[發(fā)明專利]電池組包裝組件及相關方法

有效

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• 申請日: 2010-07-13
• 公開（公告）號: CN102598348A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: V·S·文卡塔拉馬尼;M·拉馬內
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/39
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進;林森

發(fā)明背景

本發(fā)明一般性地涉及一種電絕緣涂層。更具體地，本發(fā)明涉及在電池組包裝組件中用于鈉電池的電隔離的高溫電絕緣涂層。本發(fā)明還涉及一種制造所述電池組包裝的方法。

電池組為用于在移動系統(tǒng)例如電動交通工具、混合電動交通工具和非交通工具(例如機車、越野采礦交通工具、船用應用、公交車和汽車)和固定應用例如不間斷電力供應(UPS)系統(tǒng)和“Telecom”(電信系統(tǒng))中儲存一部分能量的必要元件。在交通工具的情況下，能量通常在制動期間再生，用于在發(fā)動期間后來使用。總的來說，當后來使用的要求低時可產(chǎn)生能量，因此降低燃料消耗。總的來說，出于某些原因，電池組運行環(huán)境是苛刻的，包括但不限于環(huán)境運行溫度的大變動、延長的機械顫動以及存在腐蝕性污染物。

此外，在嚴格的條件下實現(xiàn)充電和放電，包括在重型交通工具加速時大量的放電電流以及在制動時大量的充電電流。然而，假定高初始資金成本，混合交通工具電池組通常預期具有延長的壽命。通常，這些電池組由許多電池組成。每個電池與相鄰的電池電隔離，同時，各電池以串聯(lián)或并聯(lián)排列彼此電連接。通常，單個的電池通過放置在電池之間的云母片材或云母卷或箔分隔，用于電絕緣。

已知存在許多不同類型的電池組。然而，如普通技術人員所理解的，當前的高溫電池組(例如，鈉金屬鹵化物電池組)易于由于對電池組的機械顫動破壞而失效。機械顫動引起在云母片材和電池之間的相對運動，導致由于電蠕變而在電池之間損失電連接。顫動還可導致在密封空間中的擊打失效，并且可導致破壞云母片材的機械和絕緣性質。

因此，期望開發(fā)一種具有高可靠性和延長的壽命的電池組包裝，具有改進的電絕緣以用于混合運輸交通工具例如機車的高顫動環(huán)境。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，提供了包含多個電化學電池的電池組包裝組件。所述電化學電池通過施用于電化學電池的外表面的高溫電絕緣涂層彼此隔離。

本發(fā)明的一些實施方案還提供了一種用于在電池組包裝組件中在單個電化學電池之間提供電隔離的方法。所述方法包括通過高溫熱沉積方法將高溫絕緣材料的涂層施用于電池的外表面的步驟。高溫絕緣材料的熔點大于電化學電池的運行溫度。

附圖

參考附圖，閱讀以下詳細說明可更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點，其中：

圖1為本發(fā)明的一個實施方案的示意圖；

圖2為本發(fā)明的另一個實施方案的示意圖。

發(fā)明詳述

如以下詳細討論的，本發(fā)明的一些實施方案提供了在電池組包裝中用于單個電化學電池的電隔離的高溫電絕緣涂層。這些實施方案有利地避免在運行期間破壞電池之間的電絕緣的風險。本發(fā)明的實施方案還描述了一種在每個電池的外表面上施用這種高溫涂層的方法。雖然本討論在用于電池組的涂層的上下文中提供了實例，本領域普通技術人員將容易地理解這些涂層在其他上下文中的應用也在本發(fā)明的范圍內，例如用于熱阻擋涂層或腐蝕阻擋涂層。

本發(fā)明將描述關于用于移動系統(tǒng)的電池組包裝。然而，本發(fā)明同樣適用于可在高溫(通常大于約250℃)下運行的其他類型的電池組。此外，本發(fā)明可用于固定應用，例如不間斷電力供應(UPS)系統(tǒng)和電信系統(tǒng)。

本文在整個說明書和權利要求書中使用的近似語言可應用于修飾任何數(shù)量表示，這些數(shù)量可允許變化但不會導致相關的基本功能的變化。因此，被一個或多個術語例如“約”修飾的數(shù)值不局限于指定的精確值。在一些情況下，近似語言可相應于測量該值的儀器的精度。

本文使用的“陰極材料”為在充電期間供應電子的材料，并且作為氧化還原反應的一部分存在。“陽極材料”在充電期間接受電子，并且作為氧化還原反應的一部分存在。

本文使用的術語“電隔離”是指相對于并排排列的電池，在電池組包裝組件中每個電化學電池與相鄰的電池電分離。

本文使用的“擊穿強度”是指在施用的AC或DC電壓下材料的介質擊穿抗性的度量。將在擊穿前施用的電壓除以材料的厚度，以提供擊穿強度值。其通常以相對于單位長度的單位電位差來測量，例如千伏/毫米(kV/mm)。除非另外說明，否則本文使用的術語“高溫”通常是指超過約250攝氏度(℃)的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供了一種電池組包裝組件。所述電池組包裝組件包含多個電化學電池，所述電化學電池通過施用于每個電化學電池的外表面的高溫電絕緣涂層而電隔離。