TW202109940A

TW202109940A - 膨脹型電池墊、彼之製造方法及包含彼的電池組與電池

Info

Publication number: TW202109940A
Application number: TW109118909A
Authority: TW
Inventors: 巍王; 布蘭特啟爾哈尼; 羅柏特戴高; 馬克聖傑; 克利斯多佛邱吉爾
Original assignee: 美商羅傑斯公司
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-03-01
Also published as: CN212648377U; US20200388810A1; CN112072015A; JP2022536411A; US12002923B2; EP3935678A1; WO2020251825A1; KR20220017896A

Abstract

於一方案中，提供一種用於鋰離子電池的膨脹型電池墊，該膨脹型電池墊包含：聚胺基甲酸酯發泡體，其依據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，係具有 5 至 1,035 kPa 壓縮撓曲應力；以及膨脹材料，其含有酸源、碳源與發泡劑；其中，該膨脹型電池墊在厚度 1 毫米下具有 UL-V0 等級。另一方案中，提供一種電池，該電池包含至少兩個電池單元，及位於至少兩個電池單元之間的膨脹型電池墊。

Description

膨脹型電池墊、彼之製造方法及包含彼的電池組與電池

本申請涉及一種膨脹型電池墊、一種電池組，特別是包含可用於鋰離子電池之膨脹型電池墊的電池組。

由於諸如電動交通工具、電網儲能系統（grid energy storage systems）、及其他多單元電池應用（諸如電動腳踏車、不斷電電池系統、及鉛酸替代電池）的逐漸成長，對於電化學能儲存元件（諸如鋰離子電池）的需求逐漸增加。對於大規格應用（諸如電網儲能和電動交通工具）經常使用串聯和並聯陣列連接多個電池。此類型電池可為大型電池（例如具有至少 10 安培小時（Ah））。由於進入熱失控狀態之電池所釋放的能量與駐留在電池內並在熱失控期間可取得的電解質和活性物質的數量成比例，安全性一直是大型電池持續存在的問題。換言之，由於大型電池具有較大量的電解質與活性物質，因此在熱失控時會造成更大的火焰。此外，一旦大型電池進入熱失控狀態，電池單元產生的熱量會在鄰近單元中引起熱失控傳遞反應，造成串聯效應點燃整個包裝，導致該包裝和周圍設備受損，與造成使用者潛在的不安全狀況。

雖然已考慮嘗試減少此種電池的可燃性，然而仍有缺點。例如透過添加阻燃劑添加劑以改善電解質，或使用本質上不易燃之電解質，然而這些嘗試會負面地影響鋰離子電池單元的電化學效能。防止串聯熱失控的其他方法涉及在電池單元或電池組之間併入增量的絕緣體以減少熱事件期間的熱傳遞量。這些方法可限制所得能量密度的上限。

隨著對高能量密度電池需求的增加，也提升火焰發生與傳播的風險。因此，本領域需要符合或超過目前火焰安全標準的電池。若電池還能在所欲之更高能量運行將是進一步的優勢。

如下揭露係一種用於鋰離子電池的膨脹型電池墊，包含：聚胺基甲酸酯發泡體，其依據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，係具有 5 至 1,035 kPa 壓縮撓曲應力；以及膨脹材料，其含有酸源、碳源與發泡劑；其中，該膨脹型電池墊在厚度 1 毫米下具有 UL-V0 等級。

並揭露一種製造膨脹型電池墊的方法，包含：塗佈發泡組合物於離型膜（release liner）上，該發泡組合物包含反應性混合物；固化反應性混合物以形成聚胺基甲酸酯發泡體，以及其中，該發泡組合物包含膨脹材料，或其中該方法進一步包含沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上，以形成膨脹型電池墊。

進一步揭露一種製造膨脹型電池墊的方法，包含沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體上。

揭露一種電池組，包含：至少兩個電池單元，以及膨脹型電池墊，其位於該至少兩個電池單元之間或者沿著接近該電池組之一表面，其中，該膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體與在聚胺基甲酸酯發泡體上的膨脹材料層。

另揭露一種電池組和包含膨脹型電池墊的電池。

以上所述或其他特徵列舉於以下圖式、實施方式與專利申請範圍。

在包含多個電池單元之電池的熱失控議題為一困難的問題，因為與進入熱失控狀態單元相鄰的單元可由此吸收足夠能量，造成其被觸發也進入熱失控。引起熱失控狀態的傳播會導致連鎖反應，於此中，當熱失控單元點燃相鄰單元時，儲存元件會進入一串聯式熱失控狀態。

為了阻止此種串聯式熱失控狀態的發生，發展出一種電池組，其包含至少兩個電池單元與膨脹型電池墊。該膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體與膨脹材料。該膨脹材料包含酸源、碳源與發泡劑。該膨脹材料可分散於聚胺基甲酸酯發泡體，或可存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上。由於一般認為在炭化期間（char event）膨脹材料的本質性膨脹對於電池組（battery pack）的使用而言可能太大了，因此可將膨脹型電池墊成功應用於電池組是令人驚訝的。由於一般認為添加塗層會對聚胺基甲酸酯發泡體的性質（諸如壓縮撓曲應力或壓縮率（compression set））具有不利影響，因此另外令人驚訝的是膨脹材料可成功塗佈於膨脹型電池墊，同時保有聚胺基甲酸酯之所欲的發泡體性質。

如上述所言，電池組包含至少兩個電池單元及膨脹型電池墊，該膨脹型電池墊位於至少兩個電池單元之間或者沿著接近電池組之一表面。該電池單元可為鋰離子電池單元。隔熱效果可為最主要考量，然而，電池單元與膨脹型電池墊的特定形狀視如下因素的考量可有很大的差異：所欲電池單元的尺寸或形狀、包裹電池單元的殼體或其他結構的尺寸或構造、製造成本、製造多種形狀的容易度等等。舉例而言，電池單元可以具有圓形、正方形、矩形、橢圓形、梯形或其他形狀，而膨脹型電池墊可具有相應的圓形、正方形、矩形、橢圓形、梯形或其他形狀。可替代地，至少一個電池單元的周邊形狀可與墊的周邊形狀不同。例如，形狀為圓形的電池可和形狀為矩形的膨脹型電池墊一起使用。

圖 1 至圖 4 為說明電池組的例示性實施態樣。圖 1 顯示電池組（10），其中膨脹型電池墊（4）位於第一電池單元（2）和第二電池單元（6）之間。圖 1 的插入圖說明該膨脹型電池墊（4）可包含聚胺基甲酸酯層（204），其直接與膨脹層（104）接觸。圖 1 進一步說明膨脹型電池墊（4）可和電池單元的尺寸大致相同，特別是在電池單元的寬度和高度方面。舉例而言，於圖 1 中顯示，在 x 方向上的寬度與在 y 方向上的高度可相同。另一方面，膨脹型電池墊（4）的寬度與高度可為至少一個或最好兩個電池單元之寬度與高度的 ± 0.2%、或 ± 0.5%、或 ± 1%、或 ± 2%、或 ± 3%、或 ±5%、或 ±10%。若使用不同尺寸的電池單元，則膨脹型電池墊的寬度或高度可和其中一個電池單元相同，或為其中一個電池單元之寬度與高度的 ± 0.2%、或 ± 0.5%、或 ± 1%、或 ± 2%、或 ± 3%、或 ±5%、或 ±10%。在一方面，特別是對於具圓形或其他非正方形形狀的電池組，其周長（按長度測量）可為至少一個或最好兩個電池單元之周長的 ± 0.2%、或 ± 0.5%、或 ± 1%、或 ± 2%、或 ± 3%、或 ±5%、或 ±10%。

然而膨脹型電池墊的尺寸變化不限於這些數值。可改變至少一個在 x 方向上的寬度與在 y 方向上的高度。圖 2 說明電池組（20），其中，膨脹型電池墊（4）在至少一個方向上可小於相應的電池單元。於圖 2 中顯示，膨脹型電池墊（4）在 x 方向上的寬度與電池單元（2、6）相同，然而膨脹型電池墊（4）在 y 方向上的高度則明顯小於電池單元（2、6）。在另一方面，其寬度與高度均可與電池單元（2、6）不同。

膨脹型電池墊也可僅沿著一個或多個電池單元周圍的一部分變化。在這一方面，電池墊的周圍與至少一個電池單元的所有邊緣均不平整（不共邊）。舉例而言，於圖 3 中顯示，電池組（30）包含具有相同尺寸周長的電池單元（2、6）。膨脹型電池墊（4）置於電池單元（2、6）之間。在電池單元（2、6）之邊緣（2b、6b）處，電池墊（4）與邊緣（2b、6b）係平整的（共邊的）。然而膨脹型電池墊的一部分（8）被切除以留下切口。該切口可用於插入例如電池的其他構件。在電池單元（2、6）的邊緣（2a、6a）處，電池墊（4）的邊緣（12）延伸超過邊緣（2a、6a），從而形成突片（tab）或封蓋（flap）。此種額外的材料，例如可用於額外覆蓋電池單元或用於填充電池單元與電池中另一結構（例如電池殼體）之間的空間。上述特徵中的任一項或其組合可存在於電池組中。

圖 4 說明電池組（40）包含堆疊排列的電池單元陣列。電池組（40）可包含多個電池單元（2、6）及多個位於各個電池單元之間的膨脹型電池墊（4）。電池組可包含堆疊的 2 至 100 個、或 10 至 50 個電池單元，其中，膨脹型電池墊（4）位於至少兩個電池單元之間。較佳地，膨脹型電池墊（4）位於堆疊中每個電池單元之間。

圖 5 說明包含電池組（40）的電池。該電池可包含上蓋（100）和下蓋（150）。上蓋（100）和下蓋（150）可形成包圍電池組的殼體。上蓋（100）和下蓋（150）可形成緊密密封，該緊密密封藉由墊片（110）的存在而被增強。需注意的是該殼體並非僅限於圖 5 所示，可考慮各種其他構造。發泡體層（120）可位於電池組（40）的一側或多側。發泡體層（120）可為本文所揭露的膨脹型電池墊。發泡體層（120）可位於沿著接近電池組（40）之一表面。發泡體層（120）的主軸可垂直於電池單元（2、6）的主軸。舉例而言，發泡體層（120）的平面可在 x-z 平面，而電池單元的平面可在 x-y 平面。電池可包含熱管理組件，例如包含熱界面層（130）和冷卻板（140）。

膨脹材料包含酸源、發泡劑與碳源。這些組份中的每一者可存在於單獨的層中或是做為混合物存在，較佳為形成均勻混合物（intimate admixture）。舉例而言，膨脹材料可包含多磷酸酸源、發泡劑與新戊四醇碳源。不受理論束縛，據信膨脹材料可使用兩種能量吸收機制以降低火焰蔓延，所述兩種能量吸收機制包含形成炭（char）並使炭膨脹。舉例而言，當溫度達到特定值時（諸如 200 至 280°C），酸性物質（諸如多磷酸）會與碳源（諸如新戊四醇）反應形成炭。隨著溫度上升（諸如 280 至 350°C），發泡劑會開始分解產生氣態產物使炭膨脹。

酸源包含如下至少一者：有機或無機磷化合物或有機或無機硫酸鹽（sulfate）（諸如硫酸銨）或其他化合物。有機或無機磷化合物可包含如下至少一者：有機磷酸酯或有機膦酸酯（諸如三（2,3-二溴丙基）磷酸酯、三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、三（1-氯-3-溴異丙基）磷酸酯、雙（1-氯-3-溴異丙基）-1-氯-3-溴異丙基膦酸酯、聚胺基三嗪磷酸酯、磷酸三聚氰胺、磷酸三苯酯、或甲脒脲磷酸酯）；有機亞磷酸酯（諸如三甲基亞磷酸酯、或三苯基亞磷酸酯）；膦氮烯（諸如六苯氧基環三膦氮烯）、含磷無機化合物（諸如磷酸、亞磷酸、亞磷酸鹽、磷酸脲、磷酸銨（諸如磷酸單氫銨、磷酸二氫銨、或多磷酸銨））。

發泡劑可包含在大於或等於 120°C（諸如 120 至 200°C、或130 至 200°C ）的溫度下分解的試劑（例如分解成較小的化合物，諸如氨或二氧化碳）。發泡劑可包含如下至少一者：二氰二胺、偶氮二甲醯胺、三聚氰胺、胍（guanidine）、甘胺酸、脲（諸如脲甲醛樹酯、或羥甲基化甲脒脲磷酸酯）、或鹵化有機物質（諸如氯化烷烴）。

膨脹材料可包含碳源，應注意聚胺基甲酸酯發泡體本身可充當碳源。碳源可包含如下至少一者：糊精、酚醛樹脂、新戊四醇（諸如其二聚體或三聚體）、黏土、或聚合物（諸如聚醯胺 6 、胺基聚（咪唑啉醯胺）、或聚胺基甲酸酯）。該胺基聚（咪唑啉醯胺）可包含重複的醯胺鍵結和咪唑啉基團。

膨脹材料可視需要性地包含增效化合物以進一步提升膨脹材料的阻燃性。增效化合物可包含如下至少一者：硼化合物（諸如硼酸鋅、磷酸硼、或氧化硼）、矽化合物、鋁矽酸鹽、金屬氧化物（諸如氧化鎂、氧化鐵、或氧化鋁水合物（boehmite））、或金屬鹽（諸如有機磺酸的鹼金屬或鹼土金屬鹽類或者鹼土金屬碳酸鹽類）。較佳的增效組合物包含有至少一種前述的含磷化合物。

膨脹材料可視需要地進一步包含黏合劑。黏合劑包含如下至少一者：環氧化物、多硫化物、聚矽氧烷、聚矽伸芳烴（polysilarylene）。基於膨脹材料的總重量，黏合劑可以小於或等於 50 重量%、或 5 至 50 重量%、或 35 至 45 重量% 的量存在於膨脹材料中。基於膨脹材料的總重量，黏合劑可以 5 至 95 重量%、或 40 至 60 重量% 的量存在於膨脹材料中。

膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體。大體而言，聚胺基甲酸酯發泡體由反應性組合物組成，該反應性組合物包含有機異氰酸酯組份，其與含活性氫的組份、界面活性劑和催化劑具反應性。用於製備聚胺基甲酸酯發泡體的有機異氰酸酯組份包含具有通式 Q(NCO)_i 的聚異氰酸酯，其中，i 為平均值 2 以上的整數，Q 為具有價數 i 有機基。Q 可為經取代或未經取代的基團（諸如具適當價數的烷烴或芳族基團）。Q 可為具有式 Q¹ -Z-Q¹ 的基團，其中 Q¹ 為伸烷基或伸芳基，而 Z 為 —O—、 —O-Q¹ -S—、 —CO—、 —S—、 —S-Q¹ -S—、 —SO—、或 —SO₂ —。Q 可以表示價數為 i 的聚胺基甲酸酯基。

合適之異氰酸酯的例子包含：六伸甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸基-對-甲烷、二甲苯基二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、伸苯基二異氰酸酯、甲伸苯基二異氰酸酯（包含 2,4-甲伸苯基二異氰酸酯、2,6-甲伸苯基二異氰酸酯、原態甲伸苯基二異氰酸酯）、雙-（4-異氰酸基苯基）甲烷、氯苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4′-二異氰酸酯（也被稱為 4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯，或MDI）與其加成物、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4′,4″-三異氰酸酯、異丙苯-α-4-二異氰酸酯、或聚異氰酸酯（諸如多伸甲基多苯基異氰酸酯）。

含活性氫的組份可包含多元醇（諸如至少一個聚醚多元醇或聚酯多元醇）。合適的聚酯多元醇包含多元醇與二羧酸或其形成酯之衍生物（諸如酸酐、酯和鹵化物）的聚縮合產物、聚內酯多元醇（可於多元醇存在下透過內酯開環聚合而製得）、聚碳酸酯多元醇（可透過碳酸二酯與多元醇或蓖麻油多元醇反應而製得）。可透過聚縮合生產聚酯多元醇之合適的二羧酸和二羧酸衍生物為脂族或環脂族二羧酸（諸如戊二酸、己二酸、癸二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸）、二聚酸、芳族二羧酸（諸如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、或對苯二甲酸）、三元或更高官能多元羧酸（諸如苯均四酸），以及酸酐或第二烷基酯（諸如順丁烯二酐、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸二甲酯）。

多元醇可具有在寬範圍內變化的羥值。大體而言，若使用包含其他交聯添加劑的多元醇，其羥值可為 28 至 1,000、或 100 至 800。羥值的定義為：完全中和由 1 g 多元醇或有∕沒有其他交聯劑添加劑的多元醇混合物製備的完全乙醯化衍生物之水解產物所需的氫氧化鉀毫克數。

製造發泡體的方法為已知的。發泡體可以機械發泡、物理或化學性地吹製，或兩者兼具。該聚胺基甲酸酯發泡體可經由澆鑄機械發泡組合物形成。尤其，可將聚胺基甲酸酯的反應性前驅物混合並機械性發泡，再澆鑄以形成層並固化。

物理性發泡劑可單獨使用或彼此混合使用，或與一種或多種化學發泡劑混合使用。物理性發泡劑可由廣泛的材料中選取，包含：碳氫化合物、醚、酯和部分鹵素取代的碳氫化合物、醚和酯等。典型的物理性發泡劑沸點為 −50 至 100°C、或 −50 至 50°C。例示性物理性發泡劑包含氟氯碳化物（chlorofluorocarbon）（諸如 1,1-二氯-1-氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷、單氯二氟甲烷、或 1-氯-1,1-二氟乙烷）、氟碳化物（fluorocarbon）（諸如 1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2,4,4-四氟丁烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基丙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,2,2-五氟丙烷、1,1,1,2,3-五氟丙烷、1,1,2,3,3-五氟丙烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、1,1,1,3,3,4-六氟丁烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、1,1,1,4,4,4-六氟丁烷、1,1,1,4,4-五氟丁烷、1,1,2,2,3,3-六氟丙烷、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、或五氟乙烷）、氟醚（fluoroether）（諸如甲基-1,1,1-三氟乙基醚、或二氟甲基-1,1,1-三氟乙基醚）、或碳氫化合物（諸如正戊烷、異戊烷、或環戊烷）。物理性發泡劑可包含如下至少一者：二氧化碳、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、戊烷、己烷、丁二烯、丙酮、氯甲烷、任一種氟氯碳化物、氫氯氟碳化物、或氫氟碳化物。與化學發泡劑相同，物理發泡劑的用量應足以使所生成的發泡體具有所欲的總體密度。基於反應性組合物的總重量，通常物理發泡劑的用量為 5 至 50 重量%、或 10 至 30 重量%。

若使用化學發泡劑，其可包含如下至少一者：水、偶氮化合物（諸如偶氮異丁腈、偶氮二甲醯胺（即，偶氮-雙-甲醯胺）、或偶氮二羧酸鋇）、經取代胼（諸如二苯碸-3,3′-二磺醯胼、4,4′-羥基-雙-（苯磺醯胼）、三胼基三嗪、或芳基-雙-（磺醯胼））、胺基脲（諸如對甲苯磺醯胺基脲、或 4,4-羥基-雙-（苯磺醯胺基脲））、三唑（諸如 5-嗎啉基-1,2,3,4- 噻三唑）、N-亞硝基化合物（諸如 N,N′-二亞硝基五甲基四胺、或 N,N-二甲基-N,N′-二亞硝基磷苯二甲醯亞胺）、苯並噁嗪（諸如靛紅衍酸酐）、或混合物（諸如碳酸鈉∕檸檬酸混合物）。化學發泡劑可包含水。發泡劑可包含如下至少一者：銨鹽、磷酸鹽、多磷酸鹽、硼酸鹽、多硼酸鹽、硫酸鹽、脲、脲甲醛樹脂、二氰二胺、或三聚氰胺。

上述化學發泡劑的量取決於試劑和所欲發泡體密度而變化，並且可容易地由熟悉本技藝人士所決定。大體而言，基於反應性組合物的總重量，化學發泡劑的用量為 0.1 至 10 重量%。在分解過程中形成的分解產物具生理安全性，並且不會有顯著不利地影響發泡聚胺基甲酸酯板材的熱穩定性或機械性能。

有數種催化劑可用於催化異氰酸酯組份和含活性氫的組份的反應。此種催化劑包含如下之有機和無機酸鹽或有機金屬衍生物：鉍、鉛、錫、鐵、銻、鈾、鎘、鈷、釷、鋁、汞、鋅、鎳、鈰、鉬、釩、銅、錳、或鋯，以及膦或三級有機胺。例示性的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫、辛酸鉛、環烷酸鈷、三乙胺、三伸乙二胺、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、1,1,3,3-四甲基胍、N,N,N′N′-四甲基-1,3-丁二胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、1,3,5-三（N,N-二甲基胺基丙基）-均-六氫三嗪、鄰- 和對-（二甲基胺基甲基）酚、2,4,6-三（二甲基胺基甲基）酚、N,N-二甲基環己胺、五甲基二伸乙基三胺、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、N-羥基烷基四級銨羧酸鹽、甲酸四甲基銨、乙酸四甲基銨、或 2-乙基己酸四甲基銨。

基於金屬諸如：鋁、鋇、鎘、鈣、鈰（III）、鉻（III）、鈷（II）、鈷（III）、銅（II）、銦、鐵（II）、鑭、鉛（II）、錳（II）、錳（III）、釹、鎳（II）、鈀（II）、鉀、釤、鈉、鋱、鈦、釩、釔、鋅或鋯，催化劑可包含金屬乙醯丙酮酸鹽。催化劑可包含：雙（2,4-戊二酮）鎳（II）（也被稱為乙醯丙酮鎳、或二乙醯丙酮鎳）或其衍生物（諸如二乙腈二乙醯丙酮鎳、二苯基腈二乙醯丙酮鎳、或雙（三苯基膦）二乙醯基乙醯丙酮鎳）。催化劑可包含乙醯丙酮鐵（FeAA）。

基於含活性氫的組份的總重量，存在於反應性組合物的催化劑可為 0.03 至 3 重量%。反應性組合物可包含乙醯丙酮（2,4-戊二酮），其可為所需的混合、澆鑄和其他程序提供熱潛伏期時間，並有助於避免在低溫處理過程中有害的過早固化。大體而言，催化劑與乙醯丙酮的重量比為 3：1 至 1:1。

反應性組合物可包含表面活性劑，該表面活性劑可在反應性組合物固化前使之穩定。表面活性劑可包含有機矽氧烷表面活性劑。有機矽氧烷可包含共聚物，該共聚物包含或基本上由SiO₂ （矽酸鹽）單元和（CH₃ ）₃ SiO_0.5 （三甲矽氧基）單元組成，其中矽酸鹽和三甲矽氧基的單元莫耳比為 0.8：1 至 2.2：1、或 1：1 至 2.0：1。有機矽氧烷可包含部分交聯的矽氧烷-聚氧烷嵌段共聚物，其中矽氧烷嵌段和聚氧烷嵌段透過矽與碳或矽與氧和碳連接。基於含活性氫的組份的總重量，該表面活性劑存在量可為 0.5 至 10 重量%、或 1 至 6 重量%。

可於反應性組合物添加視需要的添加劑。例如，添加劑可包含填料（諸如三水氧化鋁、二氧化矽、滑石、碳酸鈣、或黏土）、染料、顏料（諸如二氧化鈦、或氧化鐵）、抗氧化劑、抗臭氧劑、紫外線穩定劑、導電填料或導電聚合物。

聚胺基甲酸酯發泡體的製造可透過機械性混合反應性組合物（諸如包含異氰酸酯組份、含活性氫的組份、穩定泡沫的表面活性劑、催化劑和其他視需要的添加劑）與泡沫形成氣體。如圖 6 所示，發泡混合物（410）可透過例如管件（414）從單元（412）連續地供給到離型膜（416）上。離型膜可從供給捲軸（418）展開，且可被捲軸（420）和（422）向右拉動以通過系統中的各個作業站，並且可在捲起軸（424）上回捲。當離型膜（416）在其上沉積有發泡混合物（410）的情況向右移動時，透過刮刀（426）或其他合適的塗佈元件將發泡混合物（410）以所欲厚度塗佈至層。刮刀（426）將發泡混合物（410）塗佈至所欲的厚度，例如 0.1 至 15 毫米以形成標準層（gauged layer）。

可將發泡混合物的標準層輸送至一或多個加熱區域，例如：包含紅外線加熱器（446）的第一加熱區、或包含加熱平台（428）和（430）的第二加熱區。加熱平台（428）和（430）可為平行的，並沿著其長度可具有相等的間隔，或兩加熱平台可從入口（432）向出口（434）分叉。若與加熱平台（430）直接相對的發泡體上層沒有被另一層離型膜覆蓋，則平台（428）和（430）之間的間隔可大於發泡材料層和離型膜（416）的刮塗厚度，使得未暴露之發泡體上表面不接觸加熱平台（430）。各個加熱區的溫度可分別獨立地為 90 至 250°C。在經過加熱區後，成形之聚胺基甲酸酯層可被輸送至降溫區，並使用任何合適的冷卻元件（諸如風扇（438））冷卻。成形之聚胺基甲酸酯層可視需要地，在移除離型膜（416）後被捲軸（440）捲起。

膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體和膨脹材料。該膨脹材料可分散於聚胺基甲酸酯發泡體或可存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一表面。當膨脹材料存在於聚胺基甲酸酯發泡體，該膨脹材料在形成聚胺基甲酸酯發泡體之前，可存在於包含聚胺基甲酸酯前驅組合物的反應性組合物中，或膨脹材料可在加工後添加至發泡體，例如，透過使用包含膨脹材料的液體組合物浸透聚胺基甲酸酯發泡體。於此，膨脹材料可滲透聚胺基甲酸酯材料本身。

替代地或另外地，包含膨脹材料的液體組合物可滲透聚胺基甲酸酯材料的孔隙，並塗佈或填充至少一部分表面的孔隙，方便起見，本文中稱為「內表面」。於此，以基本上不負面影響發泡體的所欲性質（諸如發泡體的壓縮撓曲應力或壓縮率）下進行塗佈或填充。

另一方面，至於膨脹材料存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上，其係表示膨脹材料存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個外表面上。於此，膨脹材料可作為塗佈層添加，該塗佈層存在於發泡體的至少一個外表面，並且可滲透或不滲透發泡體的孔隙以塗佈內表面。該塗佈層可透過例如噴塗、浸塗、淋塗或輥塗等方式製成。發泡體之至少一外表面塗佈層的厚度可為 5 微米至 3 毫米、或 25 至 250 微米。如上述，令人驚訝地發現塗佈層基本上不負面影響發泡體的所欲性質（諸如發泡體的壓縮撓曲應力或壓縮率）。

該膨脹材料在形成聚胺基甲酸酯發泡體之前，可存在於包含聚胺基甲酸酯前驅組合物的反應性組合物中（例如於發泡混合物（410））。相反地，可將該膨脹材料作為層添加至成形的聚胺基甲酸酯發泡體上。例如，於加熱區後添加膨脹材料，可透過連續進料膨脹組合物（454）至聚胺基甲酸酯發泡體上。膨脹組合物（454）可透過刮刀（456）或其他合適的塗佈元件以所欲厚度塗佈至層。相反地（未示出），該方法可包含將離型膜從包含膨脹組合物（454）的浴槽中移出後，在纏繞於捲軸（440）之前，橫向通過（traversing）聚胺基甲酸酯發泡體。

在聚胺基甲酸酯發泡體已形成電池墊的所欲形狀後，可將膨脹材料添加至聚胺基甲酸酯發泡體。於此方法中，膨脹組合物可透過噴塗、浸塗、漆、淋塗等至少一種方式沉積於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一表面上。應注意，若膨脹組合物透過浸漬式方法（諸如浸塗）沉積，則不僅於表面，可能在發泡體內存在更多量的膨脹組合物。

膨脹型電池墊的厚度可為 0.1 至 26 mm、或 0.1 至 15 mm、或 0.3 至 10 mm、或 1 至 5 mm、或 5 至 6 mm。聚胺基甲酸酯發泡體的厚度可為 0.1 至 26 mm、或 0.1 至 15 mm、或 0.3 至 10 mm、或 1 至 5 mm、或 5 至 6 mm。該厚度可為在圖 1 中所示的 z 方向上。

膨脹型電池墊的密度可為 100 至 1,040 kg/m³ 、或 100 至 500 kg/m³ 、或 300 至 400 kg/m³ 。密度為根據ASTM D3574-95 的測試A（ Test A）所測得。

在 25% 撓曲下，膨脹型電池墊具有壓縮撓曲應力 5 至 1,035 千帕斯卡(kPa) 、或5 至 500 kPa、或 100 至 250 kPa、或 25 至 80 kPa。應注意，於 25% 的壓縮撓曲應力，意指將聚胺基甲酸酯發泡體物理性壓縮 25% 所需的負荷。在 75% 撓曲下，膨脹型電池墊具有壓縮撓曲應力 50 至 1,050 kPa、或 100 至 500 kPa、或 200 至 300 kPa。於本文中壓縮撓曲應力的測定方法為依據 ASTM D3574-17所測得。膨脹型電池墊具有SAG係數小於或等於 3，該SAG 係數係定義在65%下的壓縮撓曲應力除以在25 %下的壓縮撓曲應力。

根據 ASTM D3574-95 的測試D（Test D）於 23°C 或 70°C 下，測得膨脹型電池墊在50% 撓曲下的壓縮率為 0 至 15%、或 0 至 5%。

特別用於鋰離子電池的膨脹型電池墊可包含聚胺基甲酸酯發泡體，其根據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，具有 5 至 1,035 kPa 壓縮撓曲應力；以及膨脹材料，其含有酸源、碳源與發泡劑；其中，膨脹型電池墊在厚度 1 mm 下具有 UL-V0 等級。該電池墊的厚度為 1 至 5 mm。在 25% 撓曲下的壓縮撓曲應力可為 5 至 500 kPa、或 5 至 80 kPa。根據ASTM D3574-17 在 75% 撓曲下測定，聚胺基甲酸酯的壓縮撓曲應力可為 100 至 500 kPa、或 200 至 300 kPa。根據 ASTM D3574-95 的測試D（Test D）於 23°C 或 70°C 所測定，在50% 撓曲下聚胺基甲酸酯的壓縮率為 0 至 15%、或 0 至 5%。聚胺基甲酸酯具有SAG係數小於或等於 3，該SAG 係數係定義在65%下的壓縮撓曲應力除以在25 %下的壓縮撓曲應力。酸源可包含有機或無機磷或硫酸鹽的至少一種。有機或無機磷化合物可包含如下至少一者：三（2,3-二溴丙基）磷酸酯、三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、三（1-氯-3-溴異丙基）磷酸酯、雙（1-氯-3-溴異丙基）-1-氯-3-溴異丙基膦酸酯、聚胺基三嗪磷酸酯、磷酸三聚氰胺、或甲脒脲磷酸酯；或有機亞磷酸酯；或含磷無機化合物。碳源可包含如下至少一者：糊精、酚醛樹脂、新戊四醇、黏土或聚合物。碳源可包含聚胺基甲酸酯發泡體。發泡劑可包含如下至少一者：二氰二胺、偶氮二甲醯胺、三聚氰胺、胍、甘胺酸、脲、或鹵化有機物質。發泡劑可在溫度大於或等於 120°C、或 130 至 200°C 時分解。膨脹材料可進一步包含增效劑或黏合劑的至少一種。膨脹材料可存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一表面上。膨脹材料可分散於聚胺基甲酸酯發泡體。膨脹材料可置於膨脹型電池墊的所有表面上。

電池組可包含至少兩個電池單元；以及位於至少兩電池單元之間的膨脹型電池墊。電池可為鋰離子電池。

膨脹型電池墊的製造可透過塗佈發泡組合物於離型膜上，該發泡組合物包含反應性混合物；固化該反應性混合物以形成聚胺基甲酸酯發泡體。發泡組合物可包含膨脹材料，及∕或該方法可進一步包含沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上，以形成膨脹型電池墊。塗佈發泡組合物可包含將該發泡組合物沉積位於沉積位置上的離型膜；其中，固化反應性混合物包含移動該發泡組合物和該離型膜使之通過加熱區，以固化該反應性混合物及形成該聚胺基甲酸酯發泡體。沉積膨脹材料包含將聚胺基甲酸酯發泡體自加熱區移至膨脹材料沉積區並沉積該膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體上。沉積膨脹材料包含將聚胺基甲酸酯發泡體自加熱區移至膨脹材料浸漬區，以提供該膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體上。該發泡組合物可包含膨脹材料。

膨脹型電池墊的形成可透過在聚胺基甲酸酯發泡體上沉積膨脹材料塗層。該沉積包含浸塗、淋塗或噴塗。

提供以下實施例以說明本發明。實施例為說明性，並非旨在限制根據本文所述之材料、條件或製程參數所製的製品。實施例 實施例1

將七個 PORON 品牌的聚胺基甲酸酯發泡體切成 3mm厚的條狀。將膨脹型塗料塗覆於其中三個聚胺基甲酸酯發泡體的寬表面上，並將其中三個聚胺基甲酸酯發泡體在膨脹型塗料中進行浸塗。第七個聚胺基甲酸酯發泡體不包含膨脹型塗料。

根據 Underwriter’s Laboratory (UL)-94 可燃性測試對厚度為 1 毫米的樣品進行測試。圖 7 顯示在經過可燃性測試後的樣品，其中位於左側之三個聚胺基甲酸酯發泡體為被塗覆的，位於右側之三個聚胺基甲酸酯發泡體為被浸塗的。經浸塗的聚胺基甲酸酯發泡體達到 UL-94 V0 等級，並且在發泡體頂端顯示出相對較少量的炭。經塗覆的聚胺基甲酸酯發泡體達到UL-94 V1等級，於圖 7 中顯示出一些炭化，尤其是朝向發泡體的頂端。相對於經浸塗的發泡體，此炭化增加的情形是由於發泡體的邊緣未塗覆有塗料。未塗覆膨脹型塗料的第七個聚胺基甲酸酯發泡體被完全燃燒。

以下敘述為本發明非限制性方案。

方案 1：一種用於鋰離子電池的膨脹型電池墊，包含：聚胺基甲酸酯發泡體，其依據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，係具有 5 至 1,035 kPa 壓縮撓曲應力；以及膨脹材料，其含有酸源、碳源與發泡劑；其中，該膨脹型電池墊在厚度 1 毫米下具有 UL-V0 等級。

方案 2：如方案 1 所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹型電池墊具有厚度1 至 5 毫米。

方案 3：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，聚胺基甲酸酯發泡體具有如下之至少一性質：根據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，具有 5 至 500 kPa、或 5 至 80 kPa的壓縮撓曲應力；根據 ASTM D3574-17 在 75% 撓曲下測定，具有 100 至 500 kPa、或 200 至 300 kPa 的壓縮撓曲應力；根據 ASTM D3574-95的測試D（Test D）於 23°C 或 70°C下測得 50% 撓曲下的壓縮率為 0 至 15%、或 0 至 5%；或SAG係數小於或等於 3，該SAG 係數係定義在65%下的壓縮撓曲應力除以在25 %下的壓縮撓曲應力。

方案 4：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該酸源包含如下至少一者：有機或無機磷或硫酸鹽（例如硫酸銨）；其中該有機或無機磷酸化合物可包含如下至少一者：三（2,3-二溴丙基）磷酸酯、三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、三（1-氯-3-溴異丙基）磷酸酯、雙（1-氯-3-溴異丙基）-1-氯-3-溴異丙基膦酸酯、聚胺基三嗪磷酸酯、磷酸三聚氰胺、或甲脒脲磷酸酯（melamine phosphate）；有機亞磷酸酯；或含磷無機化合物。

方案 5：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該碳源包含如下至少一者：糊精、酚醛樹脂、新戊四醇（諸如其二聚體或三聚體）、黏土或聚合物（諸如聚醯胺 6或聚胺基甲酸酯發泡體）。

方案 6：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該發泡劑包含如下至少一者：二氰二胺、偶氮二甲醯胺、三聚氰胺、胍、甘胺酸、脲（諸如脲甲醛樹脂或羥甲基化甲脒脲磷酸酯）或鹵化有機物質（諸如氯化烷烴）。

方案 7：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該發泡劑在溫度大於或等於 120°C、或 130 至 200°C 時分解。

方案 8：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料進一步包含增效劑或黏合劑的至少一種。

方案 9：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一表面。

方案 10：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料分散在聚胺基甲酸酯發泡體中。

方案 11：如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其中，膨脹材料位於膨脹型電池墊的所有表面上。

方案 12：一種電池，包含：至少兩個電池單元；以及如上述方案中任一或更多者的膨脹型電池墊，其位於至少兩個電池單元之間。

方案 13：如方案 12 所述之電池，其中，該電池為鋰離子電池。

方案 14：一種製造膨脹型電池墊（如方案 1 至 11 中任一或更多者所述）的方法，包含：塗佈發泡組合物於離型膜上，該發泡組合物包含反應性混合物；固化該反應性混合物以形成聚胺基甲酸酯發泡體；以及其中，發泡組合物包含膨脹材料，或其中該方法進一步包含沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上，以形成膨脹型電池墊。

方案 15：如方案 14 所述之方法，其中，塗佈發泡組合物包含將發泡組合物沉積位於沉積位置上的離型膜；其中，固化反應性混合物包含移動發泡組合物和離型膜使之通過加熱區，以固化反應性混合物及形成聚胺基甲酸酯發泡體。

方案 16：如方案 15 所述之方法，其中，沉積膨脹材料包含將聚胺基甲酸酯發泡體自加熱區移至膨脹材料沉積區並沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體上。

方案 17：如方案 15 所述之方法，其中，沉積膨脹材料包含將聚胺基甲酸酯發泡體自加熱區移至膨脹材料浸漬區，以提供膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體上。

方案 18：如方案 14 至 17 中任一或更多者所述之方法，其中，發泡組合物包含膨脹材料。

方案 19：一種製造膨脹型電池墊（如方案 1 至 11 中任一或更多者所述）的方法，包含沉積膨脹材料於該聚胺基甲酸酯發泡體上。

方案 20：如方案 19 所述之方法，其中，沉積包含浸塗、淋塗或噴塗。

方案 21：一種電池組，包含：至少兩個電池單元，以及膨脹型電池墊（如方案 1 至 11 中任一項所述），其位於至少兩個電池單元之間或者沿著接近電池組之一表面；其中，膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體與在聚胺基甲酸酯發泡體上的膨脹材料層。

方案 22：如方案 21 所述之電池組，其中，膨脹材料層位於聚胺基甲酸酯發泡體的所有外表面上。

方案 23：如方案 21 或 22 任一項所述之電池組，其中，膨脹材料層存在於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個外表面上。

方案 24：如方案 21 至 23 任一項所述之電池組，其中，聚胺基甲酸酯發泡體具有厚度 1 至 5 毫米。

方案 25：如方案 21 至 24 任一項所述之電池組，其中，聚胺基甲酸酯發泡體具有厚度1 至 5 毫米；且膨脹材料層具有厚度 25 至 250 微米。

方案 26：如方案 21 至 25 任一項所述之電池組，其中，膨脹材料層的厚度小於聚胺基甲酸酯層的厚度；且其中膨脹材料層具有厚度 5 微米至 3 毫米。

方案 27：如方案 21 至 26 任一項所述之電池組，其中，膨脹型電池墊與該等電池單元中至少一個具有相同的周邊形狀。

方案 28：如方案 21 至 27 任一項所述之電池組，其中，膨脹型電池墊與至少兩個電池單元各自具有相同的周邊形狀和周邊尺寸。

方案 29：如方案 21 至 28 任一項所述之電池組，其中，該膨脹型電池墊與該等電池單元中之至少一個在沿著該膨脹型電池墊之周邊的至少一部分具有不同的周邊形狀。

方案 30：如方案 21 至 29 任一項所述之電池組，其中，該電池組包含堆疊的2至 100個、或 10 至 50個電池單元，其中，該膨脹型電池墊位於該堆疊中每個電池單元之間。

方案 31：一種電池，包含如方案 21 至 30 中任一項所述之電池組。

方案 32：如方案 31 所述之電池，其中，電池組位於殼體內；其中，發泡層位於該殼體中之電池組的第一側上，且熱管理組件位於電池組的第二側上；其中，熱管理組件包含熱界面層和冷卻板。

方案 33：如方案 31 或 32 所述之電池，其中，該電池為鋰離子電池。

組合物、方法和製品為可替代地包含由本文揭露之任何合適的材料、步驟、或組份、或者由本文揭露之任何合適的材料、步驟、或組份組成。該組合物、方法和製品可另外地或替代地配製，以減少或基本上免除任何對於實現該組合物、方法、和製品的功能或目標非必要的材料（或種類）、步驟、或組份。

單數形「一」、「一個」並非數量的限制，而是至少存在一個所述項目。除非本文另有定義，否則所使用之「或」表示「及∕或」。本說明書中使用的「一方案」、「一實施態樣」、「另一實施態樣」、「一些實施態樣」等，意指結合該實施態樣描述的特定元件（例如：特徵、結構、步驟或特性）係包含在本文所述的至少一個實施態樣中，且可存在或不存在於其他實施態樣中。此外，應當理解所述的元件可在各實施態樣以合適的方法組合。

當一元件（諸如層、膜、區域、或基底）「置於」另一元件，意指元件可以直接接觸或是可能存在中間元件。相反的，當元件「直接置於」另一元件，則不存在中間元件。

除非本文另有說明，否則所有測試標準均為自本發明申請提交日期起生效的最新標準，或者，若有請求優先權，則為出現測試標準的最早申請案之申請日。

指向相同組份或性質之所有範圍的端點係被包含，可獨立地組合，並且包含所有中間點和範圍。例如：「最高至 25 重量%，或 5 至 20 重量%」之範圍包含端點與「5 至 25 重量%」範圍中（諸如 10 至 23 重量% 等）的所有中間值。本文所使用的術語「第一」、「第二」等，「一級」、「二級」等不表示任何順序、數量、或重要性，而是用於區分一元素與另一元素。所使用的術語「包含上述至少一項的組合」、「至少一者」等，表示列表單獨包含每個元素，以及列表中兩個或多個元素的組合，以及列表中至少一元素與未提及之相似元素的組合。此外，「組合」包含摻混物、混合物、合金、反應物等。

除非另有定義，否則本發明所使用的技術和科學術語與本發明所屬的技術人員通常理解之含意相同。

使用標準命名法描述化合物。例如，未被任何指定基團取代的任何位置應理解為所示鍵或氫原子。不在兩字母或符號之間的破折號「-」用於表示取代基的連接點。例如，-CHO 透過羰基的碳連接。

本發明申請要求 2019 年 6 月 10 日提交之美國臨時申請序號 62/859,230 的權益。相關申請的全部內容透過引用併入全文以供參考。

所有引用的專利、專利申請案和其他參考文獻均透過引用併入全文以供參考。然而，若本發明中的術語與併入之參考文獻中的術語有矛盾或衝突處，則本發明中的術語優先於併入本發明之參考文件的衝突術語。

儘管已經描述了特定實施態樣，但申請人或本技藝的其他技術人員可能會想到目前或目前無法預料的替代、修改、變化、改進和實質等同物。因此，於本發明中所附加的申請專利範圍與其修正案，旨在包含所有此類替代、修改、變化、改進和實質等同物。

2:第一電池單元 2a:電池單元邊緣 2b:電池單元邊緣 4:膨脹型電池墊 6:第二電池單元 6a:電池單元邊緣 6b:電池單元邊緣 8:膨脹型電池墊的一部分 10:電池組 12:電池墊的邊緣 20:電池組 30:電池組 40:電池組 100:上蓋 104:膨脹層 110:墊片 120:發泡體層 130:熱界面層 140:冷卻板 150:下蓋 204:聚胺基甲酸酯層 410:發泡混合物 412:單元 414:管件 416:離型膜 418:供給捲軸 420:捲軸 422:捲軸 424:捲起軸 426:刮刀 428:加熱平台 430:加熱平台 432:入口 434:出口 438:風扇 440:捲軸 446:紅外線加熱器 454:膨脹組合物 456:刮刀

提供以下附圖為例示性實施態樣以說明本發明。附圖為說明性，並非旨在限制根據本文之材料、條件或以下製程參數所製的裝置。

圖 1 示出一電池組，其包含位於兩電池單元之間的膨脹型電池墊；

圖 2 示出另一電池組，其包含位於兩電池單元之間的膨脹型電池墊；

圖 3 示出一電池組，其包含一位於電池單元的陣列之間的膨脹型電池墊；

圖 4 示出一電池組，其包含位於電池單元的陣列中之電池單元之間的膨脹型電池墊；

圖 5 示出一電池，其包含電池單元的陣列；

圖 6 示出形成膨脹材料的方案；以及

圖 7 為實施例 1 之膨脹型電池墊的照片。

2:第一電池單元

4:膨脹型電池墊

6:第二電池單元

10:電池組

104:膨脹層

204:聚胺基甲酸酯層

Claims

一種用於鋰離子電池的膨脹型電池墊，包含：聚胺基甲酸酯發泡體，其依據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，係具有 5 至 1,035 kPa 壓縮撓曲應力；以及膨脹材料，其含有酸源、碳源與發泡劑；其中，該膨脹型電池墊在厚度 1 毫米下具有 UL-V0 等級。
如請求項 1 所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹型電池墊具有厚度1 至 5 毫米。
如請求項 1 所述之膨脹型電池墊，其中，該聚胺基甲酸酯發泡體具有如下之至少一性質：根據 ASTM D3574-17 在 25% 撓曲下測定，具有 5 至 500 kPa 的壓縮撓曲應力；根據 ASTM D3574-17 在 75% 撓曲下測定，具有 100 至 500 kPa 的壓縮撓曲應力；根據 ASTM D3574-95的測試D（Test D）於 23°C 或 70°C下，測得 50% 撓曲下的壓縮率（compression set）為 0 至 15%；或 SAG係數小於或等於 3，該SAG 係數係定義在65%下的壓縮撓曲應力除以在25 %下的壓縮撓曲應力。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該酸源包含如下至少一者：有機或無機磷化合物或硫酸鹽（sulfate）；其中該有機或無機磷化合物可包含如下至少一者：三（2,3-二溴丙基）磷酸酯、三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、三（1-氯-3-溴異丙基）磷酸酯、雙（1-氯-3-溴異丙基）-1-氯-3-溴異丙基膦酸酯、聚胺基三嗪磷酸酯、磷酸三聚氰胺（melamine phosphate）、或甲脒脲磷酸酯；有機亞磷酸酯；或含磷無機化合物。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該碳源包含如下至少一者：糊精、酚醛樹脂、新戊四醇、黏土或聚合物。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該發泡劑包含如下至少一者：二氰二胺、偶氮二甲醯胺、三聚氰胺、胍、甘胺酸、脲或鹵化有機物質。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該發泡劑在溫度大於或等於 120°C 時分解。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料進一步包含增效劑或黏合劑的至少一種。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料存在於該聚胺基甲酸酯發泡體的至少一表面。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料分散在該聚胺基甲酸酯發泡體中。
如請求項 1 至 3 中任一項所述之膨脹型電池墊，其中，該膨脹材料位於該膨脹型電池墊的所有表面上。
一種電池，包含：至少兩個電池單元；以及如請求項 1 至 11 中任一項所述之膨脹型電池墊，其位於至少兩個電池單元之間。
如請求項 12 所述之電池，其中，該電池為鋰離子電池。
一種製造如請求項 1 至 11 中任一項所述之膨脹型電池墊的方法，包含：塗佈發泡組合物於離型膜（release liner）上，該發泡組合物包含反應性混合物；固化該反應性混合物以形成聚胺基甲酸酯發泡體；以及其中，該發泡組合物包含膨脹材料，或其中該方法進一步包含沉積膨脹材料於聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個表面上，以形成該膨脹型電池墊。
如請求項 14 所述之方法，其中，塗佈發泡組合物包含將該發泡組合物沉積位於沉積位置上的離型膜；其中，固化該反應性混合物包含移動該發泡組合物和該離型膜使之通過加熱區，以固化該反應性混合物及形成該聚胺基甲酸酯發泡體。
如請求項 15 所述之方法，其中，沉積膨脹材料包含將該聚胺基甲酸酯發泡體自該加熱區移至膨脹材料沉積區並沉積該膨脹材料於該聚胺基甲酸酯發泡體上。
如請求項 15 所述之方法，其中，沉積膨脹材料包含將該聚胺基甲酸酯發泡體自該加熱區移至膨脹材料浸漬區，以提供該膨脹材料於該聚胺基甲酸酯發泡體上。
如請求項 14 至 17 中任一項所述之方法，其中，該發泡組合物包含膨脹材料。
一種製造如請求項 1 至 11 中任一項所述之膨脹型電池墊的方法，包含沉積膨脹材料於該聚胺基甲酸酯發泡體上。
如請求項 19 所述之方法，其中，該沉積包含浸塗、淋塗或噴塗。
一種電池組，包含：至少兩個電池單元，以及膨脹型電池墊，其位於該至少兩個電池單元之間或者沿著接近該電池組之一表面；其中，該膨脹型電池墊包含聚胺基甲酸酯發泡體與在該聚胺基甲酸酯發泡體上的膨脹材料層。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹材料層位於該聚胺基甲酸酯發泡體的所有外表面上。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹材料層存在於該聚胺基甲酸酯發泡體的至少一個外表面上。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該聚胺基甲酸酯發泡體具有厚度 1 至 5 毫米。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該聚胺基甲酸酯發泡體具有厚度1 至 5 毫米；且該膨脹材料層具有厚度 25 至 250 微米。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹材料層的厚度小於聚胺基甲酸酯層的厚度；且其中該膨脹材料層具有厚度 5 微米至 3 毫米。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹型電池墊與該等電池單元中至少一個具有相同的周邊形狀（perimeter shape）。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹型電池墊與該至少兩個電池單元各自具有相同的周邊形狀和周邊尺寸。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該膨脹型電池墊與該等電池單元中之至少一個在沿著該膨脹型電池墊之周邊的至少一部分具有不同的周邊形狀。
如請求項 21 所述之電池組，其中，該電池組包含堆疊的2 至 100個、或 10 至 50個電池單元，其中，該膨脹型電池墊位於該堆疊中每個電池單元之間。
一種電池，包含如請求項 21 至 30 中任一項所述之電池組。
如請求項 31 所述之電池，其中，該電池組位於殼體內；其中，發泡層位於該殼體中之電池組的第一側上，且熱管理組件位於電池組的第二側上；其中，熱管理組件包含熱界面層和冷卻板。
如請求項 31 或 32 所述之電池，其中，該電池為鋰離子電池。