[發明專利]一種三相膠組合物和動力電池包及其制備方法

在審

• 申請號: 202210351996.5
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114702931A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 栗曉杰;高雅;肖冬梅;許紫光;武藝杰;呂振濤
• 申請（專利權）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J11/08;C09J11/06;H01M10/613;H01M10/659;H01M50/293
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 王浩然

本發明涉及一種三相膠組合物和動力電池包及其制備方法，所述三相膠組合物包括溶劑、粘接劑、阻燃劑、相變材料和可選的固化劑；所述相變材料為微囊相變材料；相對于100重量份的所述溶劑，所述粘接劑的含量為10～20重量份；所述阻燃劑的含量為30～50重量份；所述相變材料的含量為20～30重量份；所述固化劑的含量為0～3重量份。本公開提供的用于電池包的三相膠組合物具有高粘性，能夠固定模組和電池管理系統，同時能夠密封上下箱體，進而能夠減少電池配件的應用，增加動力電池包的能量密度；同時，該三相膠組合物在電池內部溫度升高時，相變材料吸收熱量，進而增加了電池的安全性能。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池領域，具體的，涉及一種三相膠組合物和動力電池包及其制備方法。

背景技術

高比能量電池包是實現電動汽車輕量化的主要途徑，目前實現電池包輕量化的研究方向主要包括：優化電池包設計，減輕電池包的配件質量，減少電池包配件數量，采用輕量化復合材料，提高單體電芯能量密度。其中輕量化復合材料和高能量密度的單體電芯是實現高比能電池包的關鍵技術研究，而復合材料的可燃性和高能量電芯的穩定性差等問題阻礙了電池系統的快速發展。

目前解決電池系統安全性能的方法主要是防止火焰蔓延。可以在電池包內設置滅火器，當電池包內溫度或煙霧觸發滅火器裝置時可及時進行滅火；也可通過閥體噴射方向的設計，來引導火焰的生成方向；此外還可以在單體電芯直接設置隔熱層，從而阻隔電池之間的傳熱路徑，避免熱蔓延。

發明內容

本公開的目的在于開發一種三相膠組合物和動力電池包及其制備方法，在提高保證動力電池包比能量的同時提高動力電池包的安全性能。

為了實現上述目的，本公開第一方面提供了一種三相膠組合物，所述三相膠組合物包括溶劑、粘接劑、阻燃劑、相變材料和可選的固化劑；所述相變材料為微囊相變材料；相對于100重量份的所述溶劑，所述粘接劑的含量為10～20重量份；所述阻燃劑的含量為30～50重量份；所述相變材料的含量為20～30重量份；所述固化劑的含量為0～3重量份。

可選地，所述溶劑為水；所述粘接劑為聚氨酯和/或環氧樹脂；所述阻燃劑為磷腈類化合物，優選為五氟環三磷腈、六氯三聚磷腈和六氟三聚磷腈中的一種或幾種；所述相變材料包括相變芯材和膠囊外殼；所述固化劑為異氰酸酯、縮二脲多異氰酸酯和三聚體多異氰酸酯中的一種或幾種優選為異氰酸酯。

可選地，所述相變芯材包括硅油、聚乙烯蠟乳和聚丙烯蠟乳中的一種或幾種，優選為硅油；所述膠囊外殼包括TiO₂、SiO₂和Al₂O₃中的一種或幾種，優選為SiO₂。

本公開第二方面提供一種動力電池包，該動力電池包包括：下箱體托盤；電池模組組件，與所述下箱體托盤固定連接，包括電池模組和電池管理系統；箱體上蓋，與所述下箱體托盤相對設置并形成用于容納所述電池模組組件的腔室；所述腔室和/或所述電池模組組件的表面設有膠層，所述膠層含有本公開第一方面所述的三相膠組合物。

可選地，所述下箱體托盤為鋁合金材料；所述箱體上蓋為輕量化復合材料。

可選地，所述下箱體托盤的內表面與所述電池模組組件之間設有厚度為2～6mm的所述膠層；所述電池模組組件的外表面覆有厚度為0.2～1.0mm的所述膠層；所述箱體上蓋與下箱體托盤的對接邊緣之間設有厚度為1～4mm的所述膠層。

本公開第三方面提供一種制備本公開第二方面所述的動力電池包的方法，該方法包括：將粘結劑加入到溶劑中進行溶解，向得到的混合液中分別加入阻燃劑和相變材料進行混合攪拌制得三相膠漿料；將所述三相膠漿料涂覆于所述下箱體托盤的內表面，將所述電池模組組件固定在所述下箱體托盤的三相膠漿料上；在所述電池模組組件的表面和所述箱體上蓋內表面噴涂所述三相膠漿料；在所述箱體上蓋與下箱體托盤的對接邊緣涂覆所述三相膠漿料；將所述箱體上蓋與下箱體托盤的對接邊緣重合。