CN213327425U - 一种碳纤维片及锂离子电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开并提供了一种碳纤维片及锂离子电池组，在利用碳纤维板出色的耐穿刺性能的同时，又确保其达到较高的绝缘等级，提高锂离子电池的安全性能，能很好地解决锂离子电池组在组装及使用过程中被划伤甚至刺破而引发的起火、爆炸等安全事故的问题。碳纤维片包括碳纤维板、上粘结层、上绝缘层，上绝缘层下面通过所述上粘结层复合在碳纤维板上面。锂离子电池组包括框体和若干个锂离子电池，框体上有与若干个锂离子电池一一对应的内框，框体的两侧均设置有碳纤维片，碳纤维片通过外层粘接层粘结在框体的侧面。本实用新型应用于电池保护结构及锂离子电池的技术领域。

Description

一种碳纤维片及锂离子电池组

技术领域

本实用新型涉及一种电池保护结构及电池组,特别涉及一种复合绝缘耐穿刺碳纤维片及锂离子电池组。

背景技术

锂离子电池目前主要分为三大类，分别是方形、圆柱形、软包。其中方形和圆柱形锂离子电池的外壳主要是铝合金、不锈钢等硬壳，而软包锂离子电池的外壳采用的是软性铝塑膜。软包锂离子电池由于其安全性能好、重量轻、能量密度大、循环性能好、内阻小、设计灵活等优点而广泛应用在以智能手机，笔记本电脑为代表的3C电子产品中。

但软包锂离子电池由于其外壳采用的是铝塑膜，相较于方形及圆柱形锂离子电池，其外壳更容易被金属及硬质非金属尖锐物划伤、刺破，引起漏液，甚至起火、爆炸等安全事故。

目前，内置锂离子电池组在系统端通常装配在相对封闭的电池仓内。消费者在使用电子产品时，虽然外界环境因素不会直接造成锂离子电池组的穿刺风险，但电子产品系统内部的某些尖锐结构及电子元器件在跌落、撞击、振动等特殊使用环境下可能划伤甚至刺穿锂离子电池的铝塑膜外壳，从而造成锂离子电池组的起火，甚至爆炸，对消费者的人身和财产安全造成极大的危害。

为了避免锂离子电池外壳划伤及刺破的发生，目前电池组(PACK)行业内的主流方案是在锂离子电池的最外两侧贴附一层厚度在0.1~0.3mm的SUS304不锈钢片。虽然钢片可以对锂离子电池组起到一定的防护作用，但是钢片本身是金属导体，与锂离子电池铝塑膜外壳直接接触，在长期的高温高湿等特殊使用环境下，可能导致电池组短路。另外由于钢片本身是金属薄片材质，在锂离子电池PACK组装作业过程中，存在钢片边缘划伤锂离子电池铝塑膜外壳的风险。同时由于钢片容易变形，贴附钢片这一工站也不便实现自动化作业。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种碳纤维片及锂离子电池组，在利用碳纤维板出色的耐穿刺性能的同时，又确保其达到较高的绝缘等级，提高锂离子电池的安全性能，能很好地解决锂离子电池组在组装及使用过程中被划伤甚至刺破而引发的起火、爆炸等安全事故的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：所述碳纤维片包括碳纤维板、上粘结层、上绝缘层，所述上绝缘层下面通过所述上粘结层复合在所述碳纤维板上面。

进一步，所述碳纤维片还包括下粘结层和下绝缘层，所述下绝缘层上面通过所述下粘结层复合在所述碳纤维板下面。

进一步，所述上绝缘层上面和/或所述下绝缘层下面设置有外层粘接层。

进一步，所述碳纤维板的厚度为150um-250um。

进一步，所述上粘结层和所述下粘结层均为由无纺布为载体的双涂层压敏胶带，所述双涂层压敏胶带的厚度为50um-150um。

进一步，所述上绝缘层和所述下绝缘层均为芳族聚酰胺高分子绝缘层，所述芳族聚酰胺高分子绝缘层的厚度为50um-150um。

进一步，所述外层粘接层为一层50um-150um的绵纸基材亚克力胶层。

进一步，所述锂离子电池组包括框体和若干个锂离子电池，所述框体上有与若干个所述锂离子电池一一对应的内框，所述框体的两侧均设置有所述碳纤维片，所述碳纤维片通过所述外层粘接层粘结在所述框体的侧面，两片所述碳纤维片将所述锂离子电池限制在所述内框内。

进一步，所述锂离子电池组还包括设置在所述框体上且与所述锂离子电池电连接的电池保护板。

进一步，所述碳纤维片上还粘贴有标签。

本实用新型的有益效果是：

1、本发明基于碳纤维板，对其进行材料复合，制备多层复合薄片材料，主要应用于消费类电子产品的锂离子电池PACK组装领域，尤其是系统端对锂离子电池外壳需要具备防穿刺安全性能要求的锂离子电池组的PACK。利用复合绝缘耐穿刺碳纤维片的耐穿刺性能，对锂离子电池组的内部进行防护，从而避免锂离子电池因铝塑膜划伤、刺破而引发的起火、爆炸安全事故的发生。

2、相较于钢片作为防护层的防穿刺技术方案，本技术方案有利于pack作业效率的提升，降低生产成本。

3、相较于钢片作为防护层的防穿刺技术方案，本技术方案有利于提高锂离子电池的整体结构强度，增加了锂离子电池组的抗摔性和抗冲击性。

附图说明

图1是所述碳纤维片的结构示意图；

图2是所述锂离子电池组的结构示意图

图3是所述锂离子电池组的爆炸示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本实施例中，所述碳纤维片包括碳纤维板1、上粘结层2、上绝缘层3，所述上绝缘层3下面通过所述上粘结层2复合在所述碳纤维板1上面。在本实施例中，碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材。在本实施例中，所述碳纤维板1的厚度为200um，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐高温、抗冲击性，耐穿刺、重量轻等良好性能。

在本实施例中，所述碳纤维片还包括下粘结层4和下绝缘层5，所述下绝缘层5上面通过所述下粘结层4复合在所述碳纤维板1下面。

在本实施例中，所述上绝缘层3上面和/或所述下绝缘层5下面设置有外层粘接层6。

在本实施例中，所述上粘结层2和所述下粘结层4均为由无纺布为载体的双涂层压敏胶带，所述双涂层压敏胶带的厚度为50um-150um，本实施例以100um最优。对多种基质（包括低表面能塑料）具有良好的粘结强度，在不同的温度下具有良好的初始粘性，能牢固的粘附在粗糙的基体表面上，附着力能达到1.6kgf/mm以上，可有效提高碳纤维片在贴附时的初始粘着力。

在本实施例中，所述上绝缘层3和所述下绝缘层5均为芳族聚酰胺高分子绝缘层，所述芳族聚酰胺高分子绝缘层的厚度为50um-150um，以100um最优。芳族聚酰胺高分子绝缘层具有H级绝缘等级，18KV/mm介电强度，且分子结构稳定，具有耐磨、耐高温，优良的阻燃性及绝缘性。

在本实施例中，所述外层粘接层6为一层50um-150um的绵纸基材亚克力胶层，用于贴附锂离子电池铝塑膜外壳。

在本实施例中，如图2和图3所示，图2的是笔记本电脑用锂离子电池组，图3是与图2所对应的笔记本电脑用锂离子电池组爆炸示意图，从图3可以看出，目前在PACK行业中，笔记本电脑用锂离子电池组的结构主要包括框体7和四个锂离子电池8，所述框体7上有与四个所述锂离子电池8一一对应的四个内框9，所述框体7的两侧均设置有所述碳纤维片10，所述碳纤维片10通过所述外层粘接层6粘结在所述框体7的侧面，两片所述碳纤维片10将所述锂离子电池8限制在所述内框9内。在本实施例中，所述锂离子电池组还包括设置在所述框体7上且与所述锂离子电池8电连接的电池保护板11。在本实施例中，所述碳纤维片10上还粘贴有标签12。所述框体7的两侧设置所述碳纤维片10的目的是为锂离子电池组提供外部防护，避免锂离子电池组在使用过程中，出现锂离子电池铝塑膜外壳被划伤甚至刺破的发生。

本发明采用复合绝缘耐穿刺碳纤维片作为锂离子电池组的防护层，在利用其优秀的耐穿刺性能前提下，增加绝缘效果，可有效避免锂离子电池组外壳被划伤甚至刺破，提升了锂离子电池组的使用安全性，提高了锂离子电池组整体的结构强度，增强了锂离子电池组的抗摔性和抗冲击性。

本实用新型方案与现有钢片防穿刺方案技术相比，本实用新型的优势是：利用复合绝缘耐穿刺碳纤维片作为锂离子电池组的防护层，有效解决锂离子电池组穿刺风险的发生；有利用实现锂离子电池在PACK过程中的自动化作业，提高生产效率，降低生产成本；提高了锂离子电池组整体的结构强度，增强了锂离子电池组的抗摔性和抗冲击性。

与现有碳纤维板相比，本发明的优势是：使用高粘性粘接层和芳族聚酰胺高分子绝缘层进行复合，解决了碳纤维板的导电性问题，提高产品的安全等级。使得其在具备耐穿刺性能的同时，也兼备了优良的绝缘性能。

本实用新型应用于电池保护结构及锂离子电池的技术领域。

虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种碳纤维片，其特征在于：所述碳纤维片包括碳纤维板（1）、上粘结层（2）、上绝缘层（3），所述上绝缘层（3）下面通过所述上粘结层（2）复合在所述碳纤维板（1）上面。

2.根据权利要求1所述的碳纤维片，其特征在于：所述碳纤维片还包括下粘结层（4）和下绝缘层（5），所述下绝缘层（5）上面通过所述下粘结层（4）复合在所述碳纤维板（1）下面。

3.根据权利要求2所述的碳纤维片，其特征在于：所述上绝缘层（3）上面和/或所述下绝缘层（5）下面设置有外层粘接层（6）。

4.根据权利要求1所述的碳纤维片，其特征在于：所述碳纤维板（1）的厚度为150um-250um。

5.根据权利要求2所述的碳纤维片，其特征在于：所述上粘结层（2）和所述下粘结层（4）均为由无纺布为载体的双涂层压敏胶带，所述双涂层压敏胶带的厚度为50um-150um。

6.根据权利要求2所述的碳纤维片，其特征在于：所述上绝缘层（3）和所述下绝缘层（5）均为芳族聚酰胺高分子绝缘层，所述芳族聚酰胺高分子绝缘层的厚度为50um-150um。

7.根据权利要求3所述的碳纤维片，其特征在于：所述外层粘接层（6）为一层50um-150um的绵纸基材亚克力胶层。

8.一种包括如权利要求3所述的碳纤维片的锂离子电池组，其特征在于：所述锂离子电池组包括框体（7）和若干个锂离子电池（8），所述框体（7）上有与若干个所述锂离子电池（8）一一对应的内框（9），所述框体（7）的两侧均设置有所述碳纤维片（10），所述碳纤维片（10）通过所述外层粘接层（6）粘结在所述框体（7）的侧面，两片所述碳纤维片（10）将所述锂离子电池（8）限制在所述内框（9）内。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池组，其特征在于：所述锂离子电池组还包括设置在所述框体（7）上且与所述锂离子电池（8）电连接的电池保护板（11）。

10.根据权利要求8所述的锂离子电池组，其特征在于：所述碳纤维片（10）上还粘贴有标签（12）。

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