[發明專利]用于減輕電池組中的熱失控的包含水合物的熱障組件

在審

• 申請號: 202211053962.4
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115939614A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 肖興成;Y·曾;蔡梅
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M50/209
• 分類號: H01M50/209;H01M50/24;H01M50/244;H01M50/249;A62C3/16;A62C5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 靳瀟桐;楊思捷

本發明公開了用于減輕電池組中的熱失控的包含水合物的熱障組件。根據本公開的各個方面的用于電化學電池的熱障組件包含功能材料。功能材料包含金屬碳酸鹽的水合物和金屬磷酸鹽的水合物中的至少一種。功能材料被構造成在大于或等于約100℃的第一溫度下釋放水蒸氣，并且在大于或等于約300℃的第二溫度下分解以釋放氣態阻燃劑。根據本公開的各個方面的另一熱障組件包含水合物和阻燃劑。水合物被構造成在大于或等于約100℃的第一溫度下釋放大于或等于約1?kg的量的水。阻燃劑被構造成在大于或等于約300℃的第二溫度下分解。

技術領域

本發明公開了一種用于電化學電池的熱障組件和一種組裝電池組包的方法。

背景技術

本部分提供了與本公開相關的背景信息，其不一定是現有技術。

本公開涉及用于電化學電池（cell）/電池組（battery）的包含水合物的熱障組件以減少或最小化熱失控擴展事件。本公開還涉及包括熱障組件和/或熱障組裝件的電池組包（battery?pack）。

需要先進的能量存儲裝置和系統來滿足各種產品的能量和/或功率要求，包括汽車產品，例如起動-停止系統(例如，12V起動-停止系統)、電池組輔助系統、混合動力電動車輛(“HEV”)和電動車輛(“EV”)。鋰離子電化學或電池組通常包括多個電池，所述電池可以以堆疊電連接以增加整體輸出。特別地，電池組電池可包括交替的正電極和負電極，其中在所述正電極和所述負電極之間設置有隔離件以限定堆疊。這些電池組電池因此形成電池組模塊。所述模塊可組裝成電池組包，該電池組包設置在外殼或電池組殼體或罩殼中。

發明內容

本部分提供了本公開的一般概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

在各個方面，本公開提供了一種用于電化學電池的熱障組件。熱障組件包含功能材料。功能材料包含金屬碳酸鹽的水合物和金屬磷酸鹽的水合物中的至少一種。功能材料被配置成在大于或等于約100℃的第一溫度下釋放水蒸氣。功能材料被配置成在大于或等于約300℃的第二溫度下分解以釋放氣態阻燃劑。

在一個方面，功能材料包含金屬碳酸鹽的水合物。氣態阻燃劑包含二氧化碳。

在一個方面，金屬碳酸鹽選自：碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈰、碳酸鋇、碳酸銅、碳酸鋅、碳酸鐵或其任何組合，以及其組合。

在一個方面，功能材料包含金屬磷酸鹽的水合物。氣態阻燃劑包含磷自由基（phosphor?radical）。

在一個方面，金屬磷酸鹽選自：磷酸銨、磷酸鎂、磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鈉、磷酸鈣、磷酸鐵和或其組合，以及其組合。

在一個方面，熱障組件還包含另一種水合物。所述水合物選自：硫酸銨水合物、硫酸鈣水合物、硫酸鋁水合物、硫酸銅水合物、硫酸鎂水合物、硫酸鋅水合物、硫酸鋯水合物、硫酸氧釩水合物（vanadium?oxide?sulfate?hydrate）或其組合。

在一個方面，熱障組件還包括多孔玻璃纖維氈和多個顆粒。多個顆粒設置在多孔玻璃纖維氈的孔中。多個顆粒包含功能材料。

在一個方面，熱障組件還包含聚合物粘合劑。

在一個方面，熱障組件具有大于或等于約40%至小于或等于約60%的孔隙率。

在一個方面，熱障組件被配置成吸收大于或等于約1?MJ的熱。

在各個方面，本公開提供了一種用于電化學電池的熱障組件。所述熱障組件包含水合物和阻燃劑。水合物被配置成在大于或等于約100℃的第一溫度下釋放大于或等于約1kg的量的水。阻燃劑被配置成在大于或等于約300℃的第二溫度下分解。

在一個方面，水合物選自：硫酸銨水合物、硫酸鈣水合物、硫酸鋁水合物、硫酸銅水合物、硫酸鎂水合物、硫酸鋅水合物、硫酸鋯水合物、硫酸氧釩水合物，及其組合。