动力电池模组的制作方法

专利2022-05-09  27


本实用新型属于锂离子电池技术领域,涉及动力电池模组。



背景技术:

目前的电池模组,大部分是多个单体锂离子电芯堆叠形成的多个电芯单元的电池模组,缺少改善安全构件,如果任何一个单体电芯单元由于过电流和过热而发生爆炸或着火,则火焰蔓延到相邻的其他正常工作的电芯单元,会导致多个电芯单元串联爆炸,进一步蔓延至整个电池包及其他设备,使用户面临发生安全事故的危险,有一些电池模组包含缓冲层,但当电池模组热失控时,这些缓冲层不耐高温,也有爆炸或着火的风险,这就需要一种新型动力电池模组来解决这一问题。



技术实现要素:

本实用新型要解决的问题是动力电池模组,属于锂离子电池技术领域,在电池模组热失控时,可以有效防止火焰蔓延到相邻的其他正常工作的电芯单元,使用户降低发生安全事故的危险。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:动力电池模组,属于锂离子电池技术领域,包括外壳组件、电芯和隔离组件,所述电芯安装在外壳组件内部,电芯有多个,所述隔离组件固定在电芯之间,所述外壳组件包括底壳、上盖、第一端盖和第二端盖,上盖安装在底壳的上端,第一端盖和第二端盖分别安装在底壳的左右两端,隔离组件包括防火层和缓冲层,防火层和缓冲层依次间隔设置,防火层不多于2层,缓冲层是1层。

进一步的,相邻的隔离组件之间间隔1个或2个电芯。

进一步的,防火层和缓冲层之间使用热压成形、发泡一体成形或粘结成形。

进一步的,防火层的材质是云母或云母玻璃纤维复合材质。

进一步的,缓冲层的材质是eva泡棉、pu泡棉、cr泡棉或陶瓷棉。

进一步的,防火层的厚度在0.1mm~1.6mm之间。

进一步的,缓冲层的厚度在0.5mm~3mm之间。

与现有技术相比,本实用新型具有的优点和积极效果如下:

1.本实用新型在电池模组热失控时,可以有效防止火焰蔓延到相邻的其他正常工作的电芯单元,使用户降低发生安全事故的危险。

2.本实用新型相邻的隔离组件之间间隔1个或2个电芯,可以根据电芯的数量和电芯升温的速度选择不同数量的隔离组件,在保证安全使用的前提下,提高电池模组的能量密度。

3.本实用新型的防火层的材质是云母、云母玻璃纤维复合材质或其它材质,云母具有低损失的热阻功能且耐高温,当电池热失控时,防火层不仅能够有效延缓电池热失控带来的热量蔓延,延缓相邻电芯的热失控,还能有效阻隔热量传输,为乘客争取逃生的时间。

4.本实用新型的防火层的厚度在0.1mm~1.6mm之间,但不仅仅限于此范围,需要根据电芯热失控时产生的热量和带来的温度而定,防火层越厚,隔热效果越好,考虑模组能量密度的提升,防火层的厚度首选0.2mm~0.4mm之间,防火层的强度高于缓冲层的强度,防火层可以对电芯起支撑作用,对电芯界面的均匀性具有积极作用。

5.本实用新型的缓冲层的厚度在0.5mm~3mm之间,但不仅仅限于此范围,需要根据电芯产生的膨胀力和电芯bol至eol的厚度综合设定,在满足电池性能的前提下提高电池能量密度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1是本实用新型动力电池模组的示意图;

图2是本实用新型动力电池模组的横截面图;

图3是本实用新型动力电池模组的隔离组件示意图1;

图4是本实用新型动力电池模组的隔离组件示意图2;

图5是本实用新型动力电池模组的隔温对比图。

附图标记:

1、外壳组件;2、电芯;3、隔离组件;11、底壳;12、上盖;13、第一端盖;14、第二端盖;31、防火层;32、缓冲层。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1~5所示,本实用新型为动力电池模组,属于锂离子电池技术领域,包括外壳组件1、电芯2和隔离组件3,电芯2安装在外壳组件1内部,电芯2有多个,隔离组件3固定在电芯2之间,外壳组件1包括底壳11、上盖12、第一端盖13和第二端盖14,上盖12安装在底壳11的上端,第一端盖13和第二端盖14分别安装在底壳11的左右两端,隔离组件3包括防火层31和缓冲层32,防火层31和缓冲层32依次间隔设置,防火层31不多于2层,缓冲层32是1层,隔离组件3易于裁切,可以裁切为任意形状的平板结构。

优选地,相邻的隔离组件3之间间隔1个或2个电芯2,可以根据电芯2的数量和电芯2升温的速度选择不同数量的隔离组件3,在保证安全使用的前提下,提高电池模组的能量密度。

优选地,防火层31和缓冲层32之间使用热压成形、发泡一体成形或粘结成形,固定更加牢固。

优选地,防火层31的材质是云母、云母玻璃纤维复合材质或其它材质,云母具有低损失的热阻功能且耐高温,当电池热失控时,防火层31不仅能够有效延缓电池热失控带来的热量蔓延,延缓相邻电芯2的热失控,还能有效阻隔热量传输,为乘客争取逃生的时间。

优选地,缓冲层32的材质是eva泡棉、pu泡棉、cr泡棉、陶瓷棉等弹性材料,缓冲层32可以压缩,可以吸收对应电芯2产生的膨胀力,满足电芯2膨胀力的要求。

优选地,防火层31的厚度在0.1mm~1.6mm之间,但不仅仅限于此范围,需要根据电芯2热失控时产生的热量和带来的温度而定,防火层31越厚,隔热效果越好,考虑模组能量密度的提升,防火层31的厚度首选0.2mm~0.4mm之间,防火层31的强度高于缓冲层32的强度,防火层31可以对电芯2起支撑作用,对电芯2界面的均匀性具有积极作用。

优选地,缓冲层32的厚度在0.5mm~3mm之间,但不仅仅限于此范围,需要根据电芯2产生的膨胀力和电芯2bol至eol的厚度综合设定,在满足电池性能的前提下提高电池能量密度。

在实际工作过程中,隔离组件3可以由一层防火层31和一层缓冲层32组成,也可以由两层防火层31和夹在两层防火层31中间的缓冲层32组成,可以根据电池模组中电芯2的数量和热失控后升温速度等参数来选择不同的隔离组件3结构,在图5所示隔温对比图中,a代表没有隔离组件3时电芯2热失控的温升曲线,b代表增加隔离组件3后电芯2热失控的温升曲线,隔离组件3可以有效降低电芯2热失控全过程的温度,有效阻隔热量传输,极大的提升了动力电池模组的安全性。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。


技术特征:

1.动力电池模组,其特征在于:包括外壳组件、电芯和隔离组件,所述电芯安装在外壳组件内部,电芯有多个,所述隔离组件固定在电芯之间,所述外壳组件包括底壳、上盖、第一端盖和第二端盖,上盖安装在底壳的上端,第一端盖和第二端盖分别安装在底壳的左右两端,隔离组件包括防火层和缓冲层,防火层和缓冲层依次间隔设置,防火层不多于2层,缓冲层是1层。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组,其特征在于:相邻的隔离组件之间间隔1个或2个电芯。

3.根据权利要求1所述的动力电池模组,其特征在于:防火层和缓冲层之间使用热压成形、发泡一体成形或粘结成形。

4.根据权利要求1~3任一项所述的动力电池模组,其特征在于:防火层的材质是云母或云母玻璃纤维复合材质。

5.根据权利要求1~3任一项所述的动力电池模组,其特征在于:缓冲层的材质是eva泡棉、pu泡棉、cr泡棉或陶瓷棉。

6.根据权利要求1~3任一项所述的动力电池模组,其特征在于:防火层的厚度在0.1mm~1.6mm之间。

7.根据权利要求1~3任一项所述的动力电池模组,其特征在于:缓冲层的厚度在0.5mm~3mm之间。

技术总结
本实用新型提供了动力电池模组,属于锂离子电池技术领域,包括外壳组件、电芯和隔离组件,所述电芯安装在外壳组件内部,电芯有多个,所述隔离组件固定在电芯之间,所述外壳组件包括底壳、上盖、第一端盖和第二端盖,上盖安装在底壳的上端,第一端盖和第二端盖分别安装在底壳的左右两端,隔离组件包括防火层和缓冲层,防火层和缓冲层依次间隔设置,防火层不多于2层,缓冲层是1层。本实用新型在电池模组热失控时,可以有效防止火焰蔓延到相邻的其他正常工作的电芯单元,使用户降低发生安全事故的危险。

技术研发人员:卢青梅;兑瀚;张福增;陈保国
受保护的技术使用者:天津市捷威动力工业有限公司
技术研发日:2020.12.14
技术公布日:2021.08.03

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