CN220485596U - 一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫及汽车动力电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫及汽车动力电池组，用于汽车动力电池，包括绝缘背胶层及隔热层；所述绝缘背胶层设置于所述隔热层的上表面和下表面；所述隔热层包括N+1个无机纤维隔热层和N个无机涂料隔热层，其中，N≥1，单个所述无机涂料隔热层设置于两个相邻的无机纤维隔热层之间。该阻燃绝缘复合型陶瓷垫能同时兼顾绝缘性和隔热性，满足电池阻燃隔热的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于阻燃防火产品技术领域，具体涉及一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫及汽车动力电池组。
背景技术
随着新能源汽车逐渐普及，新能源汽车动力电池的安全问题也越来越受到全社会的高度重视。至今为止，因新能源全车动力电池自燃、爆炸造成的事故层出不穷，其中绝大部分事故是由动力电池故障引发。动力电池事故可能由机械滥用(压碎、刺破、浸入)、热滥用(过热)或电气滥用(短路、过度充电、快速放电)引起。特别是锂离子电池更容易发生“热失控”。锂电池属于电化学电源，发生热失控反应后反应速度快，几乎无法被控制，且伴随有强烈的火焰冲击力，温度高达1600℃。也就是说，现有的新能源汽车动力电池，特别是锂离子电池，由于机械滥用、热滥用或电气滥用引起的火灾，已经成为影响乘客安全财产安全的重要问题。
新能源汽车的动力电池包由多个电芯模组构成，而每个模组有几个到十几个不等的电芯构成。为了实现电池包的热防护，每个电芯、每个模组之间都有绝缘阻燃组件。绝缘阻燃组件能有效降低电气滥用发生的概率，而当电池发生“热失控”时，绝缘阻燃组件能够隔离热源，避免模组内部的高温蔓延，因此绝缘阻燃组件性能的优劣对新能源电池包的安全至关重要。
目前，各新能源汽车电池包的防火措施主要以铺设防火材料为主，如塑料类的阻燃板具有较好的综合性能，包括PP、PA、PU、PC、ABS等材质，以及它们组合而成的各种改良或复合材料，但该材料在阻燃方面防火和阻燃隔热效果较差，容易导致热量传递。
近年来，研究人员提出采用膨胀型防火涂料来解决这个问题，并且有一些关于电池防火保护的膨胀涂料专利被申请。中国专利CN218548618U公开了一种防火防爆阻燃隔热复合片材，通过采用高抗撕裂性凯夫拉防火布作为防爆隔层，在正反两面涂覆防火涂层，留空间隔，散发掉汽车电池组或电线电缆在运行过程中产生的热量，实现良好的防火阻燃效果。
但是上述的复合片材结构单一，使用过程中不具备绝缘性能；因此当现有的汽车动力电池发生短路、破损、漏电的情况时，外漏电流不仅会影响相邻电池及汽车内部零部件的使用，严重情况下还可能导致汽车爆炸；进而存在绝缘效果差、安全性能低的问题。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫及汽车动力电池组，能同时兼顾绝缘性和隔热性，满足电池阻燃隔热的要求，解决绝缘效果差、安全性能低的问题。
本实施例提供一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫，用于汽车动力电池，包括绝缘背胶层及隔热层；所述绝缘背胶层设置于所述隔热层的上表面和下表面；所述隔热层包括N+1个无机纤维隔热层和N个无机涂料隔热层，其中，N≥1，单个所述无机涂料隔热层设置于两个相邻的无机纤维隔热层之间。
进一步的，所述绝缘背胶层包括第一绝缘背胶层和第二绝缘背胶层；所述第一绝缘背胶层设置于所述隔热层的上表面，所述第二绝缘背胶层设置于所述隔热层的下表面。
进一步的，所述绝缘背胶层为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的一种或多种材料制成的层状构件。
进一步的，所述绝缘背胶层的厚度为0.05-0.30mm。
进一步的，所述隔热层包括两个无机纤维隔热层和一个无机涂料隔热层，所述无机涂料隔热层固定于两个无机纤维隔热层之间。
进一步的，所述无机纤维隔热层为硅酸铝陶瓷纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维中的一种或多种材质制成，外形轮廓与所述绝缘胶带层相适配的层状结构。
进一步的，所述无机纤维隔热层的厚度为0.5mm-20mm。
进一步的，所述无机涂料隔热层的厚度为0.05mm-10mm。
进一步的，还包括一有机硅粘结剂层，所述有机硅粘结剂层设置于绝缘背胶层和隔热层之间。
一种汽车动力电池组，包括有多个锂电池模组及上述任意一项所述的阻燃绝缘陶瓷垫，所述阻燃绝缘陶瓷垫通过绝缘背胶层包覆于所述锂电池模组的外表面。
与现有技术相比本发明的有益效果如下：
(1)本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，通过设置片状结构的绝缘背胶层及隔热层结构的配合使用，其中，隔热层由无机纤维隔热层和无机涂料隔热层组成；使得组合得到的陶瓷垫能同时兼顾绝缘性和隔热性，满足电池阻燃隔热的要求，解决绝缘效果差、安全性能低的问题；具体的，通过设在隔热层两端的绝缘背胶层，使得陶瓷垫具备绝缘性能，避免电池的外漏电流对相邻电池及汽车内部零部件的影响，以及汽车爆炸的危险产生；同时配合绝缘背胶层表面的粘附性能，还能有效的提高陶瓷垫与电池之间的连接牢固度，方便陶瓷垫与电池之间的安装；将无机纤维隔热层和无机涂料隔热层进行复合组成隔热层，形成具有防火阻燃、环保和密封性能的复合垫片，兼具高柔韧性和高抗撕扯性，厚度精确，满足电池阻燃隔热的要求；本实用新型能同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
(2)本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其设置的隔热层可包括N+1个无机纤维隔热层和N个无机涂料隔热层，其中，N≥1的结构合理，隔热层可以设置多层无机涂料隔热层与无机纤维隔热层，能够根据实际具体情况调整厚度和阻燃隔热性能，灵活适应不同电池阻燃隔热的要求。
(3)本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其设置的绝缘背胶层与隔热层之间还包括一有机硅粘结剂层，可以辅助粘结绝缘背胶层与隔热层，同时增加卓越的抗老化和电绝缘性能，进一步提升阻燃绝缘复合型陶瓷垫的绝缘效果，有利于维持汽车动力电池正常使用。
(4)本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其设置的无机涂料隔热层可以发泡膨胀，通过增大体积增加热量传输距离，提高了隔热效果，同时可以有效的隔离火源，起到良好的防火、阻燃、隔热作用。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本实用新型中阻燃绝缘复合型陶瓷垫的剖面图。
图2是本实用新型中阻燃绝缘复合型陶瓷优选方案的剖面图。
图3是本实用新型中阻燃绝缘复合型陶瓷核汽车动力电池安装后的剖面图。
图中包括有：绝缘背胶层1，第一绝缘背胶层11，第二绝缘背胶层12，隔热层2，无机纤维隔热层21，无机涂料隔热层22，汽车动力电池组3。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“端部”、“前方”、“背面”、“中部”、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，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。
另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不再详述。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫，用于汽车动力电池，包括片状的绝缘背胶层1及隔热层2；所述绝缘背胶层1设置于所述隔热层2的上表面和下表面；所述隔热层2包括N+1个无机纤维隔热层21和N个无机涂料隔热层22，其中，N≥1，单个所述无机涂料隔热层22设置于两个相邻的无机纤维隔热层21之间。
本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，通过设置片状结构的绝缘背胶层1及隔热层2结构的配合使用，其中，隔热层2由无机纤维隔热层21和无机涂料隔热层22组成；使得组合得到的陶瓷垫能同时兼顾绝缘性和隔热性，满足电池阻燃隔热的要求，解决绝缘效果差、安全性能低的问题；具体的，通过设在隔热层两端的绝缘背胶层1，使得陶瓷垫具备绝缘性能，避免电池的外漏电流对相邻电池及汽车内部零部件的影响，以及汽车爆炸的危险产生；同时配合绝缘背胶层1表面的粘附性能，还能有效的提高陶瓷垫与电池之间的连接牢固度，方便陶瓷垫与电池之间的安装；将无机纤维隔热层21和无机涂料隔热层22进行复合组成隔热层2，形成具有防火阻燃、环保和密封性能的复合垫片，兼具高柔韧性和高抗撕扯性，厚度精确，满足电池阻燃隔热的要求；本实用新型能同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
在优选实施例中，所述绝缘背胶层1包括第一绝缘背胶层11和第二绝缘背胶层12；所述第一绝缘背胶层11设置于所述隔热层2的上表面，所述第二绝缘背胶层12设置于所述隔热层2的下表面。
在优选实施例中，所述绝缘背胶层1为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的一种或多种材料制成的层状构件，优选地，本实施例中绝缘背胶层1为聚氯乙烯绝缘胶带。
在优选实施例中，所述绝缘背胶层1的厚度为0.05-0.30mm。优选地，本实施例中绝缘背胶层1为0.10mm。
如图1所示，在优选实施例中，所述隔热层2包括两个无机纤维隔热层21和一个无机涂料隔热层22，所述无机涂料隔热层22固定于两个无机纤维隔热层21之间，具体可参考图1示意图。
在优选实施例中，所述隔热层包括N+1个无机纤维隔热层21和N个无机涂料隔热层22，其中，N>1，单个所述无机涂料隔热层22设置于两个相邻的无机纤维层21之间，具体可参考图2示意图。
本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其设置的隔热层可包括N+1个无机纤维隔热层21和N个无机涂料隔热层22，其中，N≥1的结构合理，隔热层可以设置多层无机涂料隔热层21与无机纤维隔热层22，能够根据实际具体情况调整厚度和阻燃隔热性能，灵活适应不同电池阻燃隔热的要求。
在优选实施例中，所述无机纤维隔热层21为硅酸铝陶瓷纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维中的一种或多种材质制成，外形轮廓与所述绝缘背胶层1相适配的层状结构，优选地，本实施例中无机纤维隔热层21为硅酸铝陶瓷纤维。
在优选实施例中，所述无机纤维隔热层21的厚度为0.5mm-20mm，优选地，本实施例中无机纤维隔热层21为2mm。
无机涂料隔热层22可直接采用专利申请号201310564874.5公开的膨胀型防火涂料及制备方法。
在优选实施例中，所述无机涂料隔热层22的厚度为0.05mm-10mm，优选地，本实施例中无机涂料隔热层22为2mm。
本实用新型提供的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其设置的无机涂料隔热层22可以发泡膨胀，通过增大体积增加热量传输距离，提高了隔热效果，同时可以有效的隔离火源，起到良好的防火、阻燃、隔热作用。
在优选实施例中，还包括一有机硅粘结剂层，所述有机硅粘结剂层设置于绝缘背胶层1和隔热层2之间，可以辅助粘结绝缘背胶层1与隔热层2，同时增加卓越的抗老化和电绝缘性能，进一步提升阻燃绝缘复合型陶瓷垫的绝缘效果，有利于维持汽车动力电池正常使用。
本实施例通过特定的0.10mm聚氯乙烯绝缘胶带绝缘背胶层1、2mm硅酸铝陶瓷纤维无机纤维隔热层21与2mm无机涂料隔热层22结构复合形成阻燃效果好、稳定性高、隔热性能优异的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，具有防火阻燃、环保和密封性能，兼具高柔韧性和高抗撕扯性，厚度精确灵活可调节，同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
实施例2
本实用新型实施例与实施例1相比，区别在于：
本实施例绝缘背胶层1优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯绝缘胶带，厚度优选为0.15mm。
无机纤维隔热层21优选为玻璃纤维，厚度优选为0.5mm。
无机涂料隔热层22厚度优选为1.5mm。
本实施例通过特定的0.15mm聚对苯二甲酸乙二醇酯绝缘胶带绝缘背胶层1、0.5mm玻璃纤维无机纤维隔热层21与1.5mm无机涂料隔热层22结构复合，形成的阻燃绝缘复合型陶瓷垫电绝缘性能优异、热传导性好、隔热性能好，同样兼具高柔韧性和高抗撕扯性，厚度精确灵活可调节，同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
实施例3
本实用新型实施例与实施例1相比，区别在于：
本实施例绝缘背胶层1优选为聚酰亚胺绝缘胶带，厚度优选为0.2mm。
无机纤维隔热层21优选为氧化铝纤维，厚度优选为3mm。
无机涂料隔热层22厚度优选为2mm。
本实施例通过特定的0.2mm聚酰亚胺绝缘胶带绝缘背胶层1、3mm氧化铝纤维无机纤维隔热层21与2mm无机涂料隔热层22结构复合，形成的阻燃绝缘复合型陶瓷垫物理性能优异、热稳定性好、化学性能稳定，隔热性能优异，同样兼具高柔韧性和高抗撕扯性，厚度精确灵活可调节，同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
实施例4
如图3所示，本实用新型实施例提供一种汽车动力电池组3，包括有汽车动力电池本体及上述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，所述汽车动力电池本体与所述阻燃绝缘复合型陶瓷垫贴合。
使用时，将阻燃绝缘复合型陶瓷垫包覆于汽车动力电池模组的外表面，通过设在隔热层2两端的绝缘背胶层1，使得陶瓷垫具备绝缘性能，避免电池的外漏电流对相邻电池及汽车内部零部件的影响，以及汽车爆炸的危险产生；同时配合绝缘背胶层1表面的粘附性能，还能有效的提高陶瓷垫与电池之间的连接牢固度，方便陶瓷垫与电池之间的安装；当锂电池热失控时，隔热层2中的无机涂料隔热层会发泡膨胀，增大热传输的距离，起到良好的防火、阻燃、隔热作用；同时兼顾绝缘性和隔热性，具有优异的阻燃绝缘性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种阻燃绝缘复合型陶瓷垫，用于汽车动力电池，其特征在于：包括绝缘背胶层及隔热层；所述绝缘背胶层设置于所述隔热层的上表面和下表面；所述隔热层包括N+1个无机纤维隔热层和N个无机涂料隔热层，其中，N≥1，单个所述无机涂料隔热层设置于两个相邻的无机纤维隔热层之间。
2.如权利要求1所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：所述绝缘背胶层包括第一绝缘背胶层和第二绝缘背胶层；所述第一绝缘背胶层设置于所述隔热层的上表面，所述第二绝缘背胶层设置于所述隔热层的下表面。
3.如权利要求1或2所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：所述绝缘背胶层的厚度为0.05-0.30mm。
4.如权利要求1所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：所述隔热层包括两个无机纤维隔热层和一个无机涂料隔热层，所述无机涂料隔热层固定于两个无机纤维隔热层之间。
5.如权利要求4所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：所述无机纤维隔热层的厚度为0.5mm-20mm。
6.如权利要求1所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：所述无机涂料隔热层的厚度为0.05mm-10mm。
7.如权利要求1所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，其特征在于：还包括一有机硅粘结剂层，所述有机硅粘结剂层设置于绝缘背胶层和隔热层之间。
8.一种汽车动力电池组，其特征在于：包括有多个锂电池模组及权利要求1-7中任意一项所述的阻燃绝缘复合型陶瓷垫，所述阻燃绝缘复合型陶瓷垫通过绝缘背胶层包覆于所述锂电池模组的外表面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |