[發(fā)明專利]一種復(fù)合式鋰電池防火材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111393693.1
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114197219B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曈;趙曉峰;郭芳威;余亞麗;蔡黃越
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);明光市銘垚凹凸棒產(chǎn)業(yè)科技有限公司
• 主分類號: D06N3/10
• 分類號: D06N3/10;D06N3/00;D06N3/18;H01M50/10;H01M10/658
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及復(fù)合式鋰電池防火材料及其制備方法和應(yīng)用，該防火材料為三層復(fù)合涂層體系，由外層的耐燒蝕材料、中層的隔熱材料和最內(nèi)層的無機纖維編織物復(fù)合構(gòu)成，所述耐燒蝕材料、隔熱材料與無機纖維編織物的厚度比為1～5:2～10:2～10。應(yīng)用與新能源車的電池中，貼附于電池箱子的鋁合金基板上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)1500攝氏度的火焰沖蝕30分鐘不穿透，該材料質(zhì)量輕、強度高，具有一定柔韌性，生產(chǎn)步驟簡單，易于大批量生產(chǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源車的電池領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合式鋰電池防火材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)化城市化進程的迅猛推進，化石能源的短缺和污染問題日益嚴(yán)重，全球?qū)τ诠?jié)能減排的要求越來越嚴(yán)格，新能源的需求，尤其是新能源車的需求大幅增長。2012年國務(wù)院印發(fā)了節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012―2020年)，提出純電驅(qū)動戰(zhàn)略。2019年，工信部發(fā)布修訂版《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》。因此，面對龐大的新能源車市場，對新能源車鋰電池的安全性能也提出了高要求。

一方面，新能源車的鋰電池需要足夠的容量滿足新能源車?yán)锍桃螅硪环矫妫囯姵氐姆€(wěn)定性和安全性維系著車主的生命財產(chǎn)安全。新能源車鋰電池的一個常見事故就是起火爆炸，其常見原因有由于電池過沖過放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)灰塵等，將隔膜刺穿導(dǎo)致的內(nèi)部短路；短路點越過整車熔斷器，同時BMS失效導(dǎo)致的外部短路；高溫下SEI膜、電解液、EC等會發(fā)生分解反應(yīng)，電解液的分解物還會與正極、負極發(fā)生反應(yīng)，電芯隔膜將融化分解產(chǎn)生的外部高溫等。為了在鋰電池在高溫著火情況下設(shè)下一層安全保險，給人員足夠的撤離時間，在其內(nèi)部設(shè)置防火材料是很有必要的。傳統(tǒng)的鋰電池很多不配置防火材料，或者使用多層氧化鋁作為防火材料，導(dǎo)熱系數(shù)不好，且材質(zhì)硬，影響電池設(shè)計。

專利申請CN201810841803.8公開了一種防火防爆型新能源汽車蓄電池結(jié)構(gòu)，包括密封外殼和設(shè)置于密封外殼內(nèi)的電池本體，所述密封外殼與電池本體之間設(shè)置有防火材料填充腔，所述防火材料填充腔內(nèi)填充有干粉滅火劑；所述密封外殼內(nèi)表面上固定設(shè)有防火板，所述防火材料填充腔設(shè)置于所述防火板與電池本體之間；所述密封外殼材料由內(nèi)向外依次包括有金屬層、聚丙烯塑料層，陶瓷化硅橡膠層，其中，所述的陶瓷化硅橡膠層按照重量份數(shù)計，由以下原料制備而成：硅橡膠100份、成瓷填料40～80份、助熔劑5～20份、鉑催化劑0.2～1.5份、羥基硅油2～8份、硫化劑2～4份，其中，成瓷填料為硅酸鋁纖維和針狀硅灰石的混合物，其中硅酸鋁纖維和針狀硅灰石的質(zhì)量比為15～25:30～40。但該專利為蓄電池結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于密封外殼、電池本體與防火材料填充腔的形狀作出了一定限制，并不能直接運用在不同型號的新能源車上；所述密封外殼內(nèi)采用了鍍鎳碳素鋼制成的金屬層，重量較大，不夠輕質(zhì)，影響蓄電池整體輕便性，而且陶瓷化硅橡膠層耐受火焰溫度低，使用不便。