CN220527035U - “空心圆柱”型隔热垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池隔热装置领域，尤其涉及“空心圆柱”型隔热垫。“空心圆柱”型隔热垫包括由片状隔热芯材经过卷绕后首尾两端拼接而成的“空心圆柱”型隔热芯材、粘贴固定在片状隔热芯材的外侧面上以随片状隔热芯材共同卷绕成筒状结构的外层封装膜，外层封装膜具有覆盖粘贴“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的覆盖段。通过设置由片状隔热芯材经过卷绕后形成的“空心圆柱”型隔热芯材使得完成了隔热材料从片状到筒状的转变，由于片状隔热芯材首尾两端拼接，因此具有完整的筒形，进而解决了现有技术中在柱状使用环境下需要手工进行卷绕导致操作步骤繁琐且效率低的问题。

Description

“空心圆柱”型隔热垫

技术领域

本实用新型涉及电池隔热装置领域，尤其涉及“空心圆柱”型隔热垫。

背景技术

随着新能源车辆的普及，动力电池作为核心部件之一也被大量使用。新能源车辆在发生碰撞时，动力电池会受到挤压而发生短路，进而发生热失控导致引发火灾，因此动力电池的安全问题是困扰新能源车辆发展的关键问题。

为了解决热失控问题，目前国内动力电池企业通常采用主动防护技术与被动防护技术相结合的方式。主动防护主要包括灭火剂、冷却剂和BMS(Battery ManagementSystem，电池管理系统)等，一旦发生热失控灭火剂直接灭火，冷却剂启动冷却，对热失控电池进行降温防止进一步发生热扩散造成整车烧毁。被动防护主要包括机械性能增强、绝缘防护、隔热材料防护。

如申请公布号为CN110901201A的中国发明专利申请公开了一种动力电池缓冲隔热垫的制备工艺，通过设置片状的阻燃隔热层，在阻燃隔热层的两侧分别设置封装膜，进而得到了片状的缓冲隔热垫，在使用时，布置在相邻的电池电芯之间，以起到缓冲隔热的作用。

然而，上述专利中的保缓冲隔热垫是针对方形的电池进行设置的，为片材结构，若需要使用在柱状电池、电子烟或者其他的柱状发热元件中，则缓冲隔热垫需要手工卷绕在柱状电池或者柱状发热元件的表面，并进行粘接，导致操作步骤繁琐、效率低，且容易在首尾拼接时产生偏移。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种“空心圆柱”型隔热垫，用于解决现有技术中柱状发热元件在设置隔热垫时需要手工进行卷绕导致操作步骤繁琐且效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫采用如下技术方案：

“空心圆柱”型隔热垫，包括由片状隔热芯材经过卷绕后首尾两端拼接而成的“空心圆柱”型隔热芯材，还包括粘贴固定在片状隔热芯材的外侧面上以随片状隔热芯材共同卷绕成筒状结构的外层封装膜，外层封装膜具有覆盖粘贴“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的覆盖段。

上述技术方案的有益效果在于：本实用新型开拓性地提出一种“空心圆柱”型隔热垫，通过设置由片状隔热芯材经过卷绕后首尾两端拼接而成的“空心圆柱”型隔热芯材使得完成了隔热材料从片状到筒状的转变，由于片状隔热芯材首尾两端拼接，因此具有完整的筒形；通过设置外层封装膜能起到对隔热垫外侧的防护；通过在外层封装膜上设置能够覆盖粘贴在“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的覆盖段既能增大外层封装膜的防护效果，又能起到固定的作用，使得“空心圆柱”型隔热垫的首尾两端不脱离，始终保持筒状的结构，使用时在设置到柱状发热元件上时，只需将“空心圆柱”型隔热垫套设在其外部即可，不用再现场卷绕，方便操作，效率高，进而解决了现有技术中在柱状使用环境下需要手工进行卷绕导致操作步骤繁琐且效率低的问题。

进一步地，“空心圆柱”型隔热垫还包括粘贴固定在片状隔热芯材的内侧面上以随片状隔热芯材共同卷绕成筒状结构的内层封装膜。

上述技术方案的有益效果在于：既能对内层进行防护，避免“空心圆柱”型隔热垫的颗粒或纤维掉落影响电芯内部的环境；还能使得隔热垫的内表面更加光滑，便于安装。

进一步地，内层封装膜的首尾两端拼接，内层封装膜的首尾两端的形状与“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的形状适配。

上述技术方案的有益效果在于：提升内层的防护效果。

进一步地，筒状结构的外层封装膜和/或筒状结构的内层封装膜的轴向端部设置有用于在翻折后粘贴固定在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上的封边段。

上述技术方案的有益效果在于：利用内层封装膜和/或外层封装膜对“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面进行防护，方便加工，提升隔热垫的防护效果。

进一步地，“空心圆柱”型隔热垫还包括固定在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上的防护层。

上述技术方案的有益效果在于：对“空心圆柱”型隔热芯材的端面进行防护。

附图说明

图1为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例1的爆炸图；

图3为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例1中卷圈之前的结构示意图；

图4为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例1的流程示意图；

图5为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例3中内层封装膜与承载膜的结合示意图；

图6为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例3中卷圈前的结构示意图；

图7为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例3的结构示意图；

图8为本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的实施例3的爆炸图。

图中：1、内层封装膜；11、封边段；2、片状隔热芯材；21、首端拼合端；22、尾端拼合端；3、外层封装膜；31、覆盖段；4、“空心圆柱”型隔热芯材；5、承载膜；6、封环。

具体实施方式

在本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫(以下简称隔热垫)的实施例1中：

本实施例中的隔热垫包括“空心圆柱”型隔热芯材和粘贴在“空心圆柱”型隔热芯材内侧的内层封装膜和粘贴在“空心圆柱”型隔热芯材外侧的外层封装膜。其中“空心圆柱”型隔热芯材由片状隔热芯材卷绕而成，片状隔热芯材的首尾拼合，之后由外层封装膜上的覆盖段粘接固定在片状隔热芯材的首尾两端上，使得在片状隔热芯材完成卷绕后可以一直保持呈筒状结构，当需要在柱状发热元件外部设置隔热垫时，直接套设在外侧即可，操作简单、效率高。

如图1和图2所示，隔热垫包括“空心圆柱”型隔热芯材4和粘贴在“空心圆柱”型隔热芯材4内侧的内层封装膜1和粘贴在“空心圆柱”型隔热芯材4外侧的外层封装膜3，其中“空心圆柱”型隔热芯材4由片状隔热芯材2卷绕而成。

具体地，如图3所示，片状隔热芯材2大致为矩形，其中两个边为平直的边，形成了片状隔热芯材2的直边，另外两个边具有凹凸起伏的结构，分别形成了片状隔热芯材2的首端和尾端，其中首端设置有首端拼合端21，尾端上设置有尾端拼合端22，首端拼合端21和尾端拼合端22形状互补以使得在卷绕过程中相互贴合。具体地，首端拼合端21上设置有多个形状相同的燕尾凸块在尾端拼合端22上设置有多个燕尾凹槽，且燕尾凸块与燕尾凹槽的形状互补进而形成拼接结构，也就是说，在片状隔热芯材2卷曲的过程中，首端上的燕尾凸块和尾端上的燕尾凹槽刚好能匹配到一起，以使得片状隔热芯材2能变成“空心圆柱”型隔热芯材4。

此外，片状隔热芯材2还具有两个相对的平面，其中的一个平面在卷绕后被围在“空心圆柱”型隔热芯材4的内部构成了内侧面，另外一个表面构成了外侧面，内侧面上还贴附有内层封装膜1，外侧面上贴附有外层封装膜3。内层封装膜1包括内层首端和内层尾端，内层首端和所要贴合的片状隔热芯材2的首端拼合端21的形状相同，内层尾端和所要贴合的片状隔热芯材2的尾端拼合端22的形状相同，随着卷绕，内层封装膜1的首尾两端也相互拼接。内层封装膜1还包括突出于隔热垫宽度方向上的封边段11，封边段11的长度不小于片状隔热芯材2的厚度，以使整体卷绕后，封边段11能够通过外翻粘贴固定在“空心圆柱”型隔热芯材4的轴向端面上进而形成防护层。

外层封装膜3为矩形的膜片，其中外层封装膜3的宽度与隔热垫的宽度相同，以使得刚好能和片状隔热芯材2的两个直边对齐，外层封装膜3的长度大于隔热垫的长度，外层封装膜3的一端贴附在靠近片状隔热芯材2的尾端上，另一端突出于外层封装膜3的首端形成了覆盖段31。当片状隔热芯材2卷曲呈筒状时，覆盖段31能够粘贴并覆盖住首端拼合端21和尾端拼合端22，使其保持筒状的结构不分离。值得注意的是，本实施例中的内层封装膜和外层封装膜具有背胶，通过背胶粘接在片状隔热芯材2上，为了避免背胶被污染，背胶上往往设置有离型纸，当需要粘接的时候去掉封装膜上的离型纸即可。膜的材质可以是软质的PET膜、PEN膜、PI膜等有机膜或布料，也可以是铜箔、铝箔、锡箔等硬质金属箔片。

本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例1中：

如图1所示，当需要进行“空心圆柱”型隔热垫的制作时，首先对材料进行裁切，裁切包括对片状隔热芯材2的裁切和对内层封装膜1以及外层封装膜3的裁切。具体地，对片状隔热芯材2的裁切包括对片状隔热芯材2的直边进行裁切使其宽度合适，对片状隔热芯材2的首端和尾端进行裁切以形成首端拼合端21和尾端拼合端22。片状隔热芯材2可以选取柔性较好的湿法纤维毡、针刺纤维毡、泡棉、泡沫和无纺布，以方便进行卷绕成筒状。

对内层封装膜1的裁切包括对内层封装膜1上的离型纸的裁切。具体地，通过激光控深切割或刀刻控深切割的方式将内层封装膜的离型纸裁切并保持封装膜不被切割，使得离型纸上具有切线，也即开窗，便于局部撕下。具体地，开窗尺寸为片状隔热芯材2的设计尺寸，开窗不含内层膜封边区域，由于开窗区域内所覆盖的离型纸随后要揭掉与片状隔热芯材的内侧面贴合，目的是使离型纸保护内层封边段11区域的背胶不被污染。对外层封装膜3的裁切也为开窗，外层封装膜开窗尺寸也为片状隔热芯材2的尺寸，同时加工出定位孔和切割掉外层封装膜上的对应的内层封装膜封边段区域位置。当然，为了保护内层封装膜1，也可以在内层封装膜远离片状隔热芯材2的一侧设置承载膜，承载膜两侧粘性不一致，且承载膜与内层封装膜1的粘性小于另一侧，以方便揭下。

之后，将片状隔热芯材2和两层封装膜进行贴合。首先对内层封装膜1进行贴合。保留封边段11上的离型纸，揭掉开窗区域内的离型纸，将内层封装膜1和片状隔热芯材2进行贴合。将贴好内层封装膜1的片状隔热芯材2外侧朝上放置在模具上，保留覆盖段31上的离型纸，撕开外层封装膜3上需要与片状隔热芯材2粘接的离型纸，将外层封装膜3贴合在片状隔热芯材2上，由于覆盖段上的离型纸的作用，此时覆盖段31并不会和片状隔热芯材贴合。通过外层封装膜上的定位孔与模具进行配合避免贴偏。值得注意的是，内层封装膜在成型后会与柱状发热元件接触，因此，可以使用热压膜，而外层封装膜上的背胶可以采用压敏胶。内层封装膜在粘接之后需要进行压合，可以在热压参数为压强0.5～1MPa，温度60～100℃的环境中热压0.3～1min，使得内层封装膜1和片状隔热芯材粘接更牢固。当然，这和选取的材料有关，若封装膜本身的粘接能力较强，也可以不进行压合。

在进行粘接之前，内层封装膜处于整张膜的状态，也就是说一张内层封装膜和一层外层封装膜对应多个裁切好的片状隔热芯材，便于在进行粘接和压合的过程中方便操作。此外，由于隔热垫可以应用在较小的电池或电子烟等直径较小的场景，因此在粘接和压合时不裁断内层封装膜和外层封装膜便于操作和拿取。然后将内层封装膜1在宽度方向上切断，使得每片片状隔热芯材2均具有一个单独的内层封装膜1和外层封装膜3。值得注意的是，由于内层封装膜1上还设置有对片状隔热芯材2的侧边进行封装的封边段11，因此在切割时要注意保留内层封装膜1上的封边段11。值得注意的是，裁切的方式有多种，一种如本实施例所述，提前切断隔热芯材，保留整张内层封装膜和外层封装膜，最后再切断内层封装膜1和外层封装膜3，当然也可以在开窗过程中，直接将内层封装膜1和外层封装膜3切断，形成合适大小的片状封装膜，或者仅裁断内层封装膜或者仅裁断外层封装膜。

再然后将上述步骤中的片状隔热芯材2进行卷绕。具体地，在卷绕的过程中为了方便卷绕成标准的圆柱形，因此，在卷绕的过程中，使用圆柱形的冶具进行卷绕。片状隔热芯材2卷绕完成后的内层的直径与圆柱形的冶具的外径大小相同，以在卷绕的时候内层封装膜1能贴紧冶具且刚好使首端拼合端21和尾端拼合端22拼合。之后将外层封装膜3的覆盖段31上的离型纸撕去，使用覆盖段31对片状隔热芯材2的首端拼合端21和尾端拼合端22进行粘接，此时也形成了“空心圆柱”型隔热芯材4。

最后，进行“空心圆柱”型隔热芯材4的封边。将内层封装膜1上的封边段11的离型纸撕去，使封边段11向外翻折粘贴到“空心圆柱”型隔热芯材4的端部，完成封边。当然，在封边之后同样可以使用热压机构对封边进行热压，提升封边段的粘接能力。此时，也得到了“空心圆柱”型隔热垫。

本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫并不仅限于上文介绍的实施例，基于本实用新型的设计构思还可以有多种变形实施例。

在本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫的实施例2中，针对拼接结构的设置，本实施例提出一种新的布置形式。本实施例中不再将其设置燕尾形，而是设置为齿形进行相互拼合，当然，在其他实施例中也可以在片状隔热芯材的首端和尾端分别加工成斜面，以相互进行拼合，或者采用裁口拼等其他的拼接方式。

在本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫的实施例3中，针对防护层的设置，本实施例提出一种新的布置形式，与实施例1不同的是，如图5-图8所示，本实施例中不再设置封边段，而是单独设置封边材料，具体的本实施例中封边材料为环形的封环6，封环的沿“空心圆柱”型隔热垫的轴向方向上设置有遮挡隔热垫侧边的封边，通过额外设置的封环6进行封堵，因此，内层封装膜1和外层封装膜3与片状隔热芯材2等宽，此时在进行卷圈之前，可以在承载膜5上平行设置多个内层封装膜1，之后依次放置多个片状隔热芯材2和多个外层封装膜3，以此来进行批量化卷圈。当然在其他的实施例中，也可以在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上涂抹涂料或胶水，之后将其固化，使得在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上形成防护层。固化的形式可以采用热固化、UV固化或自然固化等，固化方式为现有技术在此不再赘述。

在本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫的实施例4中，针对防护层的设置，本实施例提出一种新的布置形式，与实施例1不同的是，本实施例中在外层封装膜上设置封边段。具体地，在裁切时使得外层封装膜的尺寸不小于片状隔热芯材的宽度，当需要进行封边时，将封边段向内翻折。当然，在其他实施例中也可以在内层封装膜和外层封装膜上同时加工出封边段。

在本实用新型中的“空心圆柱”型隔热垫的实施例5中，针对内层封装膜的设置，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中在内层封装膜的长度小于片状隔热芯材的长度，首端结合段和尾端结合段不被内层封装膜所覆盖。当然在其他实施例中也可以如图4和图5所示，不再设置内层封装膜，仅设置外层封装膜，此时也可以不再设置防护层。

在本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例2中，针对裁切片状隔热芯材的方式，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中将片状隔热芯材的首尾段分别裁切成齿形进行相互拼合，当然，在其他实施例中也可以在片状隔热芯材的首端和尾端分别裁切成斜面，以相互进行拼合，或者采用裁口拼等其他的拼接方式。

在本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例3中，针对防护层的设置，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中不再通过翻折内层封装膜的封边段进行防护层的粘接，而是在卷绕后的空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上涂抹涂料或胶水，固化后形成防护层。当然也可以在进行卷绕之前，直接将封边贴合在片状隔热芯材上，随着卷绕，自然形成了防护层。由于此时在开窗裁切过程中不必保留封边，因此可以直接按照片状隔热芯材2的尺寸，向内收缩0-2mm即可。

在本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例4中，针对内层封装膜和外层封装膜的裁切，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中不仅仅进行开窗操作，而是将离型纸附带封装膜一起切断，切成独立的片状的封装膜。

在本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例5中，针对封边段的形成，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中同时在内层封装膜和外层封装膜上保留封边段，当进行封边处理时，将内层封装膜向外翻折，将外层封装膜向内翻折。当然，在其他的实施例中也可以不再在内层封装膜上设置封边段，仅在外层封装膜上进行设置。当然也可以不再设置封边段。

在本实用新型中“空心圆柱”型隔热垫的制造方法的实施例6中，针对内层封装膜的贴合，本实施例提出一种新的布置形式。与实施例1不同的是，本实施例中在内层封装膜的端部不再与“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的形状适配而是要更短，也即内层上不再对首尾两端进行贴附。当然，在其他的实施例中也可以不再设置内层封装膜。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.“空心圆柱”型隔热垫，其特征在于：包括由片状隔热芯材经过卷绕后首尾两端拼接而成的“空心圆柱”型隔热芯材，还包括粘贴固定在片状隔热芯材的外侧面上以随片状隔热芯材共同卷绕成筒状结构的外层封装膜，外层封装膜具有覆盖粘贴“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的覆盖段。

2.根据权利要求1所述的“空心圆柱”型隔热垫，其特征在于：“空心圆柱”型隔热垫还包括粘贴固定在片状隔热芯材的内侧面上以随片状隔热芯材共同卷绕成筒状结构的内层封装膜。

3.根据权利要求2所述的“空心圆柱”型隔热垫，其特征在于：内层封装膜的首尾两端拼接，内层封装膜的首尾两端的形状与“空心圆柱”型隔热芯材的首尾两端的形状适配。

4.根据权利要求2或3所述的“空心圆柱”型隔热垫，其特征在于：筒状结构的外层封装膜和/或筒状结构的内层封装膜的轴向端部设置有用于在翻折后粘贴固定在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上的封边段。

5.根据权利要求1-3任一项所述的“空心圆柱”型隔热垫，其特征在于：“空心圆柱”型隔热垫还包括固定在“空心圆柱”型隔热芯材的轴向端面上的防护层。