CN113346158A - 用于电池的热管理多层片 - Google Patents

用于电池的热管理多层片 Download PDF

Info

Publication number
CN113346158A
CN113346158A CN202110187716.7A CN202110187716A CN113346158A CN 113346158 A CN113346158 A CN 113346158A CN 202110187716 A CN202110187716 A CN 202110187716A CN 113346158 A CN113346158 A CN 113346158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
battery
thermal
thermal insulation
battery assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110187716.7A
Other languages
English (en)
Inventor
布雷特·基尔赫尼
罗伯特·C·戴格尔
克里斯托弗·丘尔奇尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rogers Corp
Original Assignee
Rogers Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rogers Corp filed Critical Rogers Corp
Publication of CN113346158A publication Critical patent/CN113346158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/043—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/046—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/06—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/095—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027—Thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/02—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising animal or vegetable substances, e.g. cork, bamboo, starch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/041—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/122—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1243—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/143—Fireproof; Explosion-proof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0278—Polyurethane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/04—Inorganic
    • B32B2266/057—Silicon-containing material, e.g. glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2274/00—Thermoplastic elastomer material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
    • B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
    • B32B2309/105—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种电池组件包括设置在电化学电池单元的表面上的热管理多层片，所述热管理多层片包括热绝缘层、设置在热绝缘层的第一侧上的第一热扩散层以及设置在热绝缘层的第二侧上的第二热扩散层。

Description

用于电池的热管理多层片
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年2月18日提交的美国临时申请第62/977,904号、2020年3月12日提交的美国临时申请第62/988,664号以及2020年10月1日提交的美国临时申请第63/086,269号的优先权和权益，每个申请的全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
本公开内容涉及用于电池、特别地用于延迟或防止锂离子电池中的热失控的热管理多层片。本公开内容还涉及用于制造热管理多层片的方法、电池组件以及包括该热管理多层片的电池。
由于诸如电动车辆和电网能量存储系统的应用以及诸如电动自行车、不间断供电电池系统和铅酸替代电池的其他多电池单元电池应用的增长，对诸如锂离子电池的电化学能量存储装置的需求持续增长。对于大规格的应用，诸如电网存储和电动车辆，经常使用以串联阵列和并联阵列连接的多个电化学电池单元。一旦电池单元处于热失控模式，由电池单元产生的热可能引起相邻电池单元中的热失控传播反应，可能导致可能点燃整个电池的级联效应。
虽然已经考虑降低这样的电池的可燃性的尝试，但是大多可能具有缺点。例如，已经考虑通过添加阻燃添加剂或使用本身不可燃的电解质来修改电解质，但是这些方法会负面地影响锂离子电池单元的电化学性能。防止级联热失控的其他方法包括在电池单元之间或电池单元组之间包括增加的绝缘的量，以减少热事件期间的热传递。然而，这些方法可能限制可以实现的能量密度的上限。
随着对具有降低的热失控风险的电池的需求的增加，相应地需要防止或延迟热、能量或两者向周围电池单元的扩散的用于电池的材料。
发明内容
本文公开了一种电池组件，包括：设置在电化学电池单元的表面上的热管理多层片，所述热管理多层片包括：热绝缘层、设置在热绝缘层的第一侧上的第一热扩散层以及设置在热绝缘层的第二侧上的第二热扩散层。
还公开了包括上述组件的电池。
本文还公开了一种热管理多层片，包括：第一高温层压膜，其粘附到可压缩的热绝缘层的第一侧；以及第二高温层压膜，其粘附到可压缩的热绝缘层的第二相对侧，其中，第一高温层压膜包括：设置在第一完整性层的第一侧上的第一热扩散层和设置在第一完整性层的相对的第二侧上的第一粘合层，其中，第一粘合层将第一高温层压膜粘附到可压缩的热绝缘层的第一侧，并且其中，第二高温层压膜包括：设置在第二完整性层的第一侧上的第二热扩散层和设置在第二完整性层的相对的第二侧上的第二粘合层，其中，第二粘合层将第二高温层压膜粘附到可压缩的热绝缘层的第二侧。
通过以下附图、详细描述、示例和权利要求举例说明上述和其他特征。
附图说明
以下附图是被提供来说明本公开内容的示例性方面。说明示例的附图不旨在将根据本公开内容制造的装置限于本文中所阐述的材料、条件或工艺参数。
图1是用于包括电化学电池单元和冷却片的现有技术的电池的组件的图示；
图2是包裹的电化学电池单元的一方面的图示；
图3是包括包裹的电化学电池单元的电池组件的一方面的图示；
图4是包括冷却剂通道的冷却片的一方面的示意图；
图5是包括包裹的电化学电池单元的电池组件的一方面的图示；
图6是热管理多层片的一方面的图示；
图7是热管理多层片的一方面的图示；
图8是位于两个电化学电池单元之间的热管理多层片的一方面的图示；
图9是位于两个电化学电池单元之间的热管理多层片的一方面的图示；
图10是位于电池单元阵列中的热管理多层片的一方面的图示；
图11是袋式电池单元电池的一方面的图示；
图12是包括热管理多层片的电池组件的一方面的图示；
图13是火焰测试装置的示意图；
图14是示出火焰测试的结果的温度(℃)对时间(分钟(分))的曲线图；
图15是热板测试装置的示意图；
图16是示出热板测试的结果的温度(℃)对时间(分)的曲线图；以及
图17是示出热板测试的结果的温度(℃)对时间(分)的曲线图。
具体实施方式
防止包括多个电池单元的电池中的热失控是一个难题，因为与经历热失控的电池单元相邻的电池单元可以从事件中吸收足够的能量以使它们升高至它们的设计操作温度以上，从而触发相邻的电池单元也进入热失控。引发热失控事件的这种传播可能引起连锁反应，在该连锁反应中，随着电池单元向相邻的电池单元传递热，存储装置进入级联系列的热失控。
防止这样的级联热失控事件发生的一种方法是在相邻电池单元或电池单元组之间并优选地与相邻电池单元或电池单元组接触地放置冷却片，以用于电池单元操作期间的热管理。在电池设计中，冷却片可以将能量从(一个或多个)电池单元传递到垂直于电池单元和冷却片延伸的冷却板。然而，通常由铝制成的现有技术冷却片也具有高的Z方向热导率，其可以将热从诸如袋式电池单元的电池单元传递到邻近电池单元。在图1中示出了通过与冷却板300组装的现有技术铝冷却片200从电池单元100到邻近电池单元101的这种热传递。箭头示出了从电池单元100到邻近电池单元101的Z方向热传递。
为了防止发生级联热失控事件，可以使用热管理多层片来代替冷却片，或者除了冷却片之外还可以使用热管理多层片，以降低Z方向热导率，并且因此减少从电池单元到邻近电池单元的热传递。由热管理多层片提供的热屏障也可以用于电池中的各个部位处，以防止热失控。因此，热管理多层片的使用可以降低任何一个方向或更多个方向上的热导率。热管理多层片还可以提高电池的耐火性。
因此，本文中描述了用于包括具有热管理多层片的电化学电池单元或电化学电池单元阵列的电池或多个电池的组件，其中，热管理多层片直接设置在电化学电池单元的表面上(即，接触至少一个表面的至少一部分)。如本文中所用，电化学电池单元(或“电池单元”)是包括阳极、阴极和电解质的电池的基本单元。“电池单元阵列”是指两个或更多个电化学电池单元(例如，两个、五个、二十个、五十个或更多个)的组件。与热管理多层片以及可选地另一电池部件(例如，隔板、集电器、诸如柔性袋的壳体等)相关联的电池单元或电池单元阵列在本文中被称为“电池组件”。电池组件和电池可以包括单个电化学电池单元、单个电池单元阵列或多个电池单元阵列。
可以使用各种电化学电池单元类型，包括袋式电池单元、棱柱形电池单元或圆柱形电池单元。单个电池单元或电池单元阵列可以位于柔性外壳中，例如位于袋式电池单元中。在一方面，电池单元是锂离子电池单元例如磷酸锂铁、锂钴氧化物或其他锂金属氧化物电池单元。可以使用的其他类型电池单元包括镍金属氢化物、镍镉、镍锌或银锌。
在一方面，电池组件包括设置在电化学电池单元或电池单元阵列的表面上的热管理多层片。如图2所示，热管理多层片400可以设置在电池单元102的至少两个表面上以提供包裹的电池单元500。热管理多层片包括三层或更多层，并且在下面详细描述。如图2所示，热管理多层片400直接在电池单元102的至少两个表面优选地两个表面上，即直接接触电池单元102的至少两个表面优选地两个表面，而没有中间层。还如图2所示，热管理多层片400覆盖电池单元102的至少两个表面优选地两个表面的整体，即与电池单元102的至少两个表面优选地两个表面的整体完全接触。热管理多层片400还可以与电池表面中的一个或更多个表面部分接触。因此，术语“包裹”在本文中为方便起见而使用的，并且不需要电池单元102的所有表面之间的完全接触。此外，应当理解，热管理多层片400可以处于适合于电池配置的任何配置中。因此，术语“片”包括所示的平坦层，以及具有轮廓或已经例如通过热成形而被定形状的层。使用热管理多层片来提供包裹的电池单元可以降低任何一个或更多个方向上的热导率。在一方面，热管理多层片降低了Z方向热导率，并且因此减少了从电池单元到相邻电池单元的热传递。
图3示出了包括包裹的电池单元500的电池组件1000的方面。包裹的电池单元500被定位在电池中，使得热管理多层片400的与电池单元102相对的第一表面400a与冷却片200热接触，并且热管理多层片400的与电池单元102相对的第二表面400b与冷却板300热接触。
如图3所示，冷却片200和包裹的电池单元500在相对于图1所示的Z方向的Y方向或垂直方向上被设置在电池中。冷却片200可以被设置成使得冷却片200的宽表面面对包裹的电池单元500的包裹表面。从包裹的电池单元500传递到冷却片200的热可以通过冷却片200的下端被直接传导至冷却板300。
用于冷却板300的示例性材料包括铝、铜或其合金。冷却片可以具有0.0005英寸(12.7μm)至0.0200英寸(508μm)的平均厚度，优选地0.001英寸(25.4μm)至0.005英寸(127μm)的平均厚度，并且可以包括例如铝或铝合金。在一方面，冷却片可以包括多个通道，使得冷却剂可以流过冷却通道。例如，可以在第一箔片或第一箔板以及可选地第二箔片或第二箔板上冲压出凹槽，然后例如通过镍钎焊工艺将第一箔片或第一箔板以及可选地第二箔片或第二箔板接合以提供冷却通道。图4是包括冷却剂通道的示例性冷却片的示意图。
电池组件可以包括一个或更多个电池单元以及一个或更多个冷却片。如图5所示，电池组件1001的一方面包括电池单元阵列，也就是说，至少两个包裹的电池单元。电池组件1001还包括压力垫600，压力垫600当位于电池中时也被称为压缩垫或电池垫，并且在所有情况下为方便起见在本文中被称为“压力垫”。压力垫600被设置在两个包裹的电池单元之间。垫可以如图5中所示的那样被设置在相邻的电池单元之间，或被设置在电池单元阵列之间，以解决压缩的变化，尤其是在电池单元膨胀期间的压缩的变化。垫可以确保在电池单元上维持基本恒定的压力。
冷却片200被设置在包裹的电池单元的相对侧。冷却板300与冷却片200热连通。可以存在附加的冷却片。如以上所陈述的，电池单元阵列中的电池单元可以是棱柱形电池单元、袋式电池单元、圆柱形电池单元等，并且优选地是袋式电池单元。在一方面，电池单元是锂离子电池单元。在另一方面，电池单元是锂离子袋式电池单元。
在图6中示出了热管理多层片的一方面，其中热管理多层片401包括被设置在热绝缘层62的第一侧62a上的第一热扩散层61。第二热扩散层63被设置在热绝缘层62的第二侧62b上。两个热扩散层的使用可以显著改善多层片的热管理性质。
第一热扩散层61和第二热扩散层63各自独立地包括具有高热导率(Tc)的材料，例如大于10瓦特每米开尔文(W/m*K)、优选地大于50W/m*K、或更优选地大于100W/m*K的热导率，每个均在23℃测量。例如，该材料可以具有在23℃为10W/m*K至6,000W/m*K的热导率、或在23℃为50W/m*K至6,000W/m*K的热导率、或者100W/m*K至6,000W/m*K或100W/m*K至1,000W/m*K或100W/m*K至500W/m*K的热导率，每个均在23℃测量。这样的材料包括：金属，例如铜、铝、银或者铜、铝或银的合金；陶瓷，例如硼氮化物、铝氮化物、碳化硅或铍氧化物；或碳质材料，例如碳纤维、碳纳米管、石墨烯或石墨。例如，热扩散层可以是包含碳纤维或碳纳米管的带或片，例如可以从Huntsman以商品名MIRALON获得的那些。在其他方面，热扩散层是金属或金属合金箔，优选地是铝或铝合金。在一方面，第一热扩散层和第二热扩散层各自独立地是箔、织造或非织造纤维毡或聚合物泡沫。
第一热扩散层和第二热扩散层的厚度取决于所使用的材料、期望的热导率的程度、成本、电池的期望的厚度或重量或类似的考虑因素。例如，热扩散层可以具有5微米至1000微米(μm)，例如，0.0005英寸至0.039英寸(12.7μm至991μm)、0.001英寸至0.005英寸(25.4μm至127μm)或0.002英寸至0.039英寸(51μm至991μm)的厚度。金属箔各自可以独立地具有0.0005英寸至0.020英寸(12.7μm至508μm)或0.001英寸至0.005英寸(25.4μm至127μm)的厚度。
选择热绝缘层62以延迟热失控。热绝缘层62可以具有：低热导率(例如，0.01瓦特每米开尔文至1.0瓦特每米开尔文(W/m*K)，优选地0.01W/m*K至0.09W/m*K，每个均在23°下测量)、高熔化潜热(例如，70焦耳每克至350焦耳每克(J/g))中的一个或更多个；或两者，以延迟热失控。热绝缘层优选地是多孔的，其可以提高热绝缘性质。孔隙率可以从层的总体积的2％至98％、或从层的总体积的2％至50％、或从层的总体积的5％至50％、或从层的总体积的50％至95％广泛地变化。热绝缘层62的孔62d可以是开放的、封闭的或其组合。孔62d可以具有规则形状、不规则形状或其组合。
热绝缘层62通常包括非金属材料，如本文中所使用的，这是指材料不仅仅包括金属或金属合金，例如仅铝或铝合金。然而，应理解，一些非金属材料可以包含除另一构成之外的金属或金属离子。例如，非金属材料包括云母，云母是由二氧化硅组成的矿物，其中一部分硅离子可以被铝离子代替。用于热绝缘层的示例性材料包括云母、蛭石、沸石、气凝胶、聚合物泡沫、聚合物纤维、软木或玻璃纤维。可以使用不同材料的组合。
在一方面，在热管理多层片中使用聚合物泡沫、特别是弹性体聚合物泡沫可以在降低任何一个或更多个方向上的热导率方面提供显著的改进。在一方面，如本文中所述，可以通过特别低的热导率(例如，在23℃测量的0.01W/m*K至0.09W/m*K)、高熔化潜热(例如，70焦耳每克至350焦耳每克(J/g))或两者来提供这样的改进。在一方面，如本文中所述，还可以通过聚合物泡沫中的可以提高热绝缘性质的孔来提供降低热导率方面的改进。
当使用云母、蛭石、沸石或其他颗粒材料时，层可以包括包含颗粒材料和粘结剂的组合物。选择粘结剂以保持上述层的低热导率、高熔化潜热或两者。粘结剂可以增强颗粒层的强度。示例性粘结剂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、诸如聚(对苯二甲酸丁二酯)的聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚氨酯、硅酮等。优选环氧树脂、硅酮树脂、酚醛树脂或其他热固性树脂以粘结或增强颗粒层的强度。选择粘结剂的量以实现最佳的热导率和机械性质(例如，高强度)。例如，组合物可以包含20重量百分比至90重量百分比(wt％)的颗粒填料和10wt％至80wt％的粘结剂，或20wt％至80wt％的颗粒填料和20wt％至80wt％的粘结剂，每种均基于组合物的总计为100wt％的总重量。
气凝胶是具有大于50体积百分比(vol％)，更优选地大于90vol％的孔隙率的包括互连的纳米结构的网络的开孔固体基体。可以通过用气体代替凝胶中的液体构成，或通过使湿凝胶干燥，例如通过超临界干燥来从凝胶中得到气凝胶。示例性气凝胶包括：聚合物气凝胶，其包括聚(乙烯醇)、尿烷、聚酰亚胺或聚丙烯酰胺气凝胶；多糖气凝胶，其包括几丁质和壳聚糖气凝胶；或无机陶瓷气凝胶，例如铝氧化物或二氧化硅气凝胶。
聚合物纤维或泡沫可以包括各种热塑性塑料、热塑性塑料的共混物或热固性树脂中的一个或更多个。可以使用的热塑性塑料的示例包括聚缩醛、聚丙烯酸类、聚酰胺(例如，尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、尼龙6,12、尼龙11或尼龙12)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亚胺、聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯、或聚乙烯或聚丙烯的共聚物)、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚砜(例如，聚芳砜和聚醚砜)、聚氨酯、聚氯乙烯、氟化聚合物(例如，聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、氟化聚乙烯-丙烯(FEP)或四氟乙烯-偏二氟乙烯-六氟丙烯(HFP))、乙烯丙烯橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-马来酸酐(SMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、天然橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、环烯烃共聚物、聚二环戊二烯橡胶、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、异戊二烯、聚丁二烯-异戊二烯共聚物等、或其组合。
可以用于聚合物纤维或泡沫的热塑性聚合物的共混物的示例包括ABS/尼龙、聚碳酸酯/ABS、ABS/聚氯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/尼龙、聚砜/ABS、聚碳酸酯/热塑性塑料聚氨酯、聚碳酸酯/PET、聚碳酸酯/PBT、热塑性弹性体合金、PET/PBT、SMA/ABS、聚醚醚酮/聚醚砜、丁苯橡胶、聚乙烯/尼龙、聚乙烯/聚缩醛等、或其组合。
可以用于聚合物纤维或泡沫的热固性树脂的示例包括聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚酰胺、硅酮等或其组合。可以使用热固性树脂的共混物以及热塑性树脂与热固性树脂的共混物。
可以用于热绝缘层的优选的聚合物纤维或泡沫包括环氧树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯如PBT、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚氨酯、硅酮、乙烯基酯等或其组合。在一方面，聚合物纤维包括耐热聚合物，例如具有180℃或更高的Tg的聚合物，例如聚醚酰亚胺、聚砜、聚邻苯二甲酰胺、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚酮等或其组合。聚合物纤维可以呈织造或非织造毡或带的形式。聚氨酯或硅酮泡沫，特别是可压缩的聚氨酯或硅酮泡沫是优选的，并在下面更详细地描述。聚合物泡沫或纤维可以包括本领域已知的其他添加剂，例如加工助剂、阻燃剂、填料、抗氧化剂、抗臭氧剂、紫外线(UV)或热稳定剂或其组合。可以选择填料以提供附加的热绝缘、吸热或热变形性质。示例性的填料包括陶瓷、例如二氧化硅、滑石、碳酸钙、粘土、云母、蛭石等或其组合。
可以用于热绝缘层的软木材料包括天然软木和人造软木。
示例性的玻璃纤维层包括A玻璃、C玻璃、D玻璃或其组合。D玻璃或E玻璃是优选的。玻璃纤维层可以设置在聚合物基体中或涂覆有聚合物。可以使用环氧树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯例如聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚氨酯、硅酮、乙烯基酯等。优选的粘结剂包括环氧树脂、聚酯和乙烯基酯。
热绝缘层62的厚度可以取决于所使用的材料、期望的热导率的程度、成本、电池的期望的厚度或重量或类似的考虑因素。例如，热绝缘层62可以具有50μm至15,000μm，例如，50μm至5,000μm、或50μm至4,000μm、或0.002英寸至0.118英寸(51μm至2,997μm)，优选地0.006英寸至0.020英寸(152μm至508μm)的厚度。在一方面，该热绝缘层可以包括云母、沸石、聚合物纤维或玻璃纤维，并且具有50μm至5,000μm的厚度。在另一方面，该热绝缘层可以包括聚合物泡沫，并且具有250μm至10,000μm或500μm至10,000μm的厚度。
第一热扩散层、第二热扩散层或这两个热扩散层以及热绝缘层可以直接设置在彼此上，或设置在彼此上并且使用一个或更多个粘合剂层来粘合。当使用粘合剂层时，粘合剂层可以具有0.00025英寸至0.010英寸(6μm至254μm)或0.0005英寸至0.003英寸(12.7μm至76μm)的厚度。本领域已知各种粘合剂并且可以使用这些粘合剂。例如，粘合剂层可以各自独立地包括聚酯粘合剂、聚氟乙烯粘合剂、丙烯酸或甲基丙烯酸粘合剂或硅酮粘合剂。在一方面，粘合剂是硅酮粘合剂。可以使用溶剂浇铸、热熔和两部分粘合剂。在一方面，每个粘合剂层可以独立地包含可以是热扩散的或热绝缘的无机填料。
可选地，每个粘合剂层可以独立地包括可以是热扩散(热传导)的或热绝缘的填料。示例性的填料包括气凝胶填料、玻璃微气球、充气的中空聚合物微球、硼氮化物、铝氮化物、云母、滑石、碳纳米管、石墨或其组合。可以对添加剂进行表面涂覆以提供期望的特性，例如可以利用硅烷处理填料，以提高分散性或粘附性。例如，每个粘合剂层可以包括高纵横比的片状填料，例如云母或滑石。在一方面，不存在填料。
当热绝缘层不可压缩或者不具有可靠或足够的压缩永久变形值时，将压力垫与热管理多层结合使用可以是有利的，如图5所示。当然，压力垫可以位于电池内的其他位置处。在一方面，压力垫可以具有0.010英寸至0.500英寸(254μm至12,700μm)的厚度，并且包括在广泛的温度范围内具有可靠的一致的耐压缩永久变形性(c-永久变形)和应力松弛性能的可压缩材料。这种类型的示例性材料包括聚氨酯泡沫或硅酮泡沫(例如，可从罗杰斯公司(Rogers Corporation)获得的PORON聚氨酯泡沫或BISCO硅酮泡沫)。可以用作压力垫的其他可压缩材料是本文所述的那些。
在另一方面，图7示出了包括可压缩的热绝缘层83的热管理多层片402。多层片402还包括第一高温层压膜81和第二高温层压膜82。第一高温层压膜81和第二高温层压膜82中的每一个分别设置在可压缩热绝缘层83的第一侧83a和相对的第二侧83b上。如本文中所使用的，“可压缩”是指弹性体性质，由此材料在压力下压缩，并且在压力释放时返回其原始状态。
可压缩热绝缘层可以被选择以具有向电池提供压力管理并且允许可压缩热绝缘层替换或补充如上所述的垫的性质。特别地，可压缩热绝缘层被选择以在广泛的温度范围例如-15℃至120℃内提供可靠且一致的耐压缩永久变形性和应力松弛性能中的一个或更多个。可压缩热绝缘层可以具有根据ASTM D 3574-95测试D测量的在158℉(70℃)小于10％，优选地小于5％的压缩永久变形。在一些方面，可压缩热绝缘层可以具有根据ISO3384测量168小时的在70℉(21℃)大于50％的力保持。可压缩热绝缘层可以具有对提供期望的压力管理有效的厚度。例如，可压缩热绝缘层可以具有250μm至15,000μm或0.020英寸至0.500英寸(508μm至12,700μm)或0.040英寸至0.157英寸(1,016μm至3,988μm)的未压缩厚度。
在一方面，热绝缘层62(图5)或可压缩热绝缘层83(图7)是可压缩材料例如弹性体或上述橡胶，特别地是醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性弹性体(TPE)、EPR或EPDM；或者聚合物泡沫。
在一方面，可压缩热绝缘层是可压缩聚合物泡沫。如本文所使用的，“泡沫”是指具有多孔(即，蜂窝状的)结构的材料。示例性可压缩泡沫具有低于65磅每立方英尺(pcf)(1041千克每立方米(kg/m3))、优选地小于或等于55pcf(881kg/m3)或者优选地不大于25pcf(400kg/m3)的密度。基于泡沫的总体积，可压缩聚合物泡沫可以具有至少5％至99％、优选地大于或等于30％的空隙体积含量。
上述聚合物材料可以用作可压缩聚合物泡沫。如上面结合聚合物纤维和泡沫所描述的，可选的添加剂可以存在于用于可压缩聚合物泡沫的制造的组合物中。在一方面，可压缩聚合物泡沫具有5至30磅每立方英尺(lb/ft3)(80kg/m3至481kg/m3)的密度、根据ASTM D3574-95测试C测量的0.5lb/in2(至100lb/in2(351.5千克每平方米至70307千克每平方米(kg/m2))的25％压缩力挠度、以及根据ASTM D 3574-95测试D测量的小于10％优选地小于5％的158°F(70℃)下的压缩永久变形。优选地，可压缩聚合物泡沫是具有前述性质的聚氨酯或硅氧烷泡沫。
在一方面，可压缩聚合物泡沫是开孔的低模量聚氨酯泡沫，其可以具有如可以根据例如ASTM D 3574-95来测量的50μm至250μm的平均泡孔大小；5lb/ft3至50lb/ft3(80kg/m3至800.9kg/m3)、优选地为6lb/ft3至25lb/ft3(96kg/m3至400kg/m3)的密度，根据ASTM D3574-95测试D测量的小于10％的158°F(70℃)下的压缩永久变形，以及在1磅/平方英寸至250磅/平方英寸(psi)(7千帕至1724千帕(kPa))之间的力挠度。可压缩聚氨酯泡沫可以由本领域已知的组合物制造。合适的可压缩聚氨酯泡沫由康涅狄格州伍德斯托克的罗杰斯公司(Rogers Corporation,Woodstock)以
Figure BDA0002943709530000111
4700的名称销售，例如
Figure BDA0002943709530000112
EVExtend 4701-43RL。这些可压缩聚氨酯泡沫可以被配制成提供优异的性能范围，包括抗压缩永久变形。具有良好的抗压缩永久变形的泡沫提供了缓冲，并且在延长的时间段的负载下保持其原始形状或厚度。
在另一方面，可压缩聚合物泡沫是包括聚硅氧烷的硅氧烷泡沫。在一方面，硅氧烷泡沫是由于水与聚硅氧烷聚合物前体组合物中的氢化物基之间的反应以及随之释放的氢气而产生的。该反应通常由贵金属、优选地铂催化剂来催化。催化剂可以沉积在惰性载体例如硅胶、氧化铝或炭黑上。各种铂催化剂抑制剂也可以用于控制起泡和固化反应的动力学，以控制硅氧烷泡沫的孔隙率和密度。这样的抑制剂的示例包括聚甲基乙烯基硅氧烷环状化合物和炔醇。这些抑制剂不应当以破坏泡沫的方式干扰发泡和固化。
在一方面，聚硅氧烷聚合物在25℃下具有100泊至1000000泊的粘度，并且具有链取代基例如氢化物、甲基、乙基、丙基、乙烯基、苯基和三氟丙基。聚硅氧烷聚合物上的端基可以是氢化物、羟基、乙烯基、乙烯基二有机甲硅烷氧基、烷氧基、酰氧基、烯丙基、肟基、氨基氧基、异丙烯氧基、环氧基、巯基或其他已知的反应性端基。硅氧烷泡沫也可以通过使用几种聚硅氧烷聚合物来生产，每种聚硅氧烷聚合物具有不同的分子量(例如双峰或三峰分子量分布)，只要组合物的粘度在上述特定值的范围内。也可以具有几种具有不同官能基或反应基的聚硅氧烷基聚合物，以产生所需的泡沫。在一方面，聚硅氧烷聚合物每摩尔水包括0.2摩尔氢化物(Si-H)基。
用于可压缩聚合物泡沫的制造的方法通常是已知的。泡沫可以机械地生泡、物理地或化学地起泡，或者两者都有。聚氨酯泡沫可以通过浇铸机械地生泡的组合物来制造。特别地，聚氨酯的反应性前体可以混合并机械地生泡，然后浇注形成层并且固化。在硅氧烷泡沫的生产中，前体组合物的反应组分存储在两个包装中，一个包装包含铂催化剂，以及另一个包装包含含有氢化物基的聚硅氧烷聚合物，这防止了过早反应。在另一种生产方法中，聚硅氧烷聚合物与导电颗粒、水、物理起泡剂(如果需要)和其他所需添加剂一起被引入到挤出机中。然后铂催化剂被计量送入挤出机中，以开始发泡和固化反应。物理起泡剂诸如液态二氧化碳或超临界二氧化碳与化学起泡剂诸如水的结合使用可以产生密度低得多的泡沫。在又一方法中，液体硅氧烷组分被计量、混合并且分配到装置诸如模具或连续涂装线中。然后，泡沫在模具中或在连续涂装线上产生。
可压缩热绝缘层可以包括增强其强度的增强材料。用于热绝缘层的增强材料可以是纤维的，例如呈可以具有20μm至600μm或0.001英寸至0.020英寸(25.4μm至508μm)、优选地0.001英寸至0.005英寸(25.4μm至127μm)的厚度的织造或非织造纤维毡形式的连续纤维。用于热绝缘层的增强材料可以包括高耐热性织造或非织造聚合物纤维毡，例如聚醚酰亚胺、聚砜、聚邻苯二甲酰胺、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚氧烷等；或者织造、非织造玻璃纤维毡，诸如上述的玻璃纤维。在一方面，用于热绝缘层的增强材料包括平纹组织1080E-玻璃。
再次参照图7，第一高温层压板81包括被设置在第一完整性层84的第一侧84a上的第一热扩散层61。第一完整性层84的第二侧84b被设置在第一粘合层85上。第一粘合层85将第一完整性层84粘合至可压缩热绝缘层83的第一侧83a。第二高温层压膜82包括被设置在第二完整性层86的第一侧86a上的第二热扩散层63。第二完整性层86的第二侧86b被设置在第二粘合层87上，第二粘合层87将第二完整性层86粘合至可压缩热绝缘层83的第二侧83b。
第一热扩散层61和第二热扩散层63可以相同或不同，并且如本文所述。
第一完整性层84和第二完整性层86是用于增强热管理多层的强度的增强材料。每一个可以独立地包括例如呈具有20μm至600μm或0.001英寸至0.020英寸(25.4μm至508μm)、优选地0.001英寸至0.005英寸(25.4μm至127μm)的厚度的织造或非织造纤维毡形式的连续纤维。第一完整性层和第二完整性层可以包括高耐热性织造或非织造聚合物毡，例如聚醚酰亚胺、聚砜、聚邻苯二甲酰胺、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚氧烷等；或者织造、非织造玻璃毡，例如如上所述的玻璃纤维。在一方面，每个第一完整性层和第二完整性层包括平纹组织1080E-玻璃。
第一粘合层和第二粘合层可以具有适用于提供有效粘合的任何厚度，优选地，其中，该厚度也被调节成不浪费粘合材料或显著不利地影响热管理多层片的期望性能。例如，第一粘合层和第二粘合层可以具有0.00025英寸至0.010英寸(6.35μm至254μm)或0.0005英寸至0.003英寸(12.7μm至76.2μm)的厚度。第一粘合层85和第二粘合层87可以相同或不同，并且如本文所述。例如，第一粘合剂层和第二粘合剂层可以各自独立地包括聚酯粘合剂、聚氟乙烯粘合剂、丙烯酸或甲基丙烯酸粘合剂或硅氧烷粘合剂。在一方面，粘合剂是硅氧烷粘合剂。同样如上所述，每个粘合剂层可以独立地包括可以是热扩散的或热绝缘的无机填料。例如，粘合剂可以包括高纵横比的片状填料诸如云母或滑石。在一方面，不存在填料。
热管理多层和热管理多层中的子组合(例如，高温层压板)可以通过本领域已知的方法制造，这取决于用于热扩散、热绝缘和可选的粘合层的材料。制造可以是例如通过单独堆叠层和层压、具有或不具有粘合剂；通过将用于热扩散层的组合物涂覆或浇铸到热绝缘层上；通过将热绝缘层浸入到用于形成热扩散层的组合物中；或者通过将用于形成热绝缘层的组合物直接涂覆或浇铸到热扩散层上或被设置在热扩散层上的粘合层上。可以使用工艺诸如滚辊(roll over roll)、刀辊(knife over roll)、反向辊(reverse roll)、槽模或凹版涂布。在一方面，当热绝缘层包括聚合物泡沫时，泡沫形成组合物可以被浇铸到第一热扩散层诸如金属箔上，发泡并用第二箔层覆盖以控制泡沫的厚度，并且然后加热以固化泡沫。粘合层可以存在于一个或两个箔层上。可替选地，或者另外地，可以商业地获得次组合诸如热绝缘层或高温层压板，并且然后将其与一个或更多个另外的层组装以形成热管理多层。商业上可获得的高温层压板的示例是还包括被设置在玻璃织物上的高温硅氧烷粘合剂的等离子体带，例如铝箔/玻璃织物层压板。这样的层压板可从DeWAL商业地获得，商品名为DW系列等离子带，诸如DW 407等离子带。
应当理解，图6和图7中所示的方面仅是示例性的，并且根据期望的性能，可以使用各种组合和子组合。例如，如图7所示的热管理多层片可以仅包括单个完整性层。可以存在另外的热扩散层、粘合层或热绝缘层。例如，如图6所示的热管理多层片可以在热扩散层的侧上包括另外的热绝缘层，其间具有或不具有另外的粘合层。
可以存在于热管理多层片中的其他层或部件包括相变材料。具体地，热绝缘层可以包括相变材料。可替选地，或者另外地，包括相变材料的层可以被设置在热绝缘层上。相变材料是具有高熔化热的物质，并且能够在相变诸如分别熔化和凝固期间吸收和释放大量潜热。在相变期间，相变材料的温度几乎保持不变。在相变材料吸收或释放热量的时间的期间，通常在材料的相变期间，相变材料抑制或停止热能通过材料的流动。在一些情况下，相变材料可以在相变材料吸收或释放热量的一段时间内抑制热传递，通常是当相变材料经历两种状态之间的转变时。这种作用通常是短暂的，并且将会发生，直到相变材料的潜热在加热或冷却处理期间被吸收或释放。热可以从相变材料中储存或移除，并且相变材料通常可以通过热源或冷源有效地再充载。
例如在WO2020/227201中描述合适的相变材料。如其中所述，相变材料可以被封装或未封装，或者可以使用组合。相变材料可以在还包括如上所述的聚合物的组合物中使用。聚合物可以包括上述的一种或组合，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚砜、ABS、SAN、PEN、PBT、PET、PVDF、全氟甲基乙烯基醚、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯或聚丙烯的共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)、FEP、偏二氟乙烯、HFP、EPR、EPDM、天然橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、环烯烃共聚物、聚二环戊二烯橡胶、热塑性聚氨酯、SEPS、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)、SEBS、聚丁二烯、异戊二烯、聚丁二烯-异戊二烯共聚物或其组合。基于相变组合物的总重量，相变材料的量可以是20wt％至98wt％、或40wt％至97wt％、或50wt％至96wt％、或50wt％至95wt％、或50wt％至90wt％、或60wt％至85wt％、或75wt％至85wt％。
在一方面，热绝缘层可以包括膨胀型组合物，或者热管理多层片可以包括包含膨胀型组合物的层。该层可以被设置在与热绝缘层相对的热扩散层上或者热扩散层与热绝缘层之间。不受理论的限制，据信膨胀型材料可以使用两种能量吸收机制来减少火焰的蔓延，包括形成炭，并且然后使炭膨胀。例如，当温度达到例如200℃至280℃的值时，酸性物质(例如，多磷酸)可以与碳源(例如，季戊四醇)反应以形成炭。当温度升高到例如280℃至350℃时，起泡剂然后可以分解以产生导致炭膨胀的气体产物。膨胀材料是已知的，例如在WO2020/251825中有描述。膨胀材料可以包括酸源、起泡剂和碳源。这些组分中的每一种都可以存在于单独的层中或作为混合物、优选地紧密混合物存在。例如，膨胀材料可以包括多磷酸盐酸源诸如三(2,3-二溴丙基)磷酸盐、三(2-氯乙基)磷酸盐、三(2,3-二氯丙基)磷酸盐、三(l-氯-3-溴异丙基)磷酸盐、双(1-氯-3-溴异丙基)-1-氯-3-溴异丙基磷酸盐、聚氨基三嗪磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、磷酸鸟苷脲或其组合；碳源诸如糊精、酚醛树脂、季戊四醇、粘土、聚合物或其组合；以及发泡剂诸如双氰胺、偶氮二甲酰胺、三聚氰胺、胍、甘氨酸、尿素、卤化有机材料或其组合。
热管理多层片被设置在电化学单元例如至少一个电化学单元的至少一部分上，以提供电池的电池单元组件。例如，图8示出了电池组件1002中的热管理多层片的定位的一方面，以及图9示出了电池组件1003中的热管理多层片的定位的一方面。电池单元可以是锂离子电池单元，特别地是袋式电池单元，图8和图9示出了热管理多层片403可以位于第一电池单元103与第二电池单元104之间。图8示出了热管理多层片403可以与电池单元103、104的高度和宽度大致相同。图9示出了热管理多层片403可以比各个电池单元103、104小。如图5所示，热管理多层片也可以延伸通过电化学电池单元的边缘，以覆盖电池单元的表面的至少一部分或全部。
图10示出了电池组件1004可以包括大于两个的电池单元(例如103、104)，热管理多层片403位于各个电池单元103、104与其他电池单元的每一个之间。在一方面，在电池组件1004的制造期间，两个至十个耐火热管理多层片可以被设置在电池单元上或电池单元阵列中。例如，两个至十个热管理多层片可以被设置在内部例如面向电极，或者外部面向电池的外部。例如，两个至十个耐火热管理多层片可以被设置在或粘附至电池单元或袋状电池单元的袋或者两者。当然，根据电池单元和电池单元阵列的数量，可以存在一个或多于十个的热管理多层片。图10还示出了热管理多层片403a，其被设置在电池组件1004的外部以面向电池的外部。
在一方面，热管理多层片的至少一部分暴露的外边缘可以包括将热从热管理多层片的主体带走的材料88。应用于热管理多层片的暴露边缘的示例性材料包括陶瓷诸如氮化硼或氮化铝、金属诸如铝、高热容蜡、相变材料等或其组合。
电池单元组件在电池中使用。电池包括至少部分地包围一个或更多个电化学电池单元或电池单元阵列的壳体。如图11所示，示例性电池2000可以包括围绕并密封电极组件52的柔性壳体，例如袋51。用于图11的袋状电池单元或电池的外壳通常是包括金属箔层的层压材料。例如，层压袋电池单元材料可以包括在两个聚合物层之间的金属箔诸如铝箔。该金属箔旨在用作防止所有渗透的屏障，包括进出电池的电池单元的渗透，包括水的扩散。因此，层压片完全包围电化学电池单元或电池单元阵列、密封电池单元或电池单元阵列。热管理多层片附加于壳体即袋51。
电极组件52可以包括阳极、隔板、阴极和电解质。电池2000还包括连接至阳极的负集电器53和连接至阴极的正集电器54。负集电器53和正集电器54可以电连接至包括电池的控制电子装置的控制电子系统55。电池2000还包括使得电池2000能够连接至电路或装置的负外部引线56和正外部引线57。
热管理多层片可以设置在电池中的电池单元或以任何配置的电池单元阵列上或者直接设置在电池中的电池单元或以任何配置的电池单元阵列上。热管理多层片可以放置在电池中的各个电池单元或电池单元阵列之间。热管理多层片可以放置在例如电池中的电池单元或电池单元阵列的侧面、电池中的电池单元或电池单元阵列的一部分或电池中的选定的一组电池单元或电池单元阵列的顶部，电池中的电池单元或电池单元阵列的侧面、电池中的电池单元或电池单元阵列的一部分或电池中的选定的一组电池单元或电池单元阵列之间中，电池中的电池单元或电池单元阵列的侧面、电池中的电池单元或电池单元阵列的一部分或电池中的选定的一组电池单元或电池单元阵列下方，与电池中的电池单元或电池单元阵列的侧面、电池中的电池单元或电池单元阵列的一部分或电池中的选定的一组电池单元或电池单元阵列相邻或其组合。热管理多层片(例如，具有未露出的粘合剂)可以放置或粘附至多个袋式电池单元、压力管理垫、冷却板或其他内部电池部件。电池的组装压力可以将堆叠的部件固定到位。
例如，如图12所示，电池2001可以包含在壳体800内部的多个电池单元阵列700中的多个电池单元。热管理多层片403可以设置在两个电池单元阵列700之间。此外，如图12所示，热管理多层片403可以沿电池单元阵列的多个电池单元设置在壳体800的侧面与电池单元阵列700的侧面之间。同样如图12所示，热管理多层片403可以设置在壳体800的端部与一个或更多个电池单元阵列700的端部之间。
提供以下示例以说明本公开内容。示例仅是说明性的并且不旨在将根据本公开内容制造的装置限于其中所阐述的材料、条件或工艺参数。
示例
在示例中使用表1中列出的材料。
表1
Figure BDA0002943709530000181
通过使用实验室中的加重辊将等离子带粘附至聚氨酯泡沫片的相对侧面而形成样品。样品被放置成与12.7毫米(mm)厚的袋式电池单元类似物相邻并进行燃烧测试或热板测试。
比较示例
使用仅聚氨酯泡沫片。
示例1
热管理多层片包括在聚氨酯泡沫片的两侧上的等离子带1。
示例2
热管理多层片包括在聚氨酯泡沫片的两侧上的等离子带2。
示例3
热管理多层片包括在聚氨酯泡沫片的两侧上的等离子带3。
示例4
热管理多层片包括在硅泡沫的两侧上的等离子带1。
图13示出了燃烧测试装置1300。通过袋式电池单元类似物钻孔并且插入热电偶探针131。使用丙烷炬132在样品404的与袋式电池单元类似物133相对的侧上产生100mm火焰。丙烷炬132放置在距样品404表面25mm的位置。以0.5、1、2、3、5、7和10分钟的间隔从探针记录温度。
如图14所示，在10分钟的来自丙烷炬的直接火焰之后，比较例达到最高温度604℃。示例1提供了改进的阻燃性，如图14所示。在直接火焰暴露的10分钟之后，示例1达到222℃的最高温度，提供了优异的阻燃性。
图15示出了热板测试装置1500。样品405设置成与袋式电池单元类似物153(例如，具有袋式电池单元膜复合材料的12.7mm厚的云母板，该袋式电池单元膜复合材料包括0.025mm聚酰胺、每平方米4克至5克(g/m2)粘合剂、0.040mm铝箔、2g/m2至3g/m2粘合剂、0.040mm聚丙烯)相对。在与样品405相对的表面上的袋式电池单元类似物153中钻通孔，并且插入温度传感器，例如热电偶探针92。在样品405与热板152之间，放置0.001英寸(25.4μm)的铝箔154以保护热板152表面。允许热板152达到550℃的温度。袋式电池单元类似物95和样品405放置在热板152上，其中样品405最靠近于热板152。温度传感器92用于以时间间隔(例如，0、0.5、1、2、3、5、7和10分钟)测量温度。
如图16所示，示例1与比较例相比产生了100秒的延迟才达到150℃，并且示例1相对于针对比较例的273℃产生了为239℃的最高温度。示例2和3相对于比较例表现出相似的性能改进。如图17所示，示例4与比较例相比产生了142秒的延迟才达到150℃并且示例4产生了为199℃的最高温度。
以下阐述的是本公开内容的非限制性方面。
方面1：一种电池组件，其包括设置在电化学电池单元的表面上的热管理多层片，所述热管理多层片包括：热绝缘层，设置在所述热绝缘层的第一侧上的第一热扩散层，以及设置在所述热绝缘层的第二侧上的第二热扩散层。
方面2：根据方面1所述的电池组件，其中，所述热管理多层片直接设置在所述电化学电池单元的至少两个表面上，优选地，其中，所述多层片还设置在所述电池单元的至少两个表面的整个表面上。
方面3：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述电化学电池单元包括棱柱形电池单元、袋式电池单元或圆柱形电池单元，优选地，袋式电池单元。
方面4：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地具有5微米至1000微米的厚度。
方面5：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地包括铜、铝、银、铜合金、铝合金、银合金、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化铍、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨或其组合。
方面6：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层具有50微米至15000微米或者50微米至5000微米的厚度。
方面7：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层具有在23℃为0.01W/m*K至1.0W/m*K的热导率、70J/g至350J/g的熔化热，或两者，优选地，其中，所述热绝缘层具有在23℃为0.01W/m*K至0.09W/m*K的热导率、70J/g至350J/g的熔化热，或两者。
方面8：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层包括云母、蛭石、沸石、气凝胶、聚合物泡沫、聚合物纤维、软木、玻璃纤维或其组合，优选地，其中，所述热绝缘层包括沸石、气凝胶、聚合物泡沫、聚合物纤维、软木、玻璃纤维或其组合。
方面9：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层是能压缩的，并且具有根据ASTM D 3574-95测试D测量的在158℉(70℃)小于10％的压缩永久变形。
方面10：根据方面9所述的电池组件，其中，所述热绝缘层包括能压缩的弹性体聚合物，优选地，其中，所述能压缩的弹性体聚合物包括乙酸乙烯酯、热塑性弹性体、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶或其组合。
方面11：根据方面9所述的电池组件，其中，所述热绝缘层包括能压缩的聚合物泡沫，优选地，聚氨酯泡沫或硅酮泡沫。
方面12：根据方面11所述的电池组件，其中，所述能压缩的聚合物泡沫具有根据ASTM D 3574-95测试C测量的80kg/m3至481kg/m3的密度、351.5kg/m2至70307kg/m2的25％压缩力挠度，以及根据ASTM D 3574-95测试D测量的在158℉(70℃)小于10％、优选地小于5％的压缩永久变形。
方面13：根据方面11或12所述的电池组件，其中，所述能压缩的聚合物泡沫为具有250微米至15000微米的未压缩厚度的层的形式。
方面14：根据前述方面中任一项所述的电池组件，还包括设置在所述第一热扩散层与所述热绝缘层之间的粘合层。
方面15：根据方面14所述的电池组件，其中，所述粘合层还包括颗粒填料。
方面16：根据前述方面中任一项所述的电池组件，还包括完整性层，所述完整性层包括设置在所述第一热扩散层与所述热绝缘层之间的耐热增强材料。
方面17：根据方面16所述的电池组件，其中，所述耐热增强材料包括织造或非织造毡，所述织造或非织造毡包括高耐热性聚合物或玻璃。
方面18：根据方面16或17所述的电池组件，其中，所述完整性层具有20微米至600微米的厚度。
方面19：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述热管理多层片依次包括：所述第一热扩散层；第一完整性层；第一粘合层；所述热绝缘层；第二粘合层；第二完整性层；以及所述第二热扩散层。
方面20：根据前述方面中任一项所述的电池组件，其中，所述组件包括至少两个电化学电池单元。
方面21：一种电池，包括：根据方面1至20中任一项所述的电池组件；以及至少部分地包围所述电池组件的壳体。
方面22：一种热管理多层片，其包括：第一高温层压板，其粘附至能压缩的热绝缘层的第一侧；以及第二高温层压板，其粘附至所述能压缩的热绝缘层的第二相对侧，其中，所述第一高温层压板膜包括：第一热扩散层，其设置在第一完整性层的第一侧上；以及第一粘合剂层，其设置在所述第一完整性层的相对第二侧上，其中，所述第一粘合剂层将所述第一高温层压板膜粘附至所述能压缩的热绝缘层的第一侧，并且其中，所述第二高温层压板膜包括：第二热扩散层，其设置在第二完整性层的第一侧上；以及第二粘合剂层，其设置在所述第二完整性层的相对第二侧上，其中，所述第二粘合剂层将所述第二高温层压板膜粘附至所述能压缩的热绝缘层的第二侧。
方面23：一种电池组件，其包括设置在电化学电池单元上的根据方面22所述的热绝缘多层片。
方面24：根据方面23所述的电池组件，其中，所述组件包括至少两个电化学电池单元。
方面25：一种电池，包括：根据方面23或24中任一项所述的电池组件；以及至少部分地包围所述电池组件的壳体。
方面26：一种电池，包括：热管理多层片，其设置成与电化学电池单元的至少两个表面相邻；散热片，其与所述热管理多层片的与所述电化学电池单元相对的表面接触；以及冷却板，其与所述散热片垂直且与所述散热片热接触，所述热管理多层片包括：设置在热绝缘层的第一侧上的第一热扩散层；以及设置在所述热绝缘层的第二侧上的第二热扩散层。
方面27：根据方面26所述的电池，其中，所述热管理多层片覆盖所述电化学电池单元的两个表面。
方面28：根据方面26或27所述的电池，其中，所述电化学电池单元包括棱柱形电池单元、袋式电池单元或圆柱形电池单元，优选地，包括袋式电池单元。
方面29：根据方面26至28中任一项所述的电池，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地具有0.0005英寸(12.7微米)至0.0200英寸(508微米)的厚度，优选地，0.001英寸(25.4微米)至0.005英寸(127微米)的厚度。
方面30：根据方面26至29中任一项所述的电池，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地包括铜、铝、铜或铝的合金、氮化硼、氮化铝、非织造碳纳米管片或带、碳纳米管膜或石墨膜，优选地，铝或铝合金。
方面31：根据方面26至30中任一项所述的电池，其中，所述热绝缘层具有0.002英寸(51微米)至0.039英寸(991微米)的厚度，优选地，0.006英寸(152微米)至0.020英寸(508微米)的厚度。
方面32：根据方面26至31中任一项所述的电池，其中，所述热绝缘层具有在23℃为0.01W/m*K至0.09W/m*K的热导率，70J/g至350J/g的熔化热，或两者。
方面33：根据方面26至32中任一项所述的电池，其中，所述热绝缘层包括气凝胶、云母、泡沫例如聚氨酯或硅酮泡沫、软木或玻璃纤维。
方面34：根据方面26至33中任一项所述的电池，其中，所述热绝缘层还包括填料。
方面35：根据方面26至34中任一项所述的电池，其中，所述散热片包括冷却剂通道。
方面36：根据方面26至35中任一项所述的电池，还包括压力垫，其中，所述压力垫包括聚氨酯泡沫或硅酮泡沫。
本文所描述的组合物、方法和制品可以替选地包括本文公开的任何合适的材料、步骤或组分，由本文公开的任何合适的材料、步骤或组分组成或基本上由本文公开的任何合适的材料、步骤或组分组成。所述组合物、方法和制品可以另外地或替选地被配制为不含或基本上不含对于实现组分、方法和制品的功能或目的而言不是必需的任何材料(或物种)、步骤或组分。
术语“一(a)”和“一个(an)”不表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所引用的项目。除非上下文另外明确指出，否则术语“或”表示“和/或”。在整个说明书中，对“一方面”、“另一方面”等的引用是指结合该方面描述的特定要素(例如，特征、结构、步骤或特性)至少包括在本文所描述的方面中，并且可能存在于其他方面中或者可能不存于其他方面中。另外，应当理解，所描述的要素可以在各个方面以任何合适方式组合。
当元件例如层、膜(包括热绝缘多层膜)、区域或基板被称为在另一元件“上”时，该元件与另一元件相邻，并且可以直接在另一元件上或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。此外，当元件例如层、膜(包括热绝缘多层膜)、区域或基板被称为在另一元件“上”或“直接在”另一元件“上”时，该元件的全部或一部分可以与其他元件的全部或一部分相邻。
除非本文中有相反的规定，否则所有测试标准都是截至本申请的提交日期生效的最新标准，或者，如果要求优先权，则是出现该测试标准的最早优先权申请的提交日期。
指向相同组分或性质的所有范围的端点包括该端点，是可以独立组合的，并且包括所有中间点和范围。本文所使用的术语“第一”、“第二”等，“主要”、“次要”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一元件区分开。术语“其组合”或“至少之一”是指列表单独包括每个元件，以及列表中的两个或更多个元件的组合，以及列表中至少一个元件与未指定的相似元件的组合。另外，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
除非另有定义，否则本文所使用的技术和科学术语具有与本公开内容所属领域的技术人员通常所理解的相同的含义。
所有引用的专利、专利申请和其他参考文献均通过引用整体并入本文。然而，如果本申请中的术语与并入的参考文献中的术语矛盾或冲突，则来自本申请的术语优先于来自并入的参考文献的冲突术语。
在附图中，为了清楚说明和便于解释，夸大了层和区域的宽度和厚度。附图中相同的附图标记表示相同的元件。
本文中参照作为理想实施方式的示意图示的截面图示来描述示例性实施方式。这样，例如由于制造技术和/或公差导致的图示的形状的变化是可以预期的。因此，本文所描述的示例不应解释为限于本文示出的区域的特定形状，而是应包括例如由制造引起的形状的偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性特征。此外，示出的锐角可以是圆形的。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出区域的精确形状，并且也不旨在限制本权利要求书的范围。
尽管已经描述了特定方面，但是申请人或本领域其他技术人员会想到目前无法预料或目前可能无法预料的替代、修改、变化、改进和基本等同方案。相应地，所提交的及其可能被修改的所附权利要求书旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进和基本等同方案。

Claims (25)

1.一种电池组件，包括：
设置在电化学电池单元的表面上的热管理多层片，
所述热管理多层片包括：
热绝缘层(62)，
设置在所述热绝缘层的第一侧上的第一热扩散层(61)，以及
设置在所述热绝缘层的第二侧上的第二热扩散层(63)。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述热管理多层片设置在所述电化学电池单元的至少两个表面上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述电化学电池单元包括棱柱形电池单元、袋式电池单元或圆柱形电池单元，优选地，包括袋式电池单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地具有5微米至1000微米的厚度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述第一热扩散层和所述第二热扩散层各自独立地包括铜、铝、银、铜合金、铝合金、银合金、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化铍、碳纤维、碳纳米管、石墨烯或石墨或其组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层具有50微米至15000微米或者50微米至5000微米的厚度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，
其中，所述热绝缘层具有在23℃为0.01W/m*K至1.0W/m*K的热导率、70J/g至350J/g的熔化热，或两者，
优选地，其中，所述热绝缘层具有在23℃为0.01W/m*K至0.09W/m*K的热导率、70J/g至350J/g的熔化热，或两者。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，
其中，所述热绝缘层包括云母、蛭石、沸石、气凝胶、聚合物泡沫、聚合物纤维、软木、玻璃纤维或其组合，
优选地，其中，所述热绝缘层包括沸石、气凝胶、聚合物泡沫、聚合物纤维、软木、玻璃纤维或其组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述热绝缘层是能压缩的，并且具有根据ASTM D 3574-95测试D测量的在158℉(70℃)小于10％的压缩永久变形。
10.根据权利要求9所述的电池组件，其中，所述热绝缘层包括能压缩的弹性体聚合物，优选地，其中，所述能压缩的弹性体聚合物包括乙酸乙烯酯、热塑性弹性体、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶或其组合。
11.根据权利要求9所述的电池组件，其中，所述热绝缘层包括能压缩的聚合物泡沫，优选地，聚氨酯泡沫或硅酮泡沫。
12.根据权利要求11所述的电池组件，其中，所述能压缩的聚合物泡沫具有根据ASTM D3574-95测试C测量的80kg/m3至481kg/m3的密度、351.5kg/m2至70307kg/m2的25％压缩力挠度，以及根据ASTM D 3574-95测试D测量的在158℉(70℃)小于10％、优选地小于5％的压缩永久变形。
13.根据权利要求11或12所述的电池组件，其中，所述能压缩的聚合物泡沫为具有250微米至15000微米的未压缩厚度的层的形式。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，还包括设置在所述第一热扩散层与所述热绝缘层之间的粘合层。
15.根据权利要求14所述的电池组件，其中，所述粘合层还包括颗粒填料。
16.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，还包括完整性层，所述完整性层包括设置在所述第一热扩散层与所述热绝缘层之间的耐热增强材料。
17.根据权利要求16所述的电池组件，其中，所述耐热增强材料包括织造或非织造垫，所述织造或非织造垫包括高耐热性聚合物或玻璃。
18.根据权利要求16或17所述的电池组件，其中，所述完整性层具有20微米至600微米的厚度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述热管理多层片依次包括：
所述第一热扩散层；
第一完整性层；
第一粘合层；
所述热绝缘层；
第二粘合层；
第二完整性层；以及
所述第二热扩散层。
20.根据前述权利要求中任一项所述的电池组件，其中，所述组件包括：
至少两个电化学电池单元。
21.一种电池，包括：
根据权利要求1至20中任一项所述的电池组件；以及
至少部分地包围所述电池组件的壳体。
22.一种热管理多层片，包括：
第一高温层压，其粘附到能压缩的热绝缘层的第一侧；以及
第二高温层压，其粘附到所述能压缩的热绝缘层的第二相对侧，
其中，所述第一高温层压膜包括：
第一热扩散层，其设置在第一完整性层的第一侧上，以及
第一粘合层，其设置在所述第一完整性层的相对的第二侧上，其中，所述第一粘合层将所述第一高温层压膜粘附到所述能压缩的热绝缘层的所述第一侧，并且
其中，所述第二高温层压膜包括：
第二热扩散层，其设置在第二完整性层的第一侧上，以及
第二粘合层，其设置在所述第二完整性层的相对的第二侧上，其中，所述第二粘合层将所述第二高温层压膜粘附到所述能压缩的热绝缘层的所述第二侧。
23.一种电池组件，包括：
设置在电化学电池单元上的根据权利要求22所述的热绝缘多层。
24.根据权利要求23所述的电池组件，其中，所述组件包括至少两个电化学电池单元。
25.一种电池，包括：
根据权利要求23或24中任一项所述的电池组件；以及
至少部分地包围所述电池组件的壳体。
CN202110187716.7A 2020-02-18 2021-02-18 用于电池的热管理多层片 Pending CN113346158A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062977904P 2020-02-18 2020-02-18
US62/977,904 2020-02-18
US202062988664P 2020-03-12 2020-03-12
US62/988,664 2020-03-12
US202063086269P 2020-10-01 2020-10-01
US63/086,269 2020-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113346158A true CN113346158A (zh) 2021-09-03

Family

ID=74871816

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110187716.7A Pending CN113346158A (zh) 2020-02-18 2021-02-18 用于电池的热管理多层片
CN202120375690.4U Active CN216413147U (zh) 2020-02-18 2021-02-18 电池及电池组件
CN202120375695.7U Active CN216413148U (zh) 2020-02-18 2021-02-18 热管理多层片、电池及电池组件

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202120375690.4U Active CN216413147U (zh) 2020-02-18 2021-02-18 电池及电池组件
CN202120375695.7U Active CN216413148U (zh) 2020-02-18 2021-02-18 热管理多层片、电池及电池组件

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20210257690A1 (zh)
JP (1) JP2023514344A (zh)
KR (1) KR20220143100A (zh)
CN (3) CN113346158A (zh)
DE (1) DE112021001133T5 (zh)
GB (1) GB2607232A (zh)
SE (1) SE2251076A1 (zh)
TW (1) TW202203491A (zh)
WO (1) WO2021168026A1 (zh)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019130499A1 (de) * 2019-11-12 2021-05-12 Audi Ag Trenneinrichtung für ein Batteriemodul, Batteriemodul und Kraftfahrzeug
KR20210129489A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
TW202240962A (zh) * 2021-03-09 2022-10-16 美商羅傑斯公司 複合熱管理片材、製造方法、使用其之電池組之組件、及包含其之電池組
CN113241494A (zh) * 2021-05-27 2021-08-10 中航锂电（洛阳）有限公司 电池组件
TW202319240A (zh) * 2021-10-27 2023-05-16 美商羅傑斯公司 阻燃性多層材料、其製造方法、包含其之電子裝置及其用途
TW202327880A (zh) * 2021-10-27 2023-07-16 美商羅傑斯公司 阻燃多層材料、製備方法、包含其之電子裝置、及其用途
WO2023115018A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 Aspen Aerogels, Inc. Low compression set aerogels and aerogel composites and methods of making
DE102022000019A1 (de) 2022-01-03 2023-07-06 Mercedes-Benz Group AG Batteriemodul, Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung und Verwendung einer Gewebeschicht als thermische und mechanische Schutzschicht
WO2023144788A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 3M Innovative Properties Company Barrier article for a rechargeable electrical energy storage system
GB2615798A (en) * 2022-02-18 2023-08-23 Tecman Speciality Mat Ltd Thermal insulator for battery cells
US20230291061A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-14 Cuberg, Inc. Battery assemblies comprising lithium-metal electrochemical cells and pressure-applying structures
KR20230141339A (ko) * 2022-03-31 2023-10-10 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 디바이스
KR20230144282A (ko) * 2022-04-07 2023-10-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
EP4265407A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-25 Basf Se Thermal insulation composite
US20230369681A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 Hollingsworth & Vose Company Thermal insulation materials for batteries
DE102022206661A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezelle
CN115295946A (zh) * 2022-08-16 2022-11-04 小米汽车科技有限公司 电池包和热失控防护设计方法
EP4350844A1 (en) * 2022-10-05 2024-04-10 Automotive Cells Company SE An assembly comprising a plurality of electrochemical cells and an electrical device comprising such assembly
US11735786B1 (en) * 2022-10-11 2023-08-22 Lunar Energy, Inc. Pouch with thermal insulator and phase change material
WO2024081640A1 (en) * 2022-10-11 2024-04-18 Illinois Tool Works Inc. High temperature resistant insulating film
WO2024079440A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-18 Bae Systems Plc A barrier for separating cells of a battery
EP4354592A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-17 BAE SYSTEMS plc A barrier for separating cells of a battery
CN115360459B (zh) * 2022-10-19 2023-03-24 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电池外壳、电池及电池包
US20240154228A1 (en) * 2022-11-03 2024-05-09 Proterra Operating Company, Inc. Composite battery pack wall with mica inner layer
DE102022129687A1 (de) 2022-11-10 2024-05-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hybrides Kompressionspad für einen Batteriezellstapel sowie Herstellungsverfahren dafür und ein damit aufgebautes Batteriezellenmodul
EP4376169A1 (fr) * 2022-11-25 2024-05-29 Automotive Cells Company SE Ensemble comprenant une pluralité de cellules électrochimiques et dispositif électrique comprenant un tel ensemble
DE202022106927U1 (de) 2022-12-12 2023-12-13 Carl Freudenberg KG Wärmeisolationsmaterial für elektrochemische Zellen
KR102660377B1 (ko) * 2023-02-05 2024-04-24 주식회사 보백씨엔에스 마이카를 이용한 절연시트의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조되는 마이카 절연시트
DE102023000537A1 (de) 2023-02-17 2023-10-26 Mercedes-Benz Group AG Wärmeleitkleber, Batterie und Fahrzeug
KR102560446B1 (ko) * 2023-03-03 2023-07-27 카본텍(주) 배터리셀 열폭주 확산 지연이 가능한 복합패드

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325345B1 (ko) * 2005-12-22 2013-11-08 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 전지용 라미네이트 외장재 및 라미네이트 전지
US8541126B2 (en) * 2009-08-31 2013-09-24 Tesla Motors, Inc. Thermal barrier structure for containing thermal runaway propagation within a battery pack
KR101524506B1 (ko) * 2009-12-21 2015-06-01 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 열전도성 폼 재료
JP6435507B2 (ja) * 2014-07-18 2018-12-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 複合シートとその製造方法および複合シートを用いた電子機器
US10217979B2 (en) * 2015-02-09 2019-02-26 The Boeing Company Containment system and method for high energy density devices
EP3269540A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-17 Von Roll Schweiz AG Compressible and flexible composite material useful in particular as a construction material for batteries
JP6885791B2 (ja) * 2017-06-05 2021-06-16 積水化学工業株式会社 熱暴走防止シート
JP7074455B2 (ja) * 2017-10-31 2022-05-24 イビデン株式会社 組電池用断熱シートおよび組電池
US20190305303A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Battery package
US11398653B2 (en) * 2018-11-20 2022-07-26 GM Global Technology Operations LLC Cure-in-place lightweight thermally-conductive interface
EP3935677A1 (en) 2019-05-06 2022-01-12 Rogers Corporation Battery packaging materials, methods of manufacture, and uses thereof
WO2020251825A1 (en) 2019-06-10 2020-12-17 Rogers Corporation An intumescent battery pad

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023514344A (ja) 2023-04-05
WO2021168026A1 (en) 2021-08-26
GB2607232A (en) 2022-11-30
TW202203491A (zh) 2022-01-16
KR20220143100A (ko) 2022-10-24
SE2251076A1 (en) 2022-09-16
US20210257690A1 (en) 2021-08-19
CN216413147U (zh) 2022-04-29
DE112021001133T5 (de) 2022-12-01
CN216413148U (zh) 2022-04-29
GB202210863D0 (en) 2022-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN216413147U (zh) 电池及电池组件
US20210288362A1 (en) Thermal management multilayer sheet for a battery
CN218586124U (zh) 用于延迟或防止热失控的绝热多层片，以及包括其的电化学电池单元，未连接阵列和电池
US8592076B2 (en) Battery pack
CN116710276A (zh) 绝热多层片、制造方法和使用其的制品
EP2442380A1 (en) Battery pack
CN111386627A (zh) 分隔构件和电池组
EP4369448A2 (en) Devices, systems, and methods for controlling vent gases and ejecta from thermal runaway events in energy storage systems
KR20220029482A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN217507459U (zh) 电池和用于电池的组件
CN218472091U (zh) 复合热管理片、用于电池的组合件和包括其的电池
TW202319232A (zh) 用於緩解電能儲存熱事件之材料、系統及方法
TW202339341A (zh) 用於緩解基於電池的能量儲存系統中熱傳遞之系統及方法
CN117546342A (zh) 用于控制能量储存系统中热失控事件的排放气体和喷射物的装置、系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination