CN215025496U - 一种散热灭火贴片及锂离子电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种散热灭火贴片及锂离子电池模组，属于电池灭火及散热技术领域。本案将一种三明治式夹心结构的散热灭火贴片应用于锂离子电池模组，用于改善电池模组的散热，并可在极端情况下起到灭火的作用。本案所用散热灭火贴片常为两层导热性良好的金属膜片及中间填充灭火填充剂的薄层膜片。采用该膜片的锂离子电池组在正常使用时，散热效率高，可保证电池组的温度均一性；同时可在发生初期火灾的极端情况下，起到快速灭火的作用。本案所述锂离子电池模组制作简单，散热高效，灭火触发灵敏且效率较高。
Description
技术领域
本实用新型属于电池灭火及散热技术领域，尤其涉及一种散热灭火贴片及锂离子电池模组。
背景技术
当前锂离子电池技术快速发展，应用场景越来越多，包括电动车辆、船舶等移动式应用场景，以及集装箱储能、户用储能等固定式应用场景等，各种应用场景下锂离子电池用量巨大。因锂离子电池本身含有易燃的液体电解液，导致自其诞生以来各种燃烧、爆炸等安全事故不断，所以，当前对锂离子电池的安全性非常重视，从材料、电芯、模组、系统等多个层面进行安全设计和防护，引入不同的策略进行火灾的预防与抑制。
气溶胶灭火剂是近几十年发展起来的一种新型灭火剂，它由氧化剂、还原剂以及燃烧速率控制剂等固体混合物构成。触发后引起微型爆炸式反应，产生大量的固气混合物，大部分为N2、CO2等灭火气体和钾、锶等氧化物细小颗粒，释放产物冷却是可带走大量热，使温度降低，同时颗粒会与火焰的自由基反应形成灭火抑制剂，实现物理和化学双重灭火功能，快速的熄灭火焰。
当前，电动汽车、储能产品、储能电站等火灾很大程度上因热失控引起，上述产品中的电池系统多为密封设计，散热较差，导致热量聚集，如再遇上短路、过充、机械冲击等危险触发条件，极易引发火灾。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了克服现有技术问题，提供了一种散热灭火贴片及锂离子电池模组，用于改善电池模组的散热，并可在极端情况下起到灭火的作用，该方案灭火触发灵敏、灭火效率较高，且安装使用方便。
本实用新型目的通过下述技术方案来实现：
一方面，本实用新型公开了一种散热灭火贴片，所述为散热灭火贴片为三明治式夹心结构，其中上下两层为金属膜片，两层金属膜片之间填充有灭火填充剂。
根据一个优选的实施方式，所述金属膜片由导热金属制得。
根据一个优选的实施方式，所述导热金属包括铁、铜、铝、银、钛中的一种或几种。
根据一个优选的实施方式，所述金属膜片的厚度为50μm～1mm。
根据一个优选的实施方式，所述灭火填充剂包括S型气溶胶、微小抑火颗粒、阻燃液和粘结剂。
根据一个优选的实施方式，所述微小抑火颗粒包括氧化铝颗粒、或/和氧化硅颗粒；所述微小抑火颗粒为直径10μm～1mm的球形颗粒。
根据一个优选的实施方式，所述阻燃液包括含磷类化合物、或/和卤素化合物；所述含磷类化合物包括磷酸三丁酯，所述卤素化合物包括三氯甲烷、二溴甲烷。
另一方面，本实用新型公开了一种锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括若干锂离子电池，各锂离子电池间设置有前述的散热灭火贴片。
根据一个优选的实施方式，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于三元锂离子电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池和锰酸锂电池。
根据一个优选的实施方式，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池和软包锂离子电池。
根据一个优选的实施方式，所述锂离子电池模组的应用范围包括但不限于车辆船舶等移动式场景用电池模组、储能等固定式场景用电池模组。
前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的散热灭火贴片结构简单，制备方法简便，具有散热和灭火的双重作用，灭火触发灵敏、灭火效率较高，且安装使用方便。
设置了散热灭火贴片的锂离子电池模组，改善了电池模组的散热，并可在极端情况下起到灭火的作用，为解决锂离子电池应用中的安全问题提供了一条解决路径。
附图说明
图1是本实用新型的散热灭火贴片的结构示意图；
图2是本实用新型的锂离子电池模组的结构示意图；
其中，1-金属膜片，2-灭火填充剂，3-金属膜片，4-锂离子电池。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型要指出的是，本实用新型中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本实用新型涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
一方面，本实用新型公开了一种散热灭火贴片，所述为散热灭火贴片为三明治式夹心结构，其中上下两层为金属膜片，两层金属膜片之间填充有灭火填充剂。
优选地，所述金属膜片由导热金属制得。所述金属膜片的厚度为50μm～1mm。
进一步地，所述导热金属包括铁、铜、铝、银、钛中的一种或几种。
优选地，所述灭火填充剂包括S型气溶胶、微小抑火颗粒、阻燃液和粘结剂。
优选地，灭火填充剂中各组分为：S型气溶胶65-80份，微小抑火颗粒8-15份、阻燃液8-15份、粘结剂5-10份。
优选地，所述微小抑火颗粒包括氧化铝颗粒、或/和氧化硅颗粒；所述微小抑火颗粒为直径10μm～1mm的球形颗粒。
优选地，所述阻燃液包括含磷类化合物、或/和卤素化合物；所述含磷类化合物包括磷酸三丁酯，所述卤素化合物包括三氯甲烷、二溴甲烷。
优选的，散热灭火贴片的灭火触发方式包括温度被动触发、热敏线主动触发和电信号主动触发。
所述温度被动触发是指当物体温度达到一定值时，经金属膜片传热至灭火填充剂，灭火填充剂在该温度下发生反应，产生固气混合物，起到灭火作用。
所述采用热敏性主动触发是指本案的散热灭火贴片上连接有热敏线，当环境温度达到一定值时，热敏线燃烧自动启动，引发灭火反应，产生固气混合物，起到灭火作用。
采用电信号主动触发是指，本案的散热灭火贴片上安装有电信号接受装置，当接收到特定的电信号时，本案的散热灭火贴片中的灭火填充剂会发生反应，产生固气混合物，起到灭火作用。
本案所述的温度被动触发、热敏线主动触发和电信号主动触发均为现有技术。
另一方面，本实用新型还公开了一种锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括若干锂离子电池，各锂离子电池间设置有前述的散热灭火贴片。
优选地，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于三元锂离子电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池和锰酸锂电池。
优选地，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池和软包锂离子电池。
优选地，所述锂离子电池模组的应用范围包括但不限于车辆船舶等移动式场景用电池模组、储能等固定式场景用电池模组。
实施例1
本实施例公开了本案的一个实际应用情况。将散热灭火贴片的铜箔外表面涂上粘结胶，在锂离子电池组制备的堆叠工序中贴附于50Ah方形磷酸铁锂电池的大面中心，贴片的尺寸小于电芯的大面。1P16S的电池模组制作完成后，进行1.5C的充放电测试，锂离子电池模组的最高温度比同样测试条件下未加散热灭火贴片的电池模组最高温度低6.5℃。
实施例2
本实施例公开了本案的另一个实际应用情况。将散热灭火贴片的铜箔外表面涂上粘结胶，在锂离子电池组制备的堆叠工序中贴附于30Ah软包三元电池的大面中心，贴片的尺寸小于电芯的大面。2P8S的电池模组制作完成后，进行2C的充放电测试，锂离子电池模组的最高温度比同样测试条件下未加散热灭火贴片的电池模组最高温度低9.5℃。
实施例3
本实施例公开了本案的另一个实际应用情况。将散热灭火贴片的铜箔外表面涂上粘结胶，在锂离子电池组制备的堆叠工序中贴附于30Ah软包三元电池的大面中心，贴片的尺寸小于电芯的大面。2P8S的电池模组制作完成后，按照国标GB-38031-2020进行过充电实验，未设置散热灭火贴片的电池组发生剧烈燃烧；而设置了散热灭火贴片的电池组在温度超过115℃时即被动触发，产生大量抑火烟雾颗粒，电池模组大量冒烟，但未发生剧烈的燃烧，体现了散热灭火贴片的作用。
前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种散热灭火贴片，其特征在于，所述散热灭火贴片为三明治式夹心结构，其中上下两层为金属膜片，两层金属膜片之间填充有灭火填充剂。
2.如权利要求1所述的散热灭火贴片，其特征在于，所述金属膜片由导热金属制得。
3.如权利要求2所述的散热灭火贴片，其特征在于，所述金属膜片的厚度为50μm～1mm。
4.一种锂离子电池模组，其特征在于，所述锂离子电池模组包括若干锂离子电池，各锂离子电池间设置有如权利要求1至3任一项所述的散热灭火贴片。
5.如权利要求4所述的锂离子电池模组，其特征在于，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于三元锂离子电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池和锰酸锂电池。
6.如权利要求4所述的锂离子电池模组，其特征在于，所述锂离子电池模组所用锂离子电池包括但不限于圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池和软包锂离子电池。
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