CN110183931A - 一种锂电池模组的阻燃材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂电池模组的阻燃材料，其设置于锂电池模组的顶面和/或侧面，该阻燃材料包括以下重量百分比的成分：三嗪成碳剂0‑50％；二乙基次磷酸铝0‑30％；三苯基氧化膦0‑30％；环氧树脂胶0‑70％；有机硅胶0‑70％。本发明还提供了一种锂电池模组的阻燃材料的制备方法。本发明能使燃烧减慢和停止，避免锂电池模组的着火，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。

Description

一种锂电池模组的阻燃材料及制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂电池模组的阻燃材料及制备方法。

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。

目前，针对方形铝壳电池模组，现采用的隔热棉不能阻止锂电池的着火后的火势蔓延，仅能短时间内起到隔热效果。当隔热棉长时间处于高温状态下，会丧失隔热作用，从而导致电池连环着火和***。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种锂电池模组的阻燃材料及制备方法，可以实现对于锂电池模组的阻燃效果，提高电池模组的安全性能。

为此，一方面，本发明提供了一种锂电池模组的阻燃材料，其设置于锂电池模组的顶面和/或侧面，该阻燃材料包括以下重量百分比的成分：

进一步地，上述阻燃材料包括以下重量百分比的成分：三嗪成碳剂0-50％；三苯基氧化膦0-25％；环氧树脂胶0-80％；有机硅胶0-70％。

进一步地，上述阻燃材料包括以下重量百分比的成分：三嗪成碳剂0-50％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

进一步地，上述阻燃材料包括以下重量百分比的成分：二乙基次磷酸铝0-30％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

进一步地，上述阻燃材料包括以下重量百分比的成分：三苯基氧化膦0-30％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

进一步地，上述阻燃材料覆盖锂电池模组的顶面上的防爆阀。

进一步地，上述阻燃材料成型后为片状体。

另一方面，本发明提供了一种锂电池模组的阻燃材料的制备方法，其包括以下制备步骤：

1)根据上述的配比，将所有组分混合后搅拌；

2)将混合均匀的液体状态的阻燃材料涂覆在锂电池模组的顶面和/或侧面上，然后进行室温固化至少12小时。

本发明所提供的一种锂电池模组的阻燃材料及其制备方法中，将三嗪成碳剂、二乙基次磷酸铝、三苯基氧化膦等阻燃材料和环氧树脂胶、有机硅胶等胶粘剂混合后，固化于锂离子电池模组的顶面或者侧面。

其中，三嗪成碳剂、二乙基次磷酸铝、三苯基氧化膦等阻燃材料热分解会产生熔融层或者碳层于锂离子模组上，能起到隔绝氧气使燃烧减慢或停止，同时分解产生不燃气体能够稀释氧气浓度，并且分解产生一些物种能够捕获燃烧中产生的羟基自由基和氢自由基。

因而，本发明能使燃烧减慢和停止，避免锂电池模组的着火，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锂电池模组的阻燃材料及制备方法所涉及的锂电池模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种锂电池模组的阻燃材料及制备方法的着火测试对比图。

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。

参见图1，本发明实施例提供的一种锂电池模组的阻燃材料，具有阻燃功能，使用时，该材料可以具体覆盖在锂离子电池模组1的顶面上，也可以设置于非底面的各侧面上，设置于顶面时，最好正好覆盖电芯防爆阀，且电池模组1中，相邻的两电芯之间设置有隔热棉2，阻燃材料则固化为片状体3。

本发明实施例提供的一种锂电池模组的阻燃材料的具体成分配比如以下实施例所述：

举实例来说，上述阻燃的制备及使用过程如下：

使用三元811为正极活性物质，石墨为负极活性物质，1M LiPF6/(EC/DMC/EMC＝7∶2∶1)，17μm厚的PVDF涂胶隔膜组装成50Ah、尺寸为2714891的方形铝壳电池。

采用如下步骤制备阻燃胶：取25g的环氧树脂A组分放入烧杯中，随后加入30g三嗪成碳剂，再加入5g环氧树脂B组分，用玻璃棒搅拌2min使之混合均匀。然后，将混合均匀的阻燃胶液涂覆在电池模组顶部，涂覆厚度在2-10mm，室温固化12h。在25±3℃条件下，以1C电流将电池充至4.2V，0.05C截止。

上述实施例1-9在经试验和测量后，其阻燃功能具体由以下试验数据所体现：

实施例	阻燃材料的厚度(mm)	起火情况
			1	3	有
2	3	有
			3	4	无
4	4	有
			5	4	有
6	4	无
			7	4	无
8	4	无
			9	6	无

参见图2，将制备好的电池模组，用宇量公司设计针刺装置顶部针测模拟电池热失控。具体实施方式：将10kg铁饼，从高度1m的位置落下，砸中垂直于电芯防爆阀位置的长90mm、φ5mm的镀铜钢针，钢针停留在电芯内，并记录起火情况。改进前的阻燃材料有明显的明火(图2中黑框内为火焰)；改进后的阻燃材料在燃烧时无明火产生，只有烟雾，因而达到了阻燃的效果。

上述实施例所提供的一种锂电池模组的阻燃材料及其制备方法中，将三嗪成碳剂、二乙基次磷酸铝、三苯基氧化膦等阻燃材料和环氧树脂胶、有机硅胶等胶粘剂混合后，固化于锂离子电池模组的顶面或者侧面。

其中，三嗪成碳剂、二乙基次磷酸铝、三苯基氧化膦等阻燃材料热分解会产生熔融层或者碳层于锂离子模组上，能起到隔绝氧气使燃烧减慢或停止，同时分解产生不燃气体能够稀释氧气浓度，并且分解产生一些物种能够捕获燃烧中产生的羟基自由基和氢自由基。

因而，本发明能使燃烧减慢和停止，避免锂电池模组的着火，在很大程度上提高锂离子电池的安全性能。

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 (8)

1.一种锂电池模组的阻燃材料，其设置于锂电池模组的顶面和/或侧面，其特征在于，所述的一种锂电池模组的阻燃材料包括以下重量百分比的成分：

2.根据权利要求1所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：三嗪成碳剂0-50％；三苯基氧化膦0-25％；环氧树脂胶0-80％；有机硅胶0-70％。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：三嗪成碳剂0-50％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：二乙基次磷酸铝0-30％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：三苯基氧化膦0-30％；环氧树脂胶0-70％；有机硅胶0-70％。

6.根据权利要求1-6任一所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料覆盖锂电池模组的顶面上的防爆阀。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种锂电池模组的阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料成型后为片状体。

8.一种锂电池模组的阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)根据权利要求1-5任一所述的配比，将所有组分混合后搅拌；

2)将混合均匀的液体状态的阻燃材料涂覆在锂电池模组的顶面和/或侧面上，然后进行室温固化至少12小时。