阻燃電池包及提高電池包阻燃性的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種阻燃電池包及提高電池包阻燃性的方法，該阻燃電池包包括：電池包箱體、與所述電池包箱體相對設(shè)置的電池包底板、及設(shè)于所述電池包箱體內(nèi)部的數(shù)個(gè)電池模塊，所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，以便在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩爆炸時(shí)間，提高安全性。
【專利說明】阻燃電池包及提高電池包阻燃性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種阻燃電池包及提高電池包阻燃性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)保概念的深入人心，純電動汽車作為一種真正意義上的綠色環(huán)保汽車也必將成為汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢。長期以來，電動汽車的發(fā)展一直受限于電池成本高，壽命短這兩個(gè)技術(shù)瓶頸。隨著近年來技術(shù)的創(chuàng)新和改進(jìn)，電池技術(shù)得到了飛速發(fā)展。動力電池也逐漸從傳統(tǒng)的鉛蓄電池發(fā)展到如今的鎳氫電池、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等先進(jìn)的綠色動力電池。然而，雖然這些新型動力鋰電池在性能上獲得了極大提高，但這些性能上的提高往往是針對電芯的。在電動汽車上，動力電池需要以成組電池的形式工作，而現(xiàn)有成組電池在實(shí)際使用過程中新型電芯的優(yōu)點(diǎn)往往會大打折扣。例如鋰電芯的循環(huán)壽命是1500次，相當(dāng)于電芯每天完全充放電，在理想狀態(tài)下可以達(dá)到3-5年左右的使用壽命，已經(jīng)與汽車的使用壽命相接近。但在實(shí)際電動車的使用中通過對成組電池的測試就會發(fā)現(xiàn)，成組電池的循環(huán)使用壽命往往會銳減到作為單體使用時(shí)的一半甚至更低。
[0003]除此之外，另一個(gè)重要的問題便是電池包使用過程中的安全性。出現(xiàn)意外情況時(shí)，現(xiàn)有的電池包往往在極端環(huán)境中極易爆炸，從而造成重大的損失。因此，有必要研制一種阻燃性電池包，延緩電池包在極端環(huán)境中的爆炸時(shí)間，以保護(hù)使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃電池包，所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，在極端環(huán)境中有機(jī)硅膠可以分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，具有較高的安全性。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種提高電池包阻燃性的方法，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，以便在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，提高電池包的安全性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種阻燃電池包，包括:電池包箱體、與所述電池包箱體相對設(shè)置的電池包底板、及設(shè)于所述電池包箱體內(nèi)部的數(shù)個(gè)電池模塊，所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充。
[0007]所述電池包箱體的材料為覆蓋有碳纖維強(qiáng)化不飽和樹脂與玻璃纖維復(fù)合材料的鎂鋁合金復(fù)合材料。
[0008]所述電池包底板的材料為碳纖維強(qiáng)化鈦包鎂鋁合金復(fù)合材料。
[0009]所述電池模塊分成數(shù)列設(shè)于所述電池包箱體內(nèi)部。
[0010]所述電池包箱體側(cè)壁設(shè)有一鏤空部，一接插件與所述電池模塊相連接，并通過所述鏤空部延伸至電池包箱體外部。
[0011]本發(fā)明還提供一種提高電池包阻燃性的方法，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，以在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的一種阻燃電池包，所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，在極端環(huán)境中有機(jī)硅膠可以分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，具有較高的安全性。本發(fā)明的提高電池包阻燃性的方法，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，實(shí)現(xiàn)在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，提高電池包的安全性，且操作簡單，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0014]附圖中，
[0015]圖1為本發(fā)明阻燃電池包的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明阻燃電池包的電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明阻燃電池包的電池包底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明阻燃電池包的電池包箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段極其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例極其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]請參閱圖1，本發(fā)明提供一種阻燃電池包，包括:電池包箱體1、與所述電池包箱體1相對設(shè)置的電池包底板2、及設(shè)于所述電池包箱體1內(nèi)部的數(shù)個(gè)電池模塊3，所述電池包內(nèi)部及電池模塊3內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠7進(jìn)行填充。
[0021]請同時(shí)參閱圖1-4，所述電池包箱體1呈殼體狀，所述電池包箱體1內(nèi)部設(shè)有放置部11，用于容納電池包的電池模塊3，可以通過向電池包箱體1內(nèi)部灌注有機(jī)硅膠7的方式進(jìn)行封裝，使電池模塊3之間填充有機(jī)硅膠7，有機(jī)硅膠7固化后可以進(jìn)行減震保護(hù)，以減輕電池包箱體1受沖擊時(shí)對內(nèi)部電池模塊3的影響。所述電池包箱體1底面的邊緣位置設(shè)有數(shù)個(gè)均勻分布的凸起部12，用以保證電池包箱體1在電動汽車中放置平穩(wěn)。
[0022]所述電池包箱體1側(cè)面設(shè)有一鏤空部13，用于使連接于電池模塊3的接插件4穿過，并延伸至電池包外部。所述電池包箱體1四周內(nèi)壁設(shè)有數(shù)個(gè)均勻分布的連接部14，所述數(shù)個(gè)連接部14上分別設(shè)有螺紋孔15，所述電池包底板2上對應(yīng)所述連接部14的位置分別設(shè)有數(shù)個(gè)通孔24，使用螺釘將所述電池包箱體1與電池包底板2固定在一起，從而實(shí)現(xiàn)對電池模塊3的保護(hù)。
[0023]所述電池包箱體1的材料為碳纖維強(qiáng)化不飽和樹脂與玻璃纖維覆蓋的鎂鋁合金復(fù)合材料，為電池包箱體1提供足夠的強(qiáng)度與超強(qiáng)的抗腐蝕性，避免長期使用過程中造成的變形、破裂、及腐蝕。所述電池包底板2的材料為碳纖維強(qiáng)化鈦包鎂鋁合金復(fù)合材料，保證足夠的強(qiáng)度的同時(shí)，還具有良好的導(dǎo)熱性，可將電池包內(nèi)部的熱量及時(shí)散發(fā)出去。
[0024]請同時(shí)參閱圖1-2，所述電池模塊3分成數(shù)列設(shè)于所述電池包箱體1內(nèi)部，所述數(shù)個(gè)電池模塊3之間填充有機(jī)硅膠7。在該較佳實(shí)施例中，所述電池模塊3的數(shù)量為22個(gè)，分成4列設(shè)于所述電池包箱體1內(nèi)部。具體地，如圖1所示，靠近電池包箱體1其中一側(cè)的兩列分別設(shè)置6個(gè)電池模塊3，靠近電池包箱體1另一側(cè)的兩列分別設(shè)置5個(gè)電池模塊3。
[0025]圖1中的接插件4為電連接器，可以根據(jù)電池包的工作電流的大小對其型號進(jìn)行選擇。其通過軟銅牌或軟電纜線41與電池模塊3連接。該接插件4采用防水設(shè)計(jì)且可以實(shí)現(xiàn)快速插接與更換。優(yōu)選的，該接插件4的IP等級為67。
[0026]請參閱圖2，所述電池模塊3包括電池模塊外殼30、設(shè)于所述電池模塊外殼30內(nèi)部且設(shè)有24個(gè)容置部311的支撐部31、分別設(shè)于所述24個(gè)容置部311內(nèi)部的24個(gè)電芯32、包覆于所述支撐部31外圍的導(dǎo)熱部33、及設(shè)于所述支撐部31的端面上且與所述24個(gè)電芯32相連接的銅排34，所述電池模塊3的內(nèi)部填充有機(jī)硅膠7。
[0027]具體地，所述24個(gè)電芯32中的外部分別設(shè)有鋁制外殼320，一部分電芯的正極設(shè)有正極封口板321，另一部分電芯的負(fù)極設(shè)有負(fù)極封口板322，設(shè)有正極封口板321的電芯與設(shè)有負(fù)極封口板322的電芯在容置部311中間隔設(shè)置，且朝向一致，所述銅排34將所述數(shù)個(gè)電芯32的正極封口板321及負(fù)極封口板322相連接，所述電芯32的鋁制外殼320中填充有機(jī)硅膠7。
[0028]進(jìn)一步的，24個(gè)容置部311在支撐部31中分三層分布，每層8個(gè)。24個(gè)電芯32對應(yīng)設(shè)于該24個(gè)容置部311中。優(yōu)選的，所述電芯32為5.3Ah的波士頓電池Swing 5300。優(yōu)選的，所述支撐部31的材料為塑料，所述導(dǎo)熱部33的材料為鋁。導(dǎo)熱部33可以將電池模塊3的熱量導(dǎo)出，防止其過熱。所述24個(gè)電芯32通過銅排34串聯(lián)組成電池模塊3，所述22個(gè)電池模塊3通過軟銅排(未示出)并聯(lián)組成電池包。
[0029]所述電池模塊3的兩端分別設(shè)有一凸起部35與凹陷部36，電池模塊外殼30的形狀與其相適應(yīng)。列與列之間的電池模塊3首尾相接，通過凸起部35與凹陷部36之間的相嵌實(shí)現(xiàn)固定，所述22個(gè)電池模塊3之間通過有機(jī)硅膠7進(jìn)行填充，優(yōu)選的，所述有機(jī)硅膠7的厚度為3mm。
[0030]有機(jī)硅膠7在460°C下時(shí)會發(fā)生分解，并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，當(dāng)電池包處于極端環(huán)境時(shí)，電池包、電池模塊3、及電芯32中所填充的有機(jī)硅膠7的耐高溫性、及阻燃性可以延緩電池包燃燒爆炸的時(shí)間，從而提高電池包的安全性，減少因電池包燃燒爆炸造成的損失。
[0031]值得一提的是，有機(jī)硅膠7可在-50?220°C環(huán)境條件下長期保持彈性和機(jī)械性能，固化后硬度為45?50A，通過在電池模塊3的空隙中灌注有機(jī)硅膠7，改變了傳統(tǒng)電池包中電池模塊3之間剛性接觸的弊端，起到了緩沖的作用，減輕外部沖擊對內(nèi)部電池和元器件的影響，提高了電池包的抗震性能。
[0032]此外，由于有機(jī)硅膠7具有較強(qiáng)的憎水性，因此電池包中填充有機(jī)硅膠7還可以達(dá)到保護(hù)內(nèi)部電子元件免受水或水汽侵蝕的效果，提高電池包的防水防塵性能。
[0033]同時(shí)，有機(jī)硅膠7固化后熱傳導(dǎo)系數(shù)為1.0ff/M.K，是空氣的40倍，因此可以保證電池包內(nèi)部的溫度一致性。有機(jī)硅膠7具有環(huán)境親和性，固化過程中不會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，充分固化后的產(chǎn)物也對人無毒無害。有機(jī)硅膠7還具有與火箭防燒蝕涂層材料相同的分子結(jié)構(gòu)，具備較強(qiáng)的耐腐蝕性，即使個(gè)別電芯漏液也不會對其他電芯產(chǎn)生影響。有機(jī)硅膠7還具較高的電絕緣性，擊穿電壓為20kV/mm，可以有效對電池包進(jìn)行絕緣保護(hù)。
[0034]本發(fā)明還提供一種提高電池包阻燃性的方法，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，以在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間。
[0035]優(yōu)選的，所述有機(jī)娃膠的厚度為3mm。
[0036]綜上所述，本發(fā)明的一種阻燃電池包，所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，在極端環(huán)境中有機(jī)硅膠可以分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，具有較高的安全性。本發(fā)明的提高電池包阻燃性的方法，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，實(shí)現(xiàn)在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間，提高電池包的安全性，且操作簡單，成本低。
[0037]以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃電池包，包括電池包箱體(1)、與所述電池包箱體(1)相對設(shè)置的電池包底板(2)、及設(shè)于所述電池包箱體(1)內(nèi)部的數(shù)個(gè)電池模塊(3)，其特征在于，所述電池包內(nèi)部及電池模塊(3)內(nèi)部均通過有機(jī)硅膠(7)進(jìn)行填充。
2.如權(quán)利要求1所述的阻燃電池包，其特征在于，所述電池包箱體(1)的材料為碳纖維強(qiáng)化不飽和樹脂與玻璃纖維覆蓋的鎂鋁合金復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1所述的阻燃電池包，其特征在于，所述電池包底板(2)的材料為碳纖維強(qiáng)化鈦包鎂鋁合金復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求1所述的阻燃電池包，其特征在于，所述電池模塊(3)分成數(shù)列設(shè)于所述電池包箱體⑴內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的阻燃電池包，其特征在于，所述電池包箱體(1)側(cè)壁設(shè)有一鏤空部(13)，一接插件(4)與所述電池模塊(3)相連接，并通過所述鏤空部(13)延伸至電池包箱體⑴外部。
6.—種提高電池包阻燃性的方法，其特征在于，對所述電池包內(nèi)部及電池模塊內(nèi)部通過有機(jī)硅膠進(jìn)行填充，以在極端環(huán)境中分解并產(chǎn)生阻燃?xì)怏w，延緩電池包的爆炸時(shí)間。
【文檔編號】H01M2/10GK104466053SQ201410642185
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】桂松, 常嘉興 申請人:深圳鴻源博得新能源技術(shù)發(fā)展有限公司