CN219779126U - 隔热垫、电池模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池隔热领域，提供一种隔热垫。该隔热垫包括第一隔热层和围设在所述第一隔热层边缘处的第二隔热层，使第一隔热层与电芯膨胀形变较大的区域相对设置；第一隔热层的平均弹性模量小于第二隔热层的平均弹性模量，即第一隔热层的弹性较大，在厚度方向上更易产生形变，可为电芯膨胀形变较大的部分提供更大的膨胀空间，以减少电芯充放电循环过程中受到的膨胀力，使电解液回流更容易，从而延后电芯的容量衰减；同时，由于第二隔热层的平均弹性模量较大，可使本公开提供的非均质隔热垫保持与均质隔热垫相同的防热扩散作用。

Description

隔热垫、电池模组及车辆

技术领域

本公开涉及电池隔热领域，尤其涉及一种隔热垫。

背景技术

电芯在循环过程中会存在一定的体积膨胀，需要预留一定的膨胀空间，以保障长期循环性能。同时，在电池中，电芯间需要增加陶瓷垫，以防止热蔓延，陶瓷垫的防热蔓延效果与厚度和材质相关，陶瓷垫的厚度越小或压缩量越大，防热蔓延效果越差；而采用的陶瓷垫厚度越大，膨胀空间越小，电芯循环过程中由于膨胀受到挤压，容易导致容量快速衰减。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种隔热垫。

本公开提供了一种隔热垫，包括第一隔热层和围设在所述第一隔热层边缘处的第二隔热层，所述第一隔热层的平均弹性模量小于所述第二隔热层的平均弹性模量。

可选的，所述第一隔热层位于隔热垫的中部，所述第二隔热层沿垂直于厚度方向的方向分布于所述第一隔热层的两侧。

可选的，所述第一隔热层包括沿厚度方向层叠设置的第一形变层和第二形变层，所述第一形变层的弹性模量小于所述第二形变层的弹性模量。

可选的，所述第一形变层的厚度占所述第一隔热层的厚度的比例不小于30％且不大于80％。

可选的，所述第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占隔热垫的面积的比例不小于5％且不大于50％。

可选的，所述第二隔热层与所述第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间，所述第二形变层的弹性模量与所述第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间。

可选的，隔热垫为由陶瓷制成的片体。

本公开还提供了一种电池模组，包括上述任一项所述的隔热垫。

可选的，电池模组还包括多个电芯，相邻的两个所述电芯之间设置有所述隔热垫。

本公开还提供了一种车辆，包括上述两项所述的电池模组，所述电池模组用于为车辆提供电能。

本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的隔热垫，通过设置第一隔热层和围设在第一隔热层边缘处的第二隔热层，使第一隔热层与电芯膨胀形变较大的区域相对设置；通过使第一隔热层的平均弹性模量小于第二隔热层的平均弹性模量，即第一隔热层的弹性较大，在厚度方向上更易产生形变，可为电芯膨胀形变较大的部分提供更大的膨胀空间，以减少电芯充放电循环过程中受到的膨胀力，使电解液回流更容易，从而延后电芯的容量衰减；同时，由于第二隔热层的平均弹性模量较大，可使本公开提供的非均质隔热垫保持与均质隔热垫相同的防热扩散作用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的隔热垫的主视图；

图2为本公开实施例所述的隔热垫的侧视图。

其中，1、第一隔热层；2、第二隔热层；3、第一形变层；4、第二形变层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

电芯在电化学循环过程中，电极材料的体积会膨胀和收缩，且电池内部伴有产气、产热现象发生，均会导致电芯整体发生变形，而这种形变尤以厚度方向为主。由于电芯内部反应物质分布不均，会导致电芯膨胀时厚度方向上的形变呈不均匀分布的现象，沿电芯高度方向的两侧的边缘处形变较小而中间区域形变较大。

基于此，本公开实施例提供一种隔热垫，非均质隔热垫与电芯膨胀形变较大的部分相对的区域的弹性模量较小，可减少电芯充放电循环过程中受到的膨胀力，从而延后电芯的容量衰减；与电芯膨胀形变较小的部分相对的区域弹性模量较大，保证了隔热效果，避免电池模组温度过高。

下面通过具体的实施例对该隔热垫进行详细说明：

如图1和图2所示，本实施例提供一种隔热垫，包括第一隔热层和围设在第一隔热层边缘处的第二隔热层，第一隔热层的平均弹性模量小于第二隔热层的平均弹性模量。

本公开实施例提供的隔热垫，通过设置第一隔热层和围设在第一隔热层边缘处的第二隔热层，使第一隔热层与电芯膨胀形变较大的区域相对设置；通过使第一隔热层的平均弹性模量小于第二隔热层的平均弹性模量，即第一隔热层的弹性较大，在厚度方向上更易产生形变，可为电芯膨胀形变较大的部分提供更大的膨胀空间，以减少电芯充放电循环过程中受到的膨胀力，使电解液回流更容易，从而延后电芯的容量衰减；同时，由于第二隔热层的平均弹性模量较大，可使本公开提供的非均质隔热垫保持与均质隔热垫相同的防热扩散作用，以阻断电芯的热量传递，可有效的避免电池模组温度过高，避免了对电芯的反应物的损耗；同时，也降低起火燃烧的风险，提高电池模组的安全性。由此，本实施例提供的隔热垫在保证了隔热垫对相邻电芯的隔热作用的基础上，有效地延长了电芯的使用寿命。

如图1所示，第一隔热层位于隔热垫的中部，第二隔热层沿垂直于厚度方向的方向分布于第一隔热层的两侧。由于电池内部反应物质分布不均，会导致电芯膨胀时厚度方向上的形变呈不均匀分布的现象，沿电芯面的两侧的边缘处形变较小而中间区域形变较大。所以将第一隔热层设置于隔热垫的中部，在隔热垫贴附于电芯上时与电芯形变较大的中间区域相对应，可提供更大的膨胀空间，从而缓解由于电芯膨胀带来的容量衰减问题。

如图2所示，第一隔热层包括沿厚度方向层叠设置的第一形变层和第二形变层，第一形变层的弹性模量小于第二形变层的弹性模量。设置弹性模量较小的第一形变层，即第一形变层可压缩量更大，为与第一形变层相贴的电芯膨胀提供空间。由于越不容易压缩的隔热垫防热蔓延的效果越好，通过设置弹性模量较大的第二形变层并使第一形变层与第二形变层堆叠形成第一隔热层，保证了第一隔热层的刚度和隔热性能。

在一些实施例中，第一形变层的厚度占第一隔热层的厚度的比例不小于30％且不大于80％。在第一隔热层的厚度已经确认的情况下，第一形变层的厚度占第一隔热层的厚度的比例越大，一方面，第一形变层的厚度越大，第一隔热层的平均弹性模量越小，对电芯的挤压效应越小，然而另一方面，第二形变层的厚度越小，第一隔热层的隔热性能越差。设置第一形变层的厚度占第一隔热层的厚度的比例最小为30％，避免第一形变层的厚度过小，无法充分减少电芯充放电循环过程中受到的膨胀力；最大为80％，避免第二形变层的厚度过小，使第一隔热层的隔热性能无法满足要求，导致电池模组温度过高。

在一些实施例中，第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占隔热垫的面积的比例不小于5％且不大于50％。设置第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占隔热垫的面积的比例最小为5％，避免第一隔热层1的面积过小，为电芯提供的膨胀空间过小，对电芯的容量衰减的延后作用不足。设置比例最大为50％，一方面，避免第二隔热层的面积过小，不能保证与相同弹性模量的均质隔热垫相近的防热扩散作用；另一方面，由于电芯膨胀的比例中间区域最大，向边缘逐渐减小，因此随着第一隔热层的宽度的增加，对电芯容量衰减延后的作用也逐渐减弱。第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占比10％时，电芯在充放电1300次后会产生容量衰减；占比20％时，电芯在充放电1500次后产生容量衰减；占比50％时，电芯在充放电1500次后产生容量衰减；在占比由20％提升至50％时，电芯容量衰减前可循环次数会先上升再下降，而占比由50％再增大时，电芯容量衰减前可循环次数基本不变，即对电芯容量衰减的延后没有作用，由此，设置第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占隔热垫的面积的比例最大为50％。

在一些实施例中，第二隔热层与第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间，第二形变层的弹性模量与第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间，在保证第一隔热层的平均弹性模量小于第二隔热层的平均弹性模量的同时，避免二者平均弹性模量差值过大，影响隔热。

在一些实施例中，隔热垫为由陶瓷制成的片体。隔热垫可以是陶瓷纤维材质制成，在能够使得隔热垫具有较好的结构强度以及隔热性能的前提下，降低了隔热垫的成本。

本公开实施例还提供了一种电池模组，适配于本公开实施例提供的隔热垫。电池模组还包括多个电芯，相邻的两个电芯之间设置有本公开实施例提供的隔热垫，可延后电芯的容量衰减，从而延长了电池模组的使用时间。各隔热垫的第一形变层均朝向同一方向，以保证各电芯所受膨胀力均等。第一隔热层受压后的最小厚度与第二隔热层受压后的最小厚度均不大于相邻电芯充电膨胀后之间的最短距离。

本公开实施例还提供了一种车辆，适配于本公开实施例提供的电池模组，电池模组用于为车辆提供电能，由于本公开实施例提供的电池模组使用寿命长，可减少车辆更换电池的次数，更加方便且减少了成本。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种隔热垫，其特征在于，包括第一隔热层和围设在所述第一隔热层边缘处的第二隔热层，所述第一隔热层的平均弹性模量小于所述第二隔热层的平均弹性模量。

2.根据权利要求1所述的隔热垫，其特征在于，所述第一隔热层位于隔热垫的中部，所述第二隔热层沿垂直于厚度方向的方向分布于所述第一隔热层的两侧。

3.根据权利要求2所述的隔热垫，其特征在于，所述第一隔热层包括沿厚度方向层叠设置的第一形变层和第二形变层，所述第一形变层的弹性模量小于所述第二形变层的弹性模量。

4.根据权利要求3所述的隔热垫，其特征在于，所述第一形变层的厚度占所述第一隔热层的厚度的比例不小于30％且不大于80％。

5.根据权利要求1所述的隔热垫，其特征在于，所述第一隔热层垂直于厚度方向的一面的面积占隔热垫的面积的比例不小于5％且不大于50％。

6.根据权利要求4所述的隔热垫，其特征在于，所述第二隔热层与所述第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间，所述第二形变层的弹性模量与所述第一形变层的弹性模量的比值在1.2至1.5之间。

7.根据权利要求1所述的隔热垫，其特征在于，隔热垫为由陶瓷制成的片体。

8.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的隔热垫。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，还包括多个电芯，相邻的两个所述电芯之间设置有所述隔热垫。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组用于为车辆提供电能。