[發明專利]具有阻燃層和絕熱層的集裝箱

在審

• 申請號: 201580045750.3
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN107074431A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: D·坎貝爾;C·杰爾赫森
• 申請（專利權）人: 諾查股份有限公司
• 主分類號: B65D81/38
• 分類號: B65D81/38;B65D88/74;B65D90/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 項丹,郭輝

發明領域

本發明涉及容器和包裝材料，且更具體涉及具有減少來自和/或到達容器的熱轉移的熱屏障組件的容器。

背景技術

隨著電運行便攜式“小器件”的普及，售出以驅動這些小器件的電池的數量也相應地呈現了爆炸式增長。在過去10年銷售量明顯增加的電池的一種類型是鋰電池。例如，據估算，在1996年售出了價值約四百萬美元的鋰電池，在2014年售出了價值約四十億美元的鋰電池。

鋰電池相對于其經常替代的堿性電池具有優勢。由于鋰是極具活性的材料，相對于電池中所用的材料的量，鋰傾向于提供更大的功率。另外，鋰電池的放電曲線比堿性電池更長且更平坦，從而在電池的使用壽命內提供持續的更高的電壓。

這些特征使得小裝置制造商能夠縮減電池的尺寸并提供小裝置運行所需的同等的功率，或者在確定尺寸的電池中提供更大的功率。

盡管鋰電池比堿性電池更昂貴，但是其在小裝置或需要大量的存儲電量的裝置(例如照相機和智能手機)中使用時具有特別良好的性能特征。

術語“鋰電池”是指所含的陰極或電解質含有金屬鋰或鋰化合物的一類電池。鋰電池的兩個主要類別包括鋰金屬電池和鋰離子電池。

鋰電池和鋰離子電池之間具有幾個重要差別。這兩種電池間最重要的實質差別在于鋰電池不可充電，而鋰離子電池可充電。從化學角度來看，鋰電池使用純金屬形態的鋰，而鋰離子電池使用鋰化合物，其比鋰電池中所用的單質鋰穩定得多。鋰電池不能充電，而鋰離子電池設計為能夠充電數百次。

與其他充電電池(例如鎳金屬氫化物充電電池或鎳鎘電池)相比，鋰電池的另一個優勢在于，鋰電池比大多數其他類型的充電電池具有更高的能量密度。例如，在具有同等尺寸和重量時，鋰離子電池能夠比鎳基充電電池存儲更多的能量。

另外，鋰離子電池的運行電壓高于其他充電電池，從而能夠在多種應用中使用單個單元電池，而鎳金屬氫化物或鎳鎘電池則需要多個單元。進一步，鋰電池的自放電率低于其他類型的充電電池，從而能夠將電力存儲更長時間?？偠灾?，相比其他類型的充電電池，鋰離子電池可制作得更小、更輕，具有高電壓并將電力保持得更長。

遺憾的是，鋰電池與其他電池相比也具有某些缺點。例如，與堿性電池和鎳基電池相比，鋰電池制造起來更為昂貴。使用鋰電池的另一缺點在于，與鎳基電池相比，其著火的可能性更高。

認為鋰離子電池容易著火的根源在于電池中隔膜的損壞或缺陷。鋰電池含有極薄的隔膜，將電池中的元件隔開。當這些隔膜損壞而不能正確工作時，電池會損壞并著火。這些“不良隔膜”損壞可能由較差的設計、制造缺陷、在電池上產生的外部損傷、較差的電池包裝設計、電池設計中產生的不充分或不足夠的保護以及過充等導致。

由薄隔膜損傷導致的內部短路導致在后續產生熱量。在特定電池中熱量的產生可激發所謂的熱逸散，該過程中電池會過熱并著火，從而以類似于以下的方式引燃相鄰的電池：在一盒火柴中，如果一根點燃的火柴與相鄰的未點燃的火柴靠近，則會引燃相鄰的火柴。

對此，已有記錄表明鋰離子電池在約953華氏度時起燃，并且在燃燒過程中能超過1100華氏度。照此，燃燒的鋰離子電池通常能夠產生足夠的熱來引燃相鄰的電池。

電池引燃其他電池的這種能力稱作“熱逸散”。加劇熱逸散的一個因素在于，鋰電池能夠在氧氣不存在的情況下燃燒和引燃。因此，將電池放置在真空容器中或密封容器中并不能防止容器中的電池參與熱散逸，從而使容器過熱。

已報道了多電池容器參與熱散逸而引起相鄰的多電池容納容器變得足夠熱、從而引燃其中容納的鋰電池的示例。

這種易著火的傾向會增加運輸鋰電池的貨運者的風險，特別是通過航空運輸電池時。運輸電池增加的風險會增加運輸電池的成本。

運輸成本可明顯增加電池的成本，特別是考慮到現今出售的大多數電池在中國制造，卻在遠距離的市場使用，例如北美和歐洲市場。

熱逸散在裝載有電池的飛機中能產生特別困擾的情況。由FAA威廉休斯技術中心(“FAA技術中心”)進行的測試表明，存在與鋰電池相關的特定的傳播特征。鏈反應熱逸散能導致自熱以及電池存儲能量的釋放。在著火情況下，貨倉中火焰的空氣溫度可升高至鋰的自燃點以上。如上所述，這些高溫能引燃電池和進一步引燃相鄰的電池，從而對貨倉造成災難性的火災風險。

盡管鋰離子電池的構建中的進步已使得這種熱散逸極為罕見，但是熱散逸的風險仍然存在。

已進行了各種控制熱逸散的嘗試。大多數這種嘗試集中于阻燃劑的使用或液體抑制產品技術的使用。