[發明專利]膨脹式電池墊

在審

• 申請號: 202010526370.4
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN112072015A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王巍;布雷特·基爾赫尼;羅伯特·戴格爾;馬克·圣·讓;克里斯托弗·丘爾奇爾
• 申請（專利權）人: 羅杰斯公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M10/0525;H01M10/653
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 譚天;蔡勝有

本發明涉及一種膨脹式電池墊。在一方面，用于鋰離子電池的膨脹式電池墊包括：聚氨酯泡沫，其具有5千帕斯卡至1035千帕斯卡的根據ASTM D3574?17確定的在25％撓度下的壓縮力撓度；以及膨脹材料，其包括酸源、碳源和發泡劑；其中，膨脹式電池墊具有1毫米厚度下的UL?V0等級。在另一方面，電池可以包括：至少兩個電池單體；以及位于至少兩個電池之間的膨脹式電池墊。

技術領域

本申請涉及一種電池組合件，并且特別地涉及一種可以用于鋰離子電池的包括膨脹式電池墊的電池組合件。

背景技術

由于諸如電動交通工具和電網儲能系統的應用以及諸如電動自行車、不間斷電源電池系統和鉛酸替代電池的其他多單元電池應用的增長，對諸如鋰離子電池的電化學儲能裝置的需求正在增長。對于大型應用例如電網存儲和電動交通工具，經常使用串并聯陣列連接的多個單元。這樣的單元可能是大型的(例如，至少有10安培小時(Ah))。大型單元的一個持續存在的問題是安全性，因為進入熱失控的單元中釋放的能量與留在單元內部并且在熱失控期間可使用的電解質和活性物質的量成比例。換言之，因為大型單元包含更大量的電解質和活性物質，所以熱失控會導致更嚴重的火災。另外，一旦大型單元處于熱失控模式，由該單元產生的熱會在相鄰單元中引發熱失控傳播反應，從而引起點燃整個組的級聯效應，導致對組和周圍設備的破壞以及對于用戶的潛在不安全條件。

雖然已經考慮了降低這樣的電池的易燃性的嘗試，但是它們并非沒有缺點。例如，已經考慮了通過添加阻燃劑添加劑或通過使用本來就不易燃的電解質來修改電解質，但是這些嘗試會負面地影響鋰離子電池單體的電化學性能。用于防止級聯熱失控的其他方法涉及在單元或單元群組之間并入更大程度的絕緣，以便減少在熱事件期間的熱傳遞的量。這些方法可以限制可以實現的能量密度的上界。

隨著對具有高能量密度的電池的需求的增加，火焰發生和傳播的風險增加。因此，在本領域中需要能夠滿足或超過當前火焰安全標準的電池。如果電池還可以在期望的更高能量下起作用，則將是進一步的優勢。

發明內容

本文公開了一種電池組合件，其包括：至少兩個電池單體；以及位于所述至少兩個電池單體之間的膨脹式電池墊。膨脹式電池墊包括：聚氨酯泡沫，其具有5kPa至1035kPa的根據ASTM D3574-17確定的在25％撓度下的壓縮力撓度；以及膨脹材料，其包括酸源、碳源和發泡劑，其中，膨脹式電池墊具有1毫米厚度下的UL-V0等級。

上述特征和其他特征通過以下附圖、詳細描述和權利要求來例示。

附圖說明

以下附圖為示例性實施方案，提供這些示例性實施方案以說明本公開內容。說明實施例的附圖不旨在將根據本公開內容制造的裝置限制于本文中闡述的材料、條件或過程參數。

圖1是包括位于兩個電池單體之間的膨脹式電池墊的電池組合件的一方面的圖示；

圖2是包括位于兩個電池單體之間的膨脹式電池墊的電池組合件的另一方面的圖示；

圖3是包括位于電池單體的陣列之間的膨脹式電池墊的電池組合件的一方面的圖示；

圖4是包括位于電池單體的陣列中的電池單體之間的膨脹式電池墊的電池組合件的一方面的圖示；

圖5是包括電池單體的陣列的電池的一方面的圖示；

圖6是形成膨脹材料的一方面的圖示；以及

圖7是實施例1的膨脹式電池墊的照片。

具體實施方式

包括多個單元的電池中的熱失控的問題是一個難題，因為與正經歷熱失控的單元相鄰的單元可以從事件吸收足夠的能量，以使它們被觸發而也進入熱失控。引起熱失控事件的這種傳播可以導致連鎖反應，其中，存儲裝置隨著單元點燃相鄰的單元而進入一系列級聯的熱失控。