[實用新型]熱防護層及電動汽車電池用熱防護結構

有效

• 申請號: 202220970255.0
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN217704995U
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 李臻;劉行勇
• 申請（專利權）人: 佛山市中柔材料科技有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B5/06;B32B3/04;H01M50/293;H01M50/249;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/653;H01M10/655;H01M10/658
• 代理公司: 北京萬思博知識產權代理有限公司 11694
• 代理人: 王惠;柴國偉

本申請公開了一種熱防護層及電動汽車電池用熱防護結構，熱防護層包括：硅基陶瓷微納米纖維氣凝膠氈和包覆在所述硅基陶瓷微納米纖維氣凝膠氈表層的碳纖維布，其中，包覆開口處通過碳纖維線或玻璃纖維線縫合連接。熱防護層設置于各電芯之間、各電池模組之間或設置于電芯和電池模組之間、電池倉和其他空間倉之間。本申請的熱防護層，利用碳纖維布包覆微納米纖維硅基陶瓷氣凝膠氈，無需粘結劑膠黏，能避免氣凝膠復合材料氈掉粉問題，既能為電芯散熱，又能防止電芯急劇熱擴散影響到其他電芯，具有良好的隔熱能力和穩定性。

技術領域

本申請涉及新能源汽車技術領域，特別是涉及一種熱防護層及電動汽車電池用熱防護結構。

背景技術

新能源汽車通過電池包來儲存電能，驅動電機運轉，讓車輛正常行駛。電池包中電池能量儲存部分與能量轉化部分存在于同一空間，在過充電、針刺、碰撞情況下易引起連鎖放熱反應，造成冒煙、失火甚至爆炸等熱失控事故。熱失控是動力電池最嚴重的安全事故，直接威脅用戶的生命安全。近年來，針對電池包的熱失控傳播問題主要通過熱防護技術解決。除了在電池單體之間，電池模組之間以及電池箱與乘客艙之間也需要設置熱防護，以提高熱失控電芯向電池其他系統傳熱的熱阻，從而達到阻礙熱失控蔓延的目的。

目前動力電池系統熱失控的研究，主要側重于由單體電芯熱失控觸發繼而傳播到整個電池包的熱失控安全問題方面。這是因為當某單體電芯觸發熱失控時，會產熱量驟增，散熱量遠小于產熱量，導致熱量向周圍電芯傳遞，會迅速引發周邊電池大規模熱失控，形成安全隱患?；蛘哒f，單體電芯的熱失控是整個電池包熱失控的源頭，因此，我們主要討論電芯間的熱防護。電芯間的熱防護是在電芯間增加隔熱層，以阻斷熱失控從失控單體電芯向周圍電芯傳播，降低電池包的損害以及附帶的破壞作用。

目前的通常做法是，采用氣凝膠制成的毛氈作為電芯間的熱防護層。但是現有的氣凝膠氈都是復合材料，一般都是由氣凝膠顆粒和其他耐熱短纖維如玻纖、芳綸等均勻混合后用粘結劑粘結而成，其隔熱能力不佳，且穩定性也不高，這給電動汽車的安全性帶來了嚴重的隱患。首先，添加了粘結劑的氣凝膠復合材料氈的高溫極限一般不超過650℃，當電池溫度達到800℃時，氣凝膠復合材料的隔熱作用失效，會使得電池的火勢迅速蔓延導致車上人員的逃生時間大大減少；其次，粘結劑一般都是液態，這些液態的粘結劑會滲透進入氣凝膠顆粒的微納孔隙中，使得原本多孔的氣凝膠的孔隙率下降，從而導致氣凝膠的導熱系數升高，影響氣凝膠的隔熱能力；現有氣凝膠復合材料中的氣凝膠是顆粒狀態，這些微納米顆粒結構松散，汽車在行駛中的顛簸極易造成氣凝膠復合材料掉粉甚至結構坍塌，從而失去隔熱能力。

實用新型內容

本申請的目的在于克服上述問題或者至少部分地解決或緩減解決上述問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種熱防護層，包括：硅基陶瓷微納米纖維氣凝膠氈和包覆在所述硅基陶瓷微納米纖維氣凝膠氈表層的碳纖維布，其中，包覆開口處通過碳纖維線或玻璃纖維線縫合連接。

可選地，所述硅基陶瓷微納米纖維氣凝膠氈的厚度為5-10mm。

可選地，所述碳纖維布的厚度為0.1-1.5mm。

可選地，所述碳纖維布為平紋布、斜紋布或緞紋布。

根據本申請的另一個方面，提供了一種電動汽車電池用熱防護結構，采用所述的熱防護層，并將其設置于各電芯之間、各電池模組之間或設置于電芯和電池模組之間、電池倉和其他空間倉之間。

本申請的熱防護層，利用碳纖維布包覆微納米纖維硅基陶瓷氣凝膠氈，無需粘結劑膠黏，能避免氣凝膠復合材料氈掉粉問題，既能為電芯散熱，又能防止電芯急劇熱擴散影響到其他電芯，具有良好的隔熱能力和穩定性。