CN220796981U - 电池组件和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池组件和车辆，该电池组件包括：电芯；以及复合层，复合层设置于电芯的至少一侧，复合层包括隔热阻燃层和弹性层，弹性层处于压缩状态。由此，可以同时兼顾电芯的预紧力和隔热阻燃能力，也可以防止电芯热扩散引发电池组件热失控，从而可以提高电池组件的充放电效率和循环寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池组件和车辆。
背景技术
现有电池组件中的隔热件主要不能同时兼顾单体电芯的预紧力和隔热、阻燃能力，而且，力学性能较差，无法承受电芯的膨胀力，会出现掉粉情况，在电池热失控条件下，无法阻止电芯的热蔓延。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池组件，该电池组件可以同时兼顾电芯的预紧力和隔热、阻燃能力，从而可以提高电池组件的充放电效率和循环寿命。
本实用新型进一步地提出一种车辆。
根据本实用新型第一方面实施例的电池组件，包括：电芯；以及复合层，所述复合层设置于所述电芯的至少一侧，所述复合层包括：隔热阻燃层和弹性层，所述弹性层处于压缩状态。
由此，电池组件中设置有复合层，可以同时兼顾电芯的预紧力和隔热能力，也可以防止电池组件热失控，从而可以提高电池组件的充放电效率和循环寿命。
根据本实用新型的一些实施例，所述弹性层在厚度方向上被压缩5％～50％。
根据本实用新型的一些实施例，所述弹性层设置于所述隔热阻燃层的两侧，以使所述弹性层在两侧封装所述隔热阻燃层。
根据本实用新型的一些实施例，所述隔热阻燃层的至少一侧表面具有气凝胶，所述弹性层与所述气凝胶相接触并封装所述气凝胶。
根据本实用新型的一些实施例，所述复合层的厚度为d1，d1满足关系式：0.5mm≤d1≤6mm。
根据本实用新型的一些实施例，所述隔热阻燃层的厚度为d2，所述弹性层的厚度为d3，d2和d3分别满足关系式：0.05mm≤d2≤5.5mm，0.2mm≤d3≤3mm。
根据本实用新型的一些实施例，所述弹性层为绝缘发泡层，所述绝缘发泡层的密度ρ满足0.05g/cm3≤ρ≤0.7g/cm3。
根据本实用新型的一些实施例，所述隔热阻燃层包括：多孔基体和气凝胶，所述气凝胶设置于所述多孔基体上。
根据本实用新型的一些实施例，所述多孔基体为玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡、预氧丝毡、氧化铝纤维毡、高硅氧纤维毡、莫来石纤维毡、氧化锆纤维毡、芳纶纤维毡、玄武岩纤维毡、无纺布、纤维纸中的至少一种。
根据本实用新型的一些实施例，所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、碳化硅气凝胶、氮化硼气凝胶、石墨烯气凝胶中的至少一种。
根据本实用新型的一些实施例，所述电芯的端部设置有极柱，所述电池组件还包括：限厚条，所述限厚条用于限制所述复合层的压缩程度，所述限厚条设置于所述复合层的一侧且邻近所述极柱设置。
根据本实用新型的一些实施例，所述电池组件包括多个电芯，至少两个相邻设置的电芯之间设置有所述复合层。
根据本实用新型的一些实施例，所述弹性层与所述电芯大面面接触。
根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括：上述的电池组件。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本实用新型实施例的电池组件中的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的复合层的结构示意图；
图3是根据本实用新型另一实施例的复合层的结构示意图。
附图标记：
100、电池组件；
10、电芯；
20、复合层；21、隔热阻燃层；22、弹性层；
30、限厚条。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的。
下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的电池组件100。
根据本实用新型第一方面实施例的电池组件100，包括电芯10以及复合层20，复合层20设置于电芯10的至少一侧，复合层20包括隔热阻燃层21和弹性层22，弹性层22处于压缩状态。如图1-图3所示的示例中，根据本实用新型第一方面实施例的电池组件100，包括：多个电芯10和复合层20，复合层20设置于电芯10之间，复合层20包括：隔热阻燃层21和弹性层22，弹性层22设置于隔热阻燃层21的至少一侧，弹性层22处于被电芯10压缩的状态。
如此，复合层20可以发生弹性变形，也可以进行隔热，复合层20通过电芯10的挤压发生弹性变形，这样处于压缩状态的复合层20不仅可以阻止电芯10的膨胀，也可以通过压缩给电芯10提供预紧力。复合层20也具有隔热的效果，复合层20的设置，可以防止电芯10热扩散引发电池组件100热失控。这样，复合层20可以同时兼顾电芯10的预紧力和隔热、阻燃能力，从而可以提高电池组件100的充放电效率和循环寿命。
本实用新型中，电池组件100可以以电池模组、电池包等形式存在。
由此，电池组件100中设置有复合层20，可以同时兼顾电芯10的预紧力和隔热能力，也可以防止电芯10热扩散引发电池组件100热失控，从而可以提高电池组件100的充放电效率和循环寿命。
根据本实用新型的一些实施例，如图1-图3所示，弹性层22在厚度方向上被压缩5％～50％。如此，可以进一步提高电池组件100的充放电效率和循环寿命。
根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，隔热阻燃层21的至少一侧表面具有气凝胶，弹性层22与气凝胶相接触并封装气凝胶。可以理解地，弹性层22封装气凝胶是指，在气凝胶未被隔热阻燃层21中其它组件(其它组件如多孔基体)覆盖处封装气凝胶。其中，气凝胶可以设置在隔热阻燃层21厚度方向上相对设置的两侧中的一侧，也可以设置在隔热阻燃层21的两侧，气凝胶与弹性层22直接接触，弹性层22的设置，可以作为电池组件100中提供预紧力的部件，还可以作为封装气凝胶的封装层，不需要设置额外的封装层，如此，具有节省材料和降低成本的特点。例如，隔热阻燃层21和弹性层22可以通过模具脱模后形成整体厚度均一的复合层20，复合层20不是层叠的状态，而是一体的，这样可以提高复合层20的制作效率，也可以避免电芯10与复合层20接触配合时产生间隙，从而可以防止电芯10的受力不均以及电芯10的热扩散。
根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，复合层20的厚度为d1，d1满足关系式：0.5mm≤d1≤6mm。其中，复合层20的整体厚度d1范围为0.5mm-6mm，进一步地，复合层20的整体厚度可以选择为0.8mm-3mm，更进一步地，复合层20的厚度可以优先选择为1mm-2mm，如此，复合层20在起到隔热和提供预紧力的条件下，通过减小复合层20整体的厚度，可以缩短电芯10之间的距离，也可以使电芯10之间更加紧凑，从而可以使组成后的电池组件100具有寿命长、综合成本低、热安全性能好的优点。
根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，隔热阻燃层21的厚度为d2，弹性层22的厚度为d3，d2和d3分别满足关系式：0.05mm≤d2≤5.5mm，0.2mm≤d3≤3mm。其中，隔热阻燃层21厚度d2范围为0.05mm-5.5mm，进一步地，隔热阻燃层21厚度d2可以选择为0.15mm-3.5mm，更进一步地，隔热阻燃层21厚度d2可以优先选择为0.5mm-2mm，弹性层22的厚度d3范围为0.2mm-3mm，进一步地，弹性层22的厚度d3可以选择为0.5mm-2mm，更进一步地，弹性层22的厚度d3可以优先选择为0.5mm-1mm，隔热阻燃层21两侧设置的弹性层22的厚度可以相同，也可以不同，在实际应用过程中，在弹性层22选择的厚度范围内，可以根据实际需求调整弹性层22的厚度，从而可以改变复合层20的厚度，进一步地，可以控制电芯10的热扩散和电芯10之间的预紧力，从而可以保证电池组件100的安全性。
根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，弹性层22为绝缘发泡层，绝缘发泡层的密度为ρ，ρ满足关系：0.05g/cm3≤ρ≤0.7g/cm3。这里的密度是指在绝缘发泡层压缩前的密度。具体地，绝缘发泡层是由发泡胶、颗粒和/或片材加上发泡剂经过模压发泡后形成，具体地，发泡胶是液体材料，颗粒或片状材料经过加热融化后与发泡剂混合成液体材料，混合的液体材料经常温或加热可以形成绝缘发泡层，发泡胶、颗粒和/或片材主要包含聚氨酯、有机硅、环氧树脂、酚醛树脂、EVA、EPP、EPE、EPS、E-TPU、EPDM、PET/POE、NBR中的一种或多种，这样，绝缘发泡层可以根据实际情况进行组合，具有很好地替换性，从而可以降低绝缘发泡层的制作成本，也可以提高制作绝缘发泡层的效率。该绝缘发泡层的密度范围可以控制在0.05g/cm3-0.7g/cm3，进一步地，绝缘发泡层的密度可以选择为0.1g/cm3-0.5g/cm3，在保证绝缘发泡层的弹性变形程度下，在绝缘发泡层压缩前，绝缘发泡层的密度可以优先选择为0.15g/cm3-0.4g/cm3，如此，可以相对减少绝缘发泡层的重量，也可以提高电芯10之间的隔热性能，从而可以提高电池组件100的质量。
根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，隔热阻燃层21包括：多孔基体和气凝胶，气凝胶设置于多孔基体上。具体地，隔热阻燃层21主要由多孔基体和气凝胶组成，隔热阻燃层21是选用合适的涂覆方法将合适的气凝胶溶液涂覆在相应厚度的纤维毡上，老化后用合适的干燥方法干燥制成，这样隔热阻燃层21包括纤维支撑层(即多孔基体)和气凝胶，使用的气凝胶溶液主要包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、碳化硅气凝胶、氮化硼气凝胶及石墨烯气凝胶等有机和无机气凝胶材料中的一种或多种，其中，纤维支撑层的厚度范围为0.03mm-5mm，进一步地，纤维支撑层的厚度范围为0.1mm-3mm，更进一步地，纤维支撑层的厚度优先选择为0.3mm-2mm，如此，可以控制隔热阻燃层21的厚度，通过控制隔热阻燃层21的厚度可以调整复合层20的厚度，从而可以保证电池组件100的质量。进一步地，当多孔基体两面均可以设置气凝胶，封装层是将设置气凝胶的整个多孔基体进行包裹，当多孔基体仅一面设置气凝胶，封装层仅封装在一面即可，如此可以防止气凝胶掉粉。
根据本实用新型的一些实施例，多孔基体为玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡、预氧丝毡、氧化铝纤维毡、高硅氧纤维毡、莫来石纤维毡、氧化锆纤维毡、芳纶纤维毡、玄武岩纤维毡、无纺布、纤维纸中的至少一种。其中，多孔基体为这些材料中一种或多种的组合，为制备不同厚度的多孔基体，可以将两个或多个多孔基体堆叠为一个复合多孔基体，这样有利于多孔基体的标准化生产，从而可以降低成本。
根据本实用新型的一些实施例，气凝胶包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、碳化硅气凝胶、氮化硼气凝胶、石墨烯气凝胶中的至少一种。其中，气凝胶可以根据实际情况，进行自由选择。
根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，电芯10的端部设置有极柱，电池组件100还包括：限厚条30，限厚条30用于限制复合层20的压缩程度，限厚条30设置于复合层20的一侧，而且，限厚条30邻近极柱设置。其中，电池组件100沿电芯10厚度方向排布，电芯10在其厚度方向上的尺寸小于其长度和宽度方向上的尺寸，而且，电芯10端部靠近极柱的地方设置有限厚条30，该限厚条30和复合层20匹配使用，其厚度例如为复合层20厚度的80％，电芯10堆叠时使用工装将复合层20放置于两电芯10之间，沿电芯10的厚度方向预压缩至80％后成组并固定放置于托盘中，然后，与配电箱、密封盖等零部件组成完整的电池组件100。
根据本实用新型的一些实施例，电池组件100包括多个电芯10，至少两个相邻设置的电芯10之间设置有复合层20。
具体地，如图1-图3所示，电池组件100包括电芯10和复合层20，复合层20设置在电芯10之间，例如，电池组件100中每两个电芯10之间可以分别设置有复合层20，也可以部分相邻两个电芯10之间设置有复合层20，可以根据实际需求进行设置。弹性层22设置于隔热阻燃层21的至少一侧，其中，一侧，即隔热阻燃层21的厚度方向相对设置的两侧中的一侧，复合层20的厚度可以通过改变隔热阻燃层21的厚度或者弹性层22的厚度来调节。
根据本实用新型的一些实施例，弹性层22与电芯10大面面接触，其中，电芯大面即电芯10在长度和宽度方向上的面，这样弹性层22可以增大与电芯面的接触面积，从而可以使电芯面受到的预紧力更加均匀，预紧力可以直接影响电芯10的使用寿命，当电芯10施加一定的预紧力后，电池在寿命期内的性能(容量、功率)的衰减可以变得更缓慢，也可以降低电芯10产气膨胀情况的发生。
根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例的电池组件100。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种电池组件，其特征在于，包括：
电芯；以及
复合层，所述复合层设置于所述电芯的至少一侧，所述复合层包括隔热阻燃层和弹性层，所述弹性层处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述弹性层在厚度方向上被压缩5％～50％。
3.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述弹性层设置于所述隔热阻燃层的两侧，以使所述弹性层在两侧封装所述隔热阻燃层。
4.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述隔热阻燃层的至少一侧表面具有气凝胶，所述弹性层与所述气凝胶相接触并封装所述气凝胶。
5.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述复合层的厚度为d1，d1满足关系式：0.5mm≤d1≤6mm。
6.根据权利要求5所述的电池组件，其特征在于，所述隔热阻燃层的厚度为d2，所述弹性层的厚度为d3，d2和d3分别满足关系式：0.05mm≤d2≤5.5mm，0.2mm≤d3≤3mm。
7.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述弹性层为绝缘发泡层，所述绝缘发泡层的密度ρ满足0.05g/cm3≤ρ≤0.7g/cm3。
8.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述隔热阻燃层包括：多孔基体和气凝胶，所述气凝胶设置于所述多孔基体上。
9.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述多孔基体为玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡、预氧丝毡、氧化铝纤维毡、高硅氧纤维毡、莫来石纤维毡、氧化锆纤维毡、芳纶纤维毡、玄武岩纤维毡、无纺布、纤维纸中的一种。
10.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、碳化硅气凝胶、氮化硼气凝胶、石墨烯气凝胶中的一种。
11.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电芯的端部设置有极柱，所述电池组件还包括：限厚条，所述限厚条用于限制所述复合层的压缩程度，所述限厚条设置于所述复合层的一侧且邻近所述极柱设置。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件包括多个电芯，至少两个相邻设置的电芯之间设置有所述复合层。
13.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述弹性层与所述电芯大面面接触。
14.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-13中任一项所述的电池组件。
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| CN202322055424.5U CN220796981U (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 电池组件和车辆 |
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Family
ID=90654882
Family Applications (1)
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2023
- 2023-07-31 CN CN202322055424.5U patent/CN220796981U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |