CN109088125A - 一种用于锂电池的功能性隔热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于锂电池的功能性隔热装置，包括功能性材料，所述功能性材料为具有灭火功能以及吸热降温功能的材料，所述功能性隔热装置固定安装于锂离子单体电池的侧面。该装置相较于现有隔热棉技术能够更有效地阻止锂离子单体电池间的热传递现象，降低锂电池爆燃产生的能量，避免锂离子单体电池着火情况的发生，从而有效地减少了锂离子电池着火或***所产生的连锁反应，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。

Description

一种用于锂电池的功能性隔热装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种用于锂电池的功能性隔热装置。
背景技术
随着新能源汽车的逐步发展，锂离子电池已经开始逐步地代替汽油而成为汽车的动力支持。然而，锂离子电池的安全性能对电动汽车的发展有着很大的制约。其中，锂离子电池内短路引起的爆燃情况由于其引发原因多样性、最先爆燃电池具有随机性与单一性、爆燃诱因无法完全消除且出货前无法检测到已经成为动力电池领域最急需解决的问题。
因而，目前对于锂电池内短路爆燃情况的研究也成为了锂离子电池研发技术中比较重要的一环。鉴于锂电池内短路发生的特点，单体电池内短路引发的热失控情况无法被完全消除，但是，可通过防止单体电池间的热传递来实现避免电池整包灾害性事故的发生。目前，通常的做法是在锂电池之间设置隔热膜，但是，隔热膜只能达到隔热效果，不可以减少热量，当长时间处于高温状态后，隔热膜两边温度趋向平衡，隔热膜将失去作用，电池连环着火、***的灾害性事故依旧无法被避免。
因此，有必要提供一种用于锂电池的功能隔热装置。该功能性隔热装置具有灭火功能性以及吸热降温功能性，能够有效防止锂离子单体电池间的热传递现象。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种可以有效防止锂离子单体电池间的热传递现象的功能性隔热装置。
本发明提供了一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，包括功能性材料，所述功能性材料为具有灭火功能以及吸热降温功能的材料，所述功能性隔热装置固定安装于锂离子单体电池的侧面。
进一步地，所述功能性材料包括但不限于含氮有机物、多羟基醇和/或无机磷酸铵盐，以及其水溶液。
进一步地，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物20-40％；多羟基醇20-40％；无机磷酸铵盐20-40％。
进一步地，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物40-60％；多羟基醇40-60％。
进一步地，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物40-60％；无机磷酸铵盐40-60％。
进一步地，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：多羟基醇40-60％；无机磷酸铵盐40-60％。
进一步地，所述含氮有机物包括但不限于三聚氰胺和/或尿素。
进一步地，所述多羟基醇包括但不限于双季戊四醇。
进一步地，所述无机磷酸铵盐包括但不限于聚磷酸铵和/或磷酸二氢铵。
进一步地，所述功能性材料可以是固态或液态或固液混合态。
本发明所提供的一种用于锂电池的功能性隔热装置。该功能性隔热装置含有具有灭火功能以及吸热降温功能的功能性材料。当锂离子电池发生爆燃时，高温致使功能性材料与炽热的电池接触，迅速分解。
其一，功能性材料具有吸热降温功能，功能性材料的分解为吸热反应，能够吸收大量的能量，降低了锂电池爆燃产生的高温，从而降低了***威力，在一定程度上避免了锂离子电池的连锁***情况的发生；此外，功能性材料分解后的产物进入到***产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，增加了含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟的湿度，降低了周围环境的温度，提高了锂电池爆燃产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟的闪点，避免了***时产生的火星、火花将含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟点燃情况的发生，在一定程度上避免了锂离子电池的连环着火；
其二，功能性材料具有灭火功能，功能性材料分解后的产物进入到***产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，降低了可燃浓烟中的氧气浓度，氧含量的降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止，进一步地避免了锂离子电池着火或***所产生的连锁反应。
因而，在锂离子电池的侧面添加设置有功能性隔热装置，能够有效地阻止单体电池间的热传递现象，降低锂电池爆燃产生的能量，避免锂离子电池着火情况的发生，从而有效地减少了锂离子电池着火或***所产生的连锁反应，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种用于锂电池的功能性隔热装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
参见图1，图中示出了本发明实施例提供的一种用于锂电池的功能性隔热装置。具体安装时，可于锂离子电池1的侧面固定安装功能性隔热装置2，该功能性隔热装置2含有具有灭火功能以及吸热降温功能功能性材料。
本发明功能性材料的具体成分倾向于如以下实施例所述：
实施例 三聚氰胺 尿素 双季戊四醇 聚磷酸铵 磷酸二氢铵
1 100％
2 100％
3 100％
4 100％
5 100％
6 50％ 50％
7 40％ 60％
8 50％ 50％
9 60％ 40％
10 50％ 50％
11 40％ 60％
12 50％ 50％
13 60％ 40％
14 50％ 50％
15 40％ 60％
16 50％ 50％
17 60％ 40％
18 50％ 50％
19 40％ 60％
20 20％ 20％ 20％ 20％ 20％
21 10％ 30％ 20％ 30％ 10％
22 30％ 40％ 30％
23 40％ 30％ 30％
24 30％ 30％ 40％
25 40％ 30％ 30％
26 30％ 40％ 30％
27 30％ 40％ 30％
继续参见图1，图中示出了本发明实施例提供的一种功能性锂电池隔热装置2应用于锂离子电池组件的时候，该锂离子电池组件具有多个锂离子电池1，在锂离子电池1的侧面处设置功能性隔热装置2，具体安装时，可以在相邻的两个锂离子电池之间设置间隙，间隙内设置有功能性隔热装置2。
综上，本实施例所提供的一种用于锂电池的功能性隔热装置。该装置含有具有灭火功能以及吸热降温功能的功能性材料。当锂离子电池发生爆燃时，高温致使功能性材料与炽热的电池接触，迅速分解。
其一，功能性材料具有吸热降温功能，功能性材料的分解为吸热反应，能够吸收大量的能量，降低了锂电池爆燃产生的高温，从而降低了***威力，在一定程度上避免了锂离子电池的连锁***；此外，功能性材料分解后的产物进入到***产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，增加了含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟的湿度，降低了周围环境的温度，提高了锂电池爆燃产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟的闪点，避免了***时产生的火星、火花将含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟点燃情况的发生，在一定程度上避免了锂离子电池的连环着火；
其二，功能性材料具有灭火功能，功能性材料分解后的产物进入到***产生的含有机溶剂蒸汽的可燃浓烟中，降低了可燃浓烟中的氧气浓度，氧含量的降低会使燃烧时热的产生率减小，而当热产生率减小到低于热散失率的程度，燃烧就会停止，进一步地避免了锂离子电池着火或***所产生的连锁反应。因而，在锂离子电池的侧面添加设置有内部含有功能性材料的防漏外包装，能够更有效地阻止单体电池间的热传递现象，降低锂电池爆燃产生的能量，避免锂离子单体电池着火情况的发生，从而有效地减少了锂离子电池着火或***所产生的连锁反应，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。
实施例2
对比实施例1，本实施例唯一区别为：在功能性材料的外部设置有防漏外包装。具体安装时，在至少一种情况下，可于锂离子电池1的侧面固定安装有防漏外包装，该防漏外包装内装有相应的功能性材料，功能性材料为具有灭火功能以及吸热降温功能的材料。
至少在一种情况下，为了便于功能性材料的使用，可在功能性材料外设置有防漏外包装，该防漏外包装具体可以为自封袋。为了进一步地保证密封性能，自封袋上还可以具有封口部件，该封口部件具体可以为盖板或者封口夹，以提高防漏外包装的密封性能，防止在未发生***前，功能性材料漏到电池组件中而影响电池的正常使用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，包括功能性材料，所述功能性材料为具有灭火功能以及吸热降温功能的材料，所述功能性隔热装置固定安装于锂离子单体电池的侧面。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料包括但不限于含氮有机物、多羟基醇和/或无机磷酸铵盐，以及水溶液。
3.根据权利要求2所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物20-40％；多羟基醇20-40％；无机磷酸铵盐20-40％。
4.根据权利要求2所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物40-60％；多羟基醇40-60％。
5.根据权利要求2所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：含氮有机物40-60％；无机磷酸铵盐40-60％。
6.根据权利要求2所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料包括但不限于以下重量百分比的材料：多羟基醇40-60％；无机磷酸铵盐40-60％。
7.根据权利要求2-5任一所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述含氮有机物包括但不限于三聚氰胺和/或尿素。
8.根据权利要求2、3、4或6所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述多羟基醇包括但不限于双季戊四醇。
9.根据权利要求2、5或6所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述无机磷酸铵盐包括但不限于聚磷酸铵和/或磷酸二氢铵。
10.权利要求书1所述的一种用于锂电池的功能性隔热装置，其特征在于，所述功能性材料是固态或液态或固液混合态。
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Application publication date: 20181225