂和缠结纤维的非织造片材，其中该非织造片材达到所需的厚度。
然后，在形成非织造中间层24时，复合的最外层20和第一热塑性层22可以在非织造中间层24的相对侧上彼此结合，以将非织造中间层24以夹在最外层20和第一热塑性层22之间的关系捕获和封装，以基本上完全完成壁12的材料的形成。为了促进复合最外层20和第一热塑性层22彼此粘合，可以提供非织造中间层24，该中间层相对于第二宽度W2具有第一减小的宽度W1，第二宽度W2由如图3所示的相对的顶端和底端16、18限定。这样，例如但不限于，可以容易地在复合的最外层20的第二热塑性最内层28和第一热塑性最内层22之间形成粘结接头，例如超声波焊接接头32，并且该焊接接头32不含非织造织物中间层24的材料。这样，在必须焊接的材料较少的情况下，该过程得以简化并提高了效率，因此降低了与之相关的成本并提高了生产率。此外，除了形成壁12的结合过程之外，根据需要可以在壁12中形成活动铰链34，以产生用于折叠壁12的期望位置。然后，在将壁12切割成期望尺寸时，从而形成自由边缘或侧面36，平坦的平坦壁12可以容易地适当地折叠，例如通过活动铰链34，这样，自由边缘36可以彼此邻接，然后在结合缝38下方彼此固定，例如在施加适当的加热下，例如在超声波焊接工艺中，或例如通过合适的粘合剂或紧固件进行焊接，以形成盖10的周向连续的管状壁结构，该壁结构界定出空腔40，该空腔40的尺寸适于接收预期的车辆电池。这样，壁12构造成使其周向连续的外周侧14在相对的顶端和底端16、18之间延伸。
根据其他方面，复合的最外层20的第二热塑性最内层28可以作为非织造材料提供，其中非织造材料包括至少一些热塑性成分。应当认识到，如果需要的话，非织造材料内的全部材料可以被提供为热塑性材料。
根据又一方面，不渗透反射金属层30可以被提供为金属箔，例如厚度为约0.0003英寸-0.0015英寸之间的铝箔，但不限于此。
根据又一方面，第一热塑性最内层22可被提供为多孔稀松布层，其中稀松布层22的材料包括至少一些热塑性成分，应当认识到，如果需要的话，稀松布层22内的全部材料可以被提供为热塑性材料。
除了上面讨论的协同作用之外，本领域技术人员还将认识到进一步的协同作用，特别是在使用盖10时。例如，除了非织造第二热塑性最内层28之外，还通过促进复合层20至第一热塑性最内层22的超声焊接来增强可制造性。非织造第二热塑性最内层28通过充当对着反射金属层28的阻尼器，进一步减少了噪声的产生，同时还抑制了反射金属层28的起皱。更近一步地，反射性最外热塑性层26，例如柔性的金属化热塑性层26，例如聚脂薄膜的金属化层，以示例的方式但不限于此，和反射金属层30每个都是固态的，不可渗透的柔性材料片，它们防止热气体从中流过，从而使电池11进一步绝缘以抵抗相对炎热的发动机舱环境。此外，第一热塑性最内层22还起到屏蔽非织造中间层24以防止其与诸如水之类的流体接触的作用，从而使非织造中间层24保持干燥并按预期在较长的使用寿命中用作绝缘体。
显然，根据上述教导，可以对本发明进行许多修改和变化。可以预期，所有权利要求和所有实施例的所有特征可以彼此组合，只要这样的组合不会彼此矛盾即可。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，可以以不同于具体描述的方式来实践本发明。

Claims (27)

1.一种柔性绝缘电池盖，包括：
柔性管状壁，其周向地界定在底端和顶端之间延伸的空腔，所述柔性管状壁具有复合的最外层、第一热塑性最内层，和夹在所述复合的最外层与所述第一热塑性最内层之间的非织造中间层；和
其中，所述复合的最外层包括反射性最外热塑性层、第二热塑性最内层，和夹在所述反射性最外热塑性层和所述第二热塑性最内层之间的金属层。
2.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，从所述底端到所述顶端限定第一宽度，其中，所述非织造中间层具有小于所述第一宽度的第二宽度。
3.根据权利要求2所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层和所述第一热塑性最内层通过邻近所述底端形成的焊接接头和邻近所述顶端形成的焊接接头而彼此直接结合。
4.根据权利要求3所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述焊接接头均没有所述非织造中间层的材料。
5.根据权利要求4所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述非织造中间层包含在所述焊接接头之间。
6.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述反射性最外热塑性层被粘附到所述金属层，并且所述第二热塑性最内层被粘附到所述金属层。
7.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述第二热塑性最内层是非织造材料。
8.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述金属层是金属箔。
9.根据权利要求8所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述金属箔的厚度在0.0003英寸-0.0015英寸之间。
10.根据权利要求8所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述金属箔是不可渗透的。
11.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述第一热塑性最内层是多孔的、非织造的稀松布层。
12.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述柔性管状壁具有从所述底端延伸到所述顶端的焊缝。
13.根据权利要求12所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述焊缝没有所述非织造中间层的材料。
14.根据权利要求12所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述柔性管状壁具有多个从所述底端延伸到所述顶端的活动铰链。
15.根据权利要求1所述的柔性绝缘电池盖，其中，所述反射性最外面的热塑性层是金属化的热塑性层。
16.一种构造电池盖的方法，包括：
形成复合的最外层，所述复合最外层包括反射性最外热塑性层、第二热塑性最内层，以及夹在所述反射性最外热塑性层和所述第二热塑性最内层之间的金属层；
提供第一热塑性最内层；
提供非织造中间层；
将所述非织造中间层夹在所述复合的最外层和所述第一热塑性最内层之间，并将所述复合的最外层结合到所述第一热塑性最内层以形成平坦壁；和
将所述平坦壁的相对的两边缘彼此固定以形成在底端和顶端之间延伸的柔性管状壁。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括提供所述非织造中间层，所述非织造中间层的宽度小于从所述底端延伸到所述顶端的宽度。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括将所述第一热塑性最内层直接结合到邻近所述底端和邻近所述顶端的所述复合最外层。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括经由超声焊接工艺执行所述结合。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在超声焊接工艺中形成焊接接头，其中所述焊接接头没有所述非织造中间层的材料。
21.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述反射性最外热塑性层粘附至所述金属层，并且将所述第二热塑性最内层粘附至所述金属层。
22.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述复合的最外层的所述第二热塑性最内层设置为非织造材料。
23.根据权利要求16所述的方法，还包括提供所述第一热塑性最内层作为多孔、非织造的稀松布层。
24.根据权利要求16所述的方法，还包括在形成所述柔性管状壁之前，在所述平坦壁上形成多个活动铰链，其中所述活动铰链从所述底端延伸到所述顶端。
25.根据权利要求16所述的方法，还包括提供为金属箔的所述金属层。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括提供厚度在0.0003英寸-0.0015英寸之间的所述金属箔。
27.根据权利要求25所述的方法，还包括提供不渗透的所述金属箔。
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