CN112382816A - 灭火剂和电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种灭火剂和电池,该灭火剂按照质量百分含量包括粘合剂29%‑49%,微型灭火剂胶囊50%‑70%和助剂1%‑5%;所述微型灭火剂胶囊内填充有灭火剂,所述助剂包括脱模剂、增塑剂、颜料和抗氧化剂中的至少一种。本发明用提供的灭火剂可应用于电池上,不影响电池的电化学性能,且能对每个电池单体及时降温灭火,安全性能较高。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种灭火剂和电池。
背景技术
锂离子电池已经广泛应用于新能源行业,例如新能源汽车。锂离子电池的安全性也受到广泛关注。
锂离子电池包括壳体和多个电池单体,每个电池单体上设有泄压机构。电池单体工作时会产生热量,同时锂离子电池也会受到环境温度的影响。当电池单体温度或压力超过预设范围时,泄压机构打开,以避免锂离子电池出现火灾或爆炸。
为提高锂离子电池的安全性能,现有技术通常通过调整电池单体内部的电解液配方,例如在电解液内加入阻燃剂等。然而,在电解液中加入阻燃剂会降低锂离子电池的电化学性能。
发明内容
鉴于上述问题,本发明实施例提供一种灭火剂和电池,其中,灭火剂可应用于电池上,不影响电池的电化学性能,且能对每个电池单体及时降温灭火,安全性能较高。
为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
本发明实施例的第一方面提供一种灭火剂,其按照质量百分含量包括粘合剂29%-49%,微型灭火剂胶囊50%-70%和助剂1%-5%;微型灭火剂胶囊内填充有灭火剂,助剂包括脱模剂、增塑剂、颜料和抗氧化剂中的至少一种。
在一些可选的实施方式中,微型灭火剂胶囊包括胶囊壳体和填充于胶囊壳体内的芯材,胶囊壳体占微型灭火剂胶囊的质量分数为5%-30%,芯材占微型灭火剂胶囊的质量分数为70%-95%;胶囊壳体的材料包括树脂、无机粉体材料和表面活性剂,其中,树脂的分子量为10000-1000000,表面活性剂的分子量为1000-500000;芯材包括所述灭火剂,所述灭火剂为液态灭火剂,液态灭火剂占芯材的质量分数为98%-100%。
在一些可选的实施方式中,基于胶囊壳体的质量,树脂的质量分数为92%-99%,无机粉体材料的质量分数为0.5%-5%,表面活性剂的质量分数为0.5%-3%。
在一些可选的实施方式中,芯材还包括纳米疏水材料,纳米疏水材料包括纳米疏水二氧化硅、纳米疏水蒙脱土、纳米聚四氟乙烯中的至少一种。
本发明实施例的第二方面提供一种电池,其包括壳体组件和多个电池单体,壳体组件包括多个侧板和多个端板,侧板和端板共同围成用于容置多个电池单体的容置腔,且侧板围设于电池单体的侧方,端板盖设在电池单体的端面,至少一个端板上设置有上述第一方面所述的灭火剂。
在一些可选的实施方式中,多个端板包括盖设在电池单体的泄压机构外侧的盖板,盖板上设置有灭火剂,且灭火剂设置在盖板的内壁面上。
在一些可选的实施方式中,灭火剂涂覆于端板上,且灭火剂的覆盖范围与端板的板面相互匹配。
在一些可选的实施方式中,多个电池单体之间间隔设置;相邻电池单体之间的间隙中设置有隔热板,隔热板和侧板相互平行。
在一些可选的实施方式中,隔热板为多个,且不同隔热板分别对应设置在多个电池单体之间的不同间隙中。
在一些可选的实施方式中,隔热板的材料包括二氧化硅气凝胶毡、陶瓷纤维毡或者硅酸盐纤维制品中的一种或多种。
与现有技术相比,本发明实施例提供的灭火剂和电池具有如下优点: 其中,灭火剂中包括粘合剂、助剂和微型灭火剂胶囊,微型灭火剂胶囊呈颗粒状,其可以与粘合剂、助剂混合后,按照预设形状成型并贴装在电池壳体组件的预设位置处,粘接强度较高,可以使得微型胶囊灭火剂具有较长的使用寿命,且能够及时对热失控的电池进行降温灭火,电池的使用安全性较高,不影响电池的电化学性能。
除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本发明实施例提供的灭火剂和电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池的结构示意图;
图2为图1中设置有灭火剂的端板的结构示意图。
附图标记:
10:电池;11:侧板;12:端板;13:电池单体;
20:隔热板。
具体实施方式
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本发明保护的范围。
现有技术中通常采用在电解液中加入阻燃剂等,以提高电池的安全性能。然而,这样同时会导致电池的电化学性能下降。
有鉴于此,本申请提供一种独立于电解液的灭火剂,其可以设置在电池单体外,既可以提高电池的安全性能,又不会降低电池的电化学性能。
本实施例提供一种灭火剂,其按照质量百分含量包括粘合剂29%-49%,微型灭火剂胶囊50%-70%和助剂1%-5%;微型灭火剂胶囊内填充有灭火剂,助剂包括脱模剂、增塑剂、颜料和抗氧化剂中的至少一种。
具体的,灭火剂包括微型灭火剂胶囊和助剂。助剂可以包括脱模剂、增塑剂、颜料和抗氧化剂等。其中,脱模剂可以利于微型灭火剂胶囊脱模成型。增塑剂可以提高微型灭火剂胶囊的塑形能力,提高微型灭火剂胶囊的形变能力。颜料可以用于改变微型灭火剂胶囊的颜色,以根据需要,例如电池种类,设置不同的颜色。抗氧化剂可以用于提高灭火剂的耐老化性能,以提高微型灭火剂胶囊的使用寿命。当然,还可以根据需要设置其他种类的助剂。
微型灭火剂胶囊的尺寸可以为0.1mm-1mm,根据需要进行设置。当微型灭火剂胶囊受热时,微型灭火剂胶囊会吸热破裂并释放出微型灭火剂胶囊内的降温灭火材料,以实现降温灭火。
考虑到微型灭火剂胶囊呈颗粒状,为将微型灭火剂胶囊固定在电池10的壳体组件上,灭火剂还包括粘合剂。其中,粘合剂可以为热固性树脂,例如酚醛树脂、环氧树脂和不饱和聚酯树脂。
当灭火剂应用于电池10上时,可以将粘合剂、微型灭火剂胶囊以及助剂按照上述质量组分混合均匀并整合为适于电池10使用的形状。示例性的,微型灭火剂胶囊为颗粒状结构,微型灭火剂胶囊、助剂与液态的粘合剂混合后可以整合为片状并贴装在壳体组件的内壁面上,然后固化成型。这样,微型灭火剂胶囊可以固定在壳体组件的内壁面上,固定稳定性较高,延长了微型灭火剂胶囊的使用寿命。
这样,微型灭火剂胶囊的外壁面上均包裹有粘合剂,相邻的微型灭火剂胶囊之间、以及微型灭火剂胶囊与壳体组件之间的粘结性较高,避免微型灭火剂胶囊从壳体组件上脱落,影响电池10的电化学性能。
其中,粘合剂占灭火剂的质量分数为29%-49%,以避免微型灭火剂胶囊过多,导致微型灭火剂胶囊不能稳固的固定在电池的壳体组件上,或者,因微型灭火剂胶囊过少,导致不能有效的对电池进行降温灭火。
在一些可选的实施方式中,微型灭火剂胶囊包括胶囊壳体和填充于胶囊壳体内的芯材,胶囊壳体占微型灭火剂胶囊的质量分数为5%-30%,芯材占微型灭火剂胶囊的质量分数为70%-95%;胶囊壳体的材料包括树脂、无机粉体材料和表面活性剂,其中,树脂的分子量为10000-1000000,表面活性剂的分子量为1000-500000;芯材包括灭火剂,灭火剂为液态灭火剂,液态灭火剂占芯材的质量分数为98%-100%。
具体的,基于胶囊壳体的质量,树脂的质量分数为92%-99%,无机粉体材料的质量分数为0.5%-5%,表面活性剂的质量分数为0.5%-3%。
其中,微型灭火剂胶囊包括胶囊壳体和芯材。胶囊壳体包括树脂、无机粉体材料和表面活性剂。树脂可以为高分子树脂,例如,酚醛树脂、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂、胶体材料等的任意一种或多种。树脂的分子量为10000-1000000,可选的,其分子量可以为10000-100000。避免因分子量过小造成树脂强度较低,胶囊壳体的密封性能较差。同时也能避免因分子量过高,造成树脂流动性差,胶囊壳体不易成型。
无机粉体材料可以为蒙脱土和二氧化硅,用于提高胶囊壳体的强度。
表面活性剂可以为高分子表面活性剂,例如聚乙烯醇、羟甲基纤维素、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和氟碳表面活性剂等的任意一种或多种。表面活性剂的分子量为1000-500000,可选的,其分子量可以为1000-10000,这样,可以有助于树脂在液态灭火剂的表面聚积形成致密的壳体,提高胶囊壳体的密封性能。
其中,灭火剂可以为固态灭火剂或液态灭火剂。可选的,本实施例中,灭火剂为液态灭火剂。这样,当需要对电池进行降温灭火处理时,液态灭火剂可以吸热气化,降低电池单体的温度,同时液态灭火剂气化后不会以固体颗粒物的形状残留在电池的壳体组件内,也就是不会造成电池内部部件的堵塞污染等。
液态灭火剂可以为全氟烃灭火剂、氟溴烃灭火剂、氟氯烃灭火剂、氟酮类灭火剂中的任意一种或多种。可选的,液态灭火剂可以为七氟丙烷、六氟丙烷、四氟二溴乙烷、全氟己酮、三氟三氯乙烷等。
当电池等的待灭火部件热失控时,液态灭火剂可以吸收待灭火部件的热量并气化为惰性气体灭火剂,这个过程中,待灭火部件的温度可以降低。同时液态灭火剂气化后,胶囊壳体内的压力变大,直至胶囊壳体破裂,惰性气体灭火剂填充在壳体组件内。由于壳体组件上设置有通风口,且通风口面积较小,壳体组件呈半封闭状态,惰性气体灭火剂可以将空气经由通风口排出壳体组件,减小电池壳体组件内的可燃性气体的浓度,以实现灭火。
其中,芯材占微型灭火剂胶囊的质量分数为70%-95%,既可以使得胶囊壳体具有足够的强度以容纳芯材,又可以使得微型灭火剂胶囊容置有预设量的芯材以用于降温灭火。
考虑到液态灭火剂易于挥发,在一些可选的实施方式中,芯材还包括纳米疏水材料,纳米疏水材料包括纳米疏水二氧化硅、纳米疏水蒙脱土、纳米聚四氟乙烯中的至少一种。
灭火剂制作过程中,纳米疏水材料可以与液态灭火剂混合,纳米疏水材料会富集在液态灭火剂的表面,并形成包裹在液态灭火剂外的膜状结构,以对液态灭火剂形成防护,减少液态灭火剂的挥发量。
图1为本发明实施例提供的电池的结构示意图。图2为图1中设置有灭火剂的端板的结构示意图。
请参阅图1和图2,本实施例还提供一种电池10,其包括壳体组件和多个电池单体13,壳体组件包括多个侧板11和多个端板12,侧板11和端板12共同围成用于容置多个电池单体13的容置腔,且侧板11围设于电池单体13的侧方,端板12盖设在电池单体13的端面,至少一个端板12上设置有上述灭火剂。
具体的,电池单体13的结构可以为本领域技术人员熟知的结构。其中,电池单体13可以为锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例不进行限定。电池单体13一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对比也不限定。
多个电池单体13依次排列后,通过壳体组件封装。根据电池10的应用产品预留的装配空间,壳体组件的形状可以立方体、圆柱体或其他不规则结构。本实施例以壳体组件为立方体结构为例进行说明。
相应的,壳体组件包括四个侧板11和两个端板12,四个侧板11围在多个电池单体13的周向,两个端板12分别设置在多个电池单体13沿高度方向的两端。壳体组件的材质可以为金属、塑料等。
每个电池单体13上均设有泄压机构,泄压机构用于在电池单体13热失控时,即电池单体13的内部压力或内部温度达到预设值时,致动以泄放内部压力和/或内部物质的元件或部件。泄压机构可以为防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等,本实施例不进行限制。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体13的内部压力得以被泄放。泄压机构产生的动作可以包括但不限于:泄压机构中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开等等。泄压机构在致动时,电池单体13的内部的电解液等物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体13发生泄压,从而避免潜在的更严重的事故发生。
泄压机构可以设置在电池单体13沿高度方向的顶端或底端。相应的,端板12上与每个泄压机构相对应的位置处均设有灭火剂,以在电池单体13发生热失控时,及时对热失控的电池单体13进行降温灭火处理。
其中,灭火剂可以通过粘接或涂覆的方式固定在端板12上。相应的,端板12上设置的灭火剂可以间隔设置,即每个灭火剂的涂覆或贴装区域间隔设置,以分别对应每个电池单体13的泄压机构。
在一些可选的实施方式中,多个端板12包括盖设在电池单体13的泄压机构外侧的盖板,盖板上设置有灭火剂,且灭火剂设置在盖板的内壁面上。即灭火剂仅仅设置在端板12的与泄压机构相对应的位置处。
可以理解的,当多个电池单体13的泄压机构均位于沿高度方向的一端时,多个端板12包括一个盖板。当多个电池单体13的泄压机构分别设置在沿高度方向的两端时,两个端板12均可以称为盖板。
当然,盖板还可以理解为与端板12相连的独立构件,盖板设置在与泄压机构相对应的位置处,盖板与泄压机构相对的侧面上设置灭火剂。本实施例不对盖板的结构进行限制。
在一些可选的实施方式中,灭火剂涂覆于端板12上,且灭火剂的覆盖范围与端板12的板面相互匹配,这样,能及时对热失控的电池单体13进行降温灭火处理。
其中,灭火剂涂覆于端板12上。具体的,微型灭火剂胶囊、注剂以及粘合剂按照预设质量比例混合后,可以按照预设形状以及尺寸形成为片状结构,并涂覆在端板12上,然后固化成型。
考虑到泄压机构致动时,从电池单体13内部排出的物质或者火焰可能不会沿竖直方向冲击端板12,灭火剂的分布面积大于泄压机构在端板12上的投影面积,或者本实施例还可以将端板12的朝向多个电池单体13的侧面均设置灭火剂,以可以将朝向各个方向排出的火焰或排放物质进行降温灭火处理。
其中,端板12与电池单体13间隔设置,以避免因电池单体13自身温度引起灭火剂气化释放。
在一些可选的实施方式中,多个电池单体13之间间隔设置;相邻电池单体13之间的间隙中设置有隔热板20,隔热板20和侧板11相互平行。
其中,隔热板20用于分隔相邻两个电池单体13。由于隔热板20具有耐热性,使得相邻两个电池单体13之间可传递的热量较少。这样,当其中一个电池单体13出现热失控时,该电池单体13温度较高,而与其相邻的电池单体13不会受热升温或者温升较小,相邻电池单体13的温度仍然可维持在预设温度范围内,即可以将发生热失控的电池单体13与相邻的电池单体13相互隔离,相邻电池单体13不会因热失控电池单体13的温度而升温,避免出现电池10内部连锁热失控现象,提高了电池10的安全性。
当然,隔热板20与侧板11平行设置,指的是隔热板20与四个侧板11中的两个平行,隔热板20与另外两个侧板11垂直设置。
隔热板20的厚度可以小于或等于相邻两个电池单体13之间的间隙,本实施例不进行限制。
在一些可选的实施方式中,隔热板20为多个,且不同隔热板20分别对应设置在多个电池单体13之间的不同间隙中。
即任意相邻两个电池单体13之间均设有隔热板20,这样,电池10中每个电池单体13相互隔离,电池单体13的温度不会对与其相邻的电池单体13的温度造成影响,提高的电池10的安全性能。
可以理解的,端板12的与每个电池单体13的泄压机构相对应的位置处均设有灭火剂,同时,任意相邻两个电池单体13之间设置隔热板20。这样,当任意一个电池单体13发生热失控时,灭火剂可及时对热失控电池单体13进行降温灭火处理,同时热失控电池单体13的温度不会引起相邻电池单体13的热失控,相当于将热失控的电池单体13与其他电池单体13相互隔离,将热失控的故障控制在单独的一个电池单体13位置处,不会蔓延至电池10的其他电池单体13位置处,可以阻止电池10内部火势蔓延,同时,可以避免其他电池单体13受热升温,减少故障电池单体13的数量,降低了维修成本。
在一些可选的实施方式中,隔热板20的材料包括二氧化硅气凝胶毡、陶瓷纤维毡或者硅酸盐纤维制品中的一种或多种,以使隔热板20具有较好的隔热性能,例如隔热板20的最高工作温度可以为800℃-1000℃,可以覆盖电池单体13热失控时的最高温度即可。本实施例不对隔热板20的材质进行限制。
隔热板20的尺寸可以与电池单体13的尺寸相适配,或者稍大于电池单体13的侧面的尺寸。隔热板20的厚度可以小于10mm,以避免过多的增大电池10的尺寸。
当然,多个隔热板20的材质可以相同,也可以不相同,本实施例不进行限制。
下面通过具体实施例说明本申请实施例提供的电池10的安全性能。
实施例一
采用多个充放电容量为280Ah的磷酸铁锂电池单体组成第一模组、第二模组和第三模组,第一模组、第二模组和第三模组中电池单体的数量是相同的。
其中,第一模组中,各个电池单体之间紧密相连,上盖板为塑料盖板。
第二模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为5mm的陶瓷纤维毡,上盖板为塑料盖板。
第三模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为5mm的陶瓷纤维毡,上盖板为设置灭火材料的塑料盖板。灭火剂分布尺寸为600mm*200mm*5mm。灭火剂包括48%酚醛树脂、2%助剂和50%微型灭火剂胶囊。其中,微型灭火剂胶囊包括18.4%酚醛树脂、0.6%纳米二氧化硅、1.0%羟甲基纤维素、78.8%全氟己酮、1.2%疏水纳米蒙脱土。
测试前,第一模组、第二模组和第三模组的电量均充电至100%状态。采用两个加热膜对第一模组、第二模组和第三模组中的其中一个电池单体进行加热以触发热失控。加热膜的功率可以为100W。在实验过程中,通过温度采集仪监控电池单体的温度。其中,为减小误差,待加热的电池单体可以分别位于第一模组、第二模组和第三模组中相同的位置处,例如,均位于第一模组、第二模组和第三模组的中部。
实验结果显示:
第一模组中的电池单体加热47分钟后,被加热电池单体的温度达到281.2℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。同时,与被加热电池单体相邻的电池单体的温度也升高至300℃以上并热失控。且同时还使得与该被加热电池单体相邻的四个电池单体均发生热失控。
第二模组中的电池单体加热50分钟后,被加热电池单体温度达到284.6℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为174.8℃和176.2℃,并未发生热失控现象。
第三模组中的电池单体加热48分钟后,被加热电池单体温度达到283.1℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,但并未产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为167.3℃和165.7℃,并未发生热失控现象。
实施例二
采用多个充放电容量为60Ah的三元锂电池单体组成第四模组、第五模组和第六模组,第四模组、第五模组和第六模组中电池单体的数量是相同的。
其中,第四模组中,各个电池单体之间紧密相连,上盖板为塑料盖板。
第五模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为8mm的二氧化硅气凝胶毡,上盖板为塑料盖板。
第六模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为8mm的二氧化硅气凝胶毡,上盖板为设置灭火剂的塑料盖板。灭火剂分布尺寸为400mm*100mm*6mm。
灭火剂包括37%酚醛树脂、3%助剂和60%微型灭火剂胶囊。其中,微型灭火剂胶囊包括9.5%明胶、0.3%亲水性蒙脱土、0.2%聚乙烯醇、89.0%七氟丙烷、1.0%纳米疏水二氧化硅。
测试前,第四模组、第五模组和第六模组的电量均充电至100%状态。采用两个加热膜对第四模组、第五模组和第六模组中的其中一个电池单体进行加热以触发热失控。加热膜的功率可以为100W。在实验过程中,通过温度采集仪监控电池单体的温度。其中,为减小误差,待加热的电池单体可以分别位于第四模组、第五模组和第六模组中相同的位置处,例如,均位于第四模组、第五模组和第六模组的中部。
实验结果显示:
第四模组中的电池单体加热38分钟后,被加热电池单体的温度达到216.3℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。同时,与被加热电池单体相邻的电池单体的温度也升高至220℃以上并热失控。且同时还使得与该被加热电池单体相邻的六个电池单体均发生热失控。
第五模组中的电池单体加热36分钟后,被加热电池单体温度达到217.7℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为207.4℃和206.2℃,并未发生热失控现象。
第六模组中的电池单体加热36分钟后,被加热电池单体温度达到217.4℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,但并未产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为196.5℃和197.1℃,并未发生热失控现象。
实施例三
采用多个充放电容量为40Ah的三元锂电池单体组成第七模组、第八模组和第九模组,第七模组、第八模组和第九模组中电池单体的数量是相同的。
其中,第七模组中,各个电池单体之间紧密相连,上盖板为塑料盖板。
第八模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为8mm的硅酸盐纤维隔热板20,上盖板为塑料盖板。
第九模组中,在相邻两个电池单体之间加入厚度为8mm的硅酸盐纤维隔热板20,上盖板为设置灭火材料的塑料盖板。灭火剂分布尺寸为400mm*100mm*6mm。灭火剂包括30%不饱和聚酯树脂、5%助剂和65%微型灭火剂胶囊。其中,微型灭火剂胶囊包括14.2%聚氨酯、0.4%十二烷基硫酸钠、0.4%亲水性蒙脱土、84.0%四氟二溴乙烷、1.0%纳米聚四氟乙烯。
测试前,第七模组、第八模组和第九模组的电量均充电至100%状态。采用两个加热膜对第七模组、第八模组和第九模组中的其中一个电池单体进行加热以触发热失控。加热膜的功率可以为100W。在实验过程中,通过温度采集仪监控电池单体的温度。其中,为减小误差,待加热的电池单体可以分别位于第七模组、第八模组和第九模组中相同的位置处,例如,均位于第七模组、第八模组和第九模组的中部。
实验结果显示:
第七模组中的电池单体加热35分钟后,被加热电池单体的温度达到215.7℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。同时,与被加热电池单体相邻的电池单体的温度也升高至220℃以上并热失控。且同时还使得与被待加热电池单体相邻的六个电池单体均发生热失控。
第八模组中的电池单体加热34分钟后,被加热电池单体温度达到216.2℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,并产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为201.7℃和202.3℃,并未发生热失控现象。
第九模组中的电池单体加热34分钟后,被加热电池单体温度达到215.8℃。随后,该电池单体的温度急剧升高,该电池单体的泄压机构致动并排放出大量烟雾,但并未产生火焰。与该被加热电池单体相邻的两个电池单体的温度分别为193.2℃和194.3℃,并未发生热失控现象。
通过上述实施例可知,通过在相邻两个电池单体13之间设置隔热板20,可以减少相邻两个电池单体13之间的热传递量,即可以避免因其中一个电池单体13热失控后,相邻的电池单体13吸热升温也造成热失控,避免出现连锁热失控现象,降低电池10的维修成本。
同时通过在端板12的与泄压机构相对应的位置处设置灭火剂,可以对出现热失控的电池单体进行降温灭火处理,这样,热失控的电池单体不会喷出火焰,避免电池10失火,安全性较高。
本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。 在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且, 描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种灭火剂,其特征在于,按照质量百分含量包括粘合剂29%-49%,微型灭火剂胶囊50%-70%和助剂1%-5%;所述微型灭火剂胶囊内填充有灭火剂,所述助剂包括脱模剂、增塑剂、颜料和抗氧化剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的灭火剂,其特征在于,所述微型灭火剂胶囊包括胶囊壳体和填充于所述胶囊壳体内的芯材,所述胶囊壳体占所述微型灭火剂胶囊的质量分数为5%-30%,所述芯材占所述微型灭火剂胶囊的质量分数为70%-95%;
所述胶囊壳体的材料包括树脂、无机粉体材料和表面活性剂,其中,所述树脂的分子量为10000-1000000,所述表面活性剂的分子量为1000-500000;
所述芯材包括所述灭火剂,所述灭火剂为液态灭火剂,所述液态灭火剂占所述芯材的质量分数为98%-100%。
3.根据权利要求2所述的灭火剂,其特征在于,基于所述胶囊壳体的质量,所述树脂的质量分数为92%-99%,所述无机粉体材料的质量分数为0.5%-5%,所述表面活性剂的质量分数为0.5%-3%。
4.根据权利要求2所述的灭火剂,其特征在于,所述芯材还包括纳米疏水材料,所述纳米疏水材料包括纳米疏水二氧化硅、纳米疏水蒙脱土、纳米聚四氟乙烯中的至少一种。
5.一种电池,其特征在于,包括壳体组件和多个电池单体,所述壳体组件包括多个侧板和多个端板,所述侧板和所述端板共同围成用于容置多个所述电池单体的容置腔,且所述侧板围设于所述电池单体的侧方,所述端板盖设在所述电池单体的端面,至少一个所述端板上设置有权利要求1-4任一项所述的灭火剂。
6.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,多个所述端板包括盖设在所述电池单体的泄压机构外侧的盖板,所述盖板上设置有所述灭火剂,且所述灭火剂设置在所述盖板的内壁面上。
7.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,所述灭火剂涂覆于所述端板上,且所述灭火剂的覆盖范围与所述端板的板面相互匹配。
8.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,多个所述电池单体之间间隔设置;
相邻所述电池单体之间的间隙中设置有隔热板,所述隔热板和所述侧板相互平行。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述隔热板为多个,且不同所述隔热板分别对应设置在多个所述电池单体之间的不同间隙中。
10.根据权利要求8或9所述的电池,其特征在于,所述隔热板的材料包括二氧化硅气凝胶毡、陶瓷纤维毡或者硅酸盐纤维制品中的一种或多种。
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