[發明專利]一種帶有熱防護裝置的電池系統

在審

• 申請號: 202310039556.0
• 申請日: 2023-01-12
• 公開（公告）號: CN116093519A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張彥江;許斌
• 申請（專利權）人: 翌江新材（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M50/244
• 分類號: H01M50/244;H01M50/293;H01M10/658;H01M10/625;H01M50/249
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 羅延紅

本發明涉及一種帶有熱防護裝置的電池系統，該熱防護裝置包括：用于為供電部件提供容納空間的主體部件，用于防止任一供電部件在熱失控時發生蔓延的阻斷部件，主體部件能夠由頂蓋、底板及若干側壁組合形成能夠放置一個或多個供電部件的容納空間，主體部件的容納空間能夠被一個或多個阻斷部件分隔成若干供電區域，以獨立容納供電部件，其中，阻斷部件包含兩層熱沖擊防護層和一層氣凝膠材料隔熱層，氣凝膠材料隔熱層能夠以兩側分別被熱沖擊防護層夾持的方式設置。該電池系統還包括供電部件，供電部件放置于熱防護裝置的主體部件所限定的容納空間中，該容納空間被阻斷部件分隔成若干供電區域，以使得任一供電部件能夠獨立地放置于供電區域中。

技術領域

本發明涉及新能源電池技術領域，尤其涉及一種帶有熱防護裝置的電池系統。

背景技術

清潔能源在本世紀內將越來越受到重視，而各種現代電氣設備、電子設備都是由電力驅動的，因而電能的地位正愈發重要。電能的儲存是當前研究的一個重要課題，諸如鋰離子電池的各種電池是目前較為常見的儲電設備，其安全性應當得到保障。另一方面，電動汽車在節能減排上具有很大的潛力和優勢，而鋰離子電池作為電動汽車動力來源的核心，由于其能量密度的不斷增加，電池的化學體系變得更加活躍。當電池發生熱失控時，會發出等多的熱和能量，這會嚴重威脅車輛以及乘員的安全。

當電池的電芯發生熱失控時，電芯瞬間著火，并伴有大量電解液噴出。電池著火時的溫度將瞬間升高到800攝氏度，如此高的溫度會導致與第一個熱失控的電芯臨近的其他電芯的溫度也瞬間升高，從而造成第二個電芯處于不穩定狀態。當第二個電芯溫度達到熱失控溫度后，第二個電芯也將發生熱失控，這同樣產生大量的熱量。如此會導致發生連鎖反應，電芯熱失控的時間會越來越短，最終導致整個電池模組發生熱失控，甚至會引爆相鄰的電池模組，最終導致整個電池包發生熱失控。

氣凝膠氈是把氣凝膠原材料用特殊工藝融合到纖維絲結構的針刺氈上，使之成為氈體。由于氣凝膠氈具有優異的隔熱保溫性能，耐高溫且不會產生有害氣體，因此氣凝膠氈產品廣泛應用于新能源汽車行業，家用電器，智能電子產品等多個領域作為高效隔熱材料。

隔熱材料能阻隔熱的傳遞，在能源、新能源汽車行業，家用電器，智能電子產品等多個領域有廣泛使用隔熱裝置來進行隔熱?，F有的隔熱材料有納米海綿、預氧絲、玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽、復合氣凝膠氈等，其中，復合氣凝膠氈具有優異的隔熱保溫性能。

CN215662262U公開了一種耐高溫、耐火焰沖擊的隔熱裝置，所述隔熱裝置包括位于中間的保溫隔熱層；以及分別設置在保溫隔熱層的上下兩面的云母隔離層。該申請的耐高溫、耐火焰沖擊的隔熱裝置，通過在保溫隔熱層表面設置云母隔離層，隔熱裝置的表面平整度好，且杜絕了粉塵逸出；通過云母隔離層的保護，隔熱裝置能夠耐高溫、耐火焰沖擊；使得產品可以耐受明火灼燒，在明火灼燒時火焰不會瞬間穿透隔熱裝置。

CN114400417A公開了一種安全性高的電池模組，電池模組內部安裝多個電芯，電芯外側、電芯與電芯之間粘貼有隔熱防護材料，隔熱防護材料由以下質量百分比的原材料制成：40％-50％的粘結劑、20％-30％的發泡劑、25％-35％的阻燃劑、0.5％-1.5％的交聯劑，隔熱防護材料具有高膨脹、阻燃、耐火焰沖擊性能，當遇到高溫即熱失控反應過程中，隔熱防護材料將自動發生膨脹，厚度可增加10-30倍，通過增加厚度和本身結構的特點，有效的隔離溫度傳導，在發生熱失控之前能夠有效的延遲時間，保證電芯與電芯相互隔離、模組與模組相互隔離，延長熱蔓延時間或阻隔發生熱蔓延。

目前，二氧化硅氣凝膠已廣泛應用于新能源電池熱失控的熱防護管理，但基本采用的是PET膜或PI膜進行封裝，防熱沖擊能力靠的二氧化硅本身特性，在溫度高于800℃短時間內材料就會被蝕擊穿，無法起到有效保護效果，同時現有用PET膜或PI膜封裝的氣凝膠材料，水平提起時易發生下垂現象，不利于電池裝配。另外，對于未來追求能量密度更高的新能源電池，電池熱失控溫度也會隨之上升，傳統單一的二氧化硅氣凝膠就無法滿足其使用要求。因此，本領域亟需一種能夠對發生熱失控的電池系統進行更全面熱防護和熱管理的裝置。