[發明專利]包含氣凝膠粉末和芳族聚酰胺聚合物原纖維的紙

在審

• 申請號: 202180021787.8
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN115298882A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: M·阿夫沙里;B·S·姜
• 申請（專利權）人: 杜邦安全與建筑公司
• 主分類號: H01M10/658
• 分類號: H01M10/658;H01M50/143;H01B3/04;H01B3/30;D04H1/4342;D21H13/26;H01B3/48;H01M10/653
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;彭昶

一種適用于電池或電池組中作為火焰屏障或熱絕緣材料的紙，所述紙包含60至95重量百分比的氣凝膠粉末和5至40重量的芳族聚酰胺聚合物原纖維；所述紙具有50至4000微米的厚度。

背景技術

發明領域。本發明涉及一種適用于電池單元、電池模塊、或電池組中作為火焰屏障或熱絕緣材料的紙；以及一種電池單元、一種電池模塊、或一種電池組，其包含所述紙。

相關技術的描述。伴隨著鋰離子和其他電池在電動汽車中使用的增長，涉及過熱和火災的電池故障急劇增加。對于包括分離電池單元以幫助防止一個電池單元中的過熱和熱點導致整個電池組演變成可能導致火災或爆炸的熱失控狀態的用途，需要火焰屏障和阻燃絕緣材料。

此外，一些被提議的用于這種絕緣的材料具有電池制造商不希望的屬性。在制造中或在使用中，一些絕緣材料具有高的脫落顆粒的傾向，這是不希望的，因為它們會在如需要在絕緣材料的表面施加高速自動膠帶的過程中產生灰塵和其他問題。顆粒脫落還影響絕緣材料的表面與膠帶之間的粘合，導致絕緣材料因大多數電動汽車在正常運行期間經歷的振動(如道路振動)而發生移動和/或錯位。此外，制造期間的材料損失是收率損失并且是不希望的。

所需要的是可以用于需要火焰屏障或熱絕緣材料的應用中的火焰屏障結構，如電池單元、電池模塊、或電池組中的各種位置，其可以提供改進的熱絕緣材料，但在制造中和在使用中也都具有可接受的脫落性能。

發明內容

本發明涉及一種適用于電池或電池組中作為火焰屏障或熱絕緣材料的紙，所述紙包含60至95重量百分比的氣凝膠粉末和5至40重量的芳族聚酰胺聚合物原纖維；所述紙具有50至4000微米的厚度。

附圖說明

圖1和2分別是由氣凝膠粉末和芳族聚酰胺聚合物原纖維的組合制成的紙的表面在500x和1000x放大倍數下的SEM照片。

圖3和4分別是由氣凝膠粉末和芳族聚酰胺聚合物原纖維的組合制成的壓光或致密紙在500x和1000x放大倍數下的截面圖。

圖5和6分別是由氣凝膠粉末、芳族聚酰胺聚合物原纖維和云母的組合制成的紙的表面在500x和1000x放大倍數下的SEM照片。

圖7是由氣凝膠粉末和芳族聚酰胺聚合物原纖維的組合制成的幾種紙的熱導率的圖，其示出了總氣凝膠粉末與芳族聚酰胺聚合物原纖維的不同量對紙熱導率的影響。

圖8是在1000x放大倍數下拍攝的芳族聚酰胺聚合物原纖維的數字照片。

圖9是在500x放大倍數下拍攝的可商購芳族聚酰胺紙漿的數字照片。

圖10是將PPD-T/PVP長絲對比PPD-T長絲中的孔分布進行比較的圖示。

具體實施方式

本發明涉及一種適用于電池單元、電池模塊、或電池組中作為火焰屏障或熱絕緣材料的紙；以及一種電池單元、一種電池模塊、或一種電池組，其包含所述紙。所述紙包含60至95重量百分比的氣凝膠粉末和5至40重量的芳族聚酰胺聚合物原纖維；所述紙具有50至4000微米的厚度。通過使用芳族聚酰胺聚合物原纖維使得在片材中的氣凝膠粉末的這種高百分比成為可能，所述芳族聚酰胺聚合物原纖維被認為通過纏結或通過形成網狀結構來捕獲或截留顆粒，該網狀結構不允許氣凝膠粉末在造紙期間從結構中被洗出。