CN110534674A - 一种内部灌胶的锂离子电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内部灌胶的锂离子电池包，电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，外壳上端设置有灌胶口，灌胶口与电池组单元连通，灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。本发明实现了电池包牢固的固定方式，具有减震抗压、散热良好，绝缘阻燃，防潮防水等功能。

Description

一种内部灌胶的锂离子电池包
【技术领域】
本发明涉及一种内部灌胶的锂离子电池包。
【背景技术】
锂电池作为电动汽车的动力组件，在电动汽车充放电、发生碰撞、涉水等过程中，锂电池受到***的窜动、挤压，而引起电池短路、开裂、漏电、热冲击、***、燃烧等现象，因此，需要较好的固定方式对锂电池进行固定，现有技术中，锂电池采大都用结构件固定的方式，结构件较多，固定方式复杂，且结构件的固定方式无法实现对电池组单元的吸热和散热，也无法起到抗热冲击和阻燃的作用，无法起到对电池组的保护作用，导致电池组因烧毁，无法满足实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种灌封动力电池组及锂离子电池包(申请公布号：CN208478442U)”公开了一种灌封动力电池组及锂离子电池包，其中，灌封动力电池组包括模组盒、多个锂电池及灌封胶，其中，模组盒其内具有一容纳腔，多个锂电池均呈上下向延伸设置，且通过串和/或并联连接形成电池组单元，电池组单元设于容纳腔内且间隔容纳腔的内壁设置，灌封胶填充于容纳腔内，且呈包裹电池组单元设置，用以将电池组单元固定于模组盒。电池组单元间隔容纳腔的内壁设置，使得电池组单元与模组盒之间用灌封胶连接，虽然该电池包使用了灌封胶进行电池组单元的包围，但是该灌封胶吸热导热性能不佳，无法满足实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种便于均衡维护的锂离子动力电池包(申请公布号：CN108933209A)”公开了一种便于均衡维护的锂离子动力电池包，包括壳体，所述壳体的上端固定连接有上盖，所述壳体内固定连接有电池模组，所述电池模组通过导热灌封胶与壳体灌封，所述电池模组连接有均衡采集线束，所述壳体上设有均衡维护孔，所述均衡维护孔的侧壁上固定连接有均衡转换板，所述均衡转接板包括PCB板，所述PCB板上固定连接有均衡维护端子和均衡输入端子，所述均衡采集线束的一端与均衡输入端子连接，所述均衡维护孔处设有均衡保护盖。虽然该电池包能够进行均衡维护，实现将电芯的热量进行散失，但是其灌封胶的吸热导热性能不佳，无法满足实际使用时的需求。
【发明内容】
本发明提供一种内部灌胶的锂离子电池包，以解决现有技术中电池组灌胶包围的吸热导热性能不佳的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种内部灌胶的锂离子电池包，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
进一步的，所述吸热导热灌封胶固化后的导热系数为0.6～1.0W/(m·K)。
进一步的，所述吸热导热灌封胶固化后的防火等级为UL-V0级。
进一步的，所述吸热导热灌封胶的原料包括：复合氢氧化铝、相变材料PCM-1、填料、分散剂及其他添加剂。
进一步的，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝40-50份、相变材料PCM-1 13-20份、石墨烯5-15份、二甲基硅油10-20份及其他添加剂5-20份。
进一步的，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、固化剂和阻燃剂，其中助剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上组合物。
进一步的，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三苯基膦酸酯、六苯氧基环三磷腈的一种或两种以上组合物。
进一步的，所述催化剂为铂-烯基络合物、铂-羰基络合物中的一种或两种以上组合物。
进一步的，所述固化剂为甲基含氢硅油。
本发明具有以下有益效果：
(1)由吸热导热灌封胶对电池单元的包裹，实现了电池包牢固的固定方式，具有减震抗压、散热良好，绝缘阻燃，防潮防水等功能。
(2)灌封胶具有极佳的阻燃性、良好的导热率以及较低的密度保证电池的能量密度，灌封胶为电池组提供防水、减震等保护，有利于电池散热，保证电池组热平衡，灌封胶内加入相变材料，达到一定条件时可以吸收电池的热量，避免电池热失控。
(3)灌封胶以端乙烯基聚二甲基硅氧烷为基料，氯铂酸配合物为催化剂，添加相变材料制成含相变材料的有机硅灌封胶，灌封胶在60～70℃可以发生相变,并吸收大量的热量。应用于锂电池组的灌封,可以有效促进故障电池的散热,从而有效提升电池组的安全性能。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，内部灌胶的锂离子电池包，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
其中，吸热导热灌封胶固化后的导热系数为0.6～1.0W/(m·K)。
其中，吸热导热灌封胶固化后的防火等级为UL-V0级。
其中，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝40-50份、相变材料PCM-1 13-20份、石墨烯5-15份、二甲基硅油10-20份及其他添加剂5-20份。
其中，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、甲基含氢硅油和阻燃剂，其中助剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上组合物。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三苯基膦酸酯、六苯氧基环三磷腈的一种或两种以上组合物。
其中，所述催化剂为铂-烯基络合物、铂-羰基络合物中的一种或两种以上组合物。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种内部灌胶的锂离子电池包，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
其中，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝45份、相变材料PCM-116份、石墨烯10份、二甲基硅油15份及其他添加剂13份。
其中，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、甲基含氢硅油和阻燃剂，其中助剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝。
其中，所述催化剂为铂-烯基络合物。
实施例2
一种内部灌胶的锂离子电池包，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
其中，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝40份、相变材料PCM-120份、石墨烯5份、二甲基硅油20份及其他添加剂5份。
其中，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、甲基含氢硅油和阻燃剂，其中助剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁。
其中，所述催化剂为铂-羰基络合物。
实施例3
一种内部灌胶的锂离子电池包，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
其中，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝50份、相变材料PCM-113份、石墨烯15份、二甲基硅油10份及其他添加剂20份。
其中，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、甲基含氢硅油和阻燃剂，其中助剂为γ-甲基丙烯酰氧基氨丙基三甲氧基硅烷。
其中，所述阻燃剂为三苯基膦酸酯。
其中，所述催化剂为铂-羰基络合物。
对比例1
与实施例1唯有不同的是，吸热导热灌封胶的原料中缺少复合氢氧化铝、相变材料PCM-1、填料、分散剂及其他添加剂。
对比例2
与实施例1唯有不同的是，吸热导热灌封胶的原料中缺少复合氢氧化铝。
对比例3
与实施例1唯有不同的是，吸热导热灌封胶的原料中缺少相变材料PCM-1。
对比例4
与实施例1唯有不同的是，吸热导热灌封胶的原料中缺少填料。
对比例5
与实施例1唯有不同的是，吸热导热灌封胶的原料中缺少分散剂。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备内部灌胶的锂离子电池包的原料中缺少其他添加剂。
对比例7
采用中国专利申请文献“一种灌封动力电池组及锂离子电池包(申请公布号：CN208478442U)”中的锂离子电池包。
对比例8
采用中国专利申请文献“一种便于均衡维护的锂离子动力电池包(申请公布号：CN108933209A)”中的锂离子电池包。
对实施例1-3和对比例1-9内部灌胶的锂离子电池包的吸收率进行检测，得到的检测结果如下表:
实验组别 导热率 阻燃级别
实施例1 0.8W/(m·K) UL-V0级
实施例2 0.8W/(m·K) UL-V0级
实施例3 0.8W/(m·K) UL-V0级
对比例1 0.8W/(m·K) UL-V1级
对比例2 0.8W/(m·K) UL-V2级
对比例3 0.8W/(m·K) UL-V1级
对比例4 0.8W/(m·K) UL-V2级
对比例5 0.8W/(m·K) UL-V1级
对比例6 0.8W/(m·K) UL-V2级
对比例7 0.8W/(m·K) UL-V2级
对比例8 0.8W/(m·K) UL-V1级
注：导热率：利用导热仪进行测定，阻燃级别：按GB/T2408-2008进行测定。
由上表可知：由实施例1-3和对比例1-8的数据可见，本发明实施例1-3内部灌胶的锂离子电池包的导热率和阻燃级别明显比现有技术高；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例，这是由于由吸热导热灌封胶对电池单元的包裹，实现了电池包牢固的固定方式，具有减震抗压、散热良好，绝缘阻燃，防潮防水等功能。灌封胶具有极佳的阻燃性、良好的导热率以及较低的密度保证电池的能量密度，灌封胶为电池组提供防水、减震等保护，有利于电池散热，保证电池组热平衡，灌封胶内加入相变材料，达到一定条件时可以吸收电池的热量，避免电池热失控。灌封胶以端乙烯基聚二甲基硅氧烷为基料，氯铂酸配合物为催化剂，添加相变材料制成含相变材料的有机硅灌封胶，灌封胶在60～70℃可以发生相变,并吸收大量的热量。应用于锂电池组的灌封,可以有效促进故障电池的散热,从而有效提升电池组的安全性能
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，包括由电池单体串并联连接形成的电池组单元、电池管理***、线束、连接端子、吸热导热灌封胶和外壳，所述电池组单元设置在外壳内部且位于所述锂离子电池包的下部，所述外壳与电池组单元之间形成灌封腔体，所述外壳上设有电池输入接口和电池输出接口，所述电池组单元的正负端电极分别与电池输入接口和电池输出接口相连，所述外壳上端设置有灌胶口，所述灌胶口与电池组单元连通，所述灌封腔体内填充有吸热导热灌封胶，所述吸热导热灌封胶对电池组单元形成包裹状态，所述电池管理***、电池输入接口和电池输出接口均放置在所述灌封胶包裹界面的上方。
2.根据权利要求1所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述吸热导热灌封胶固化后的导热系数为0.6～1.0W/(m·K)。
3.根据权利要求1所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述吸热导热灌封胶固化后的防火等级为UL-V0级。
4.根据权利要求1所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述吸热导热灌封胶的原料包括：复合氢氧化铝、相变材料PCM-1、填料、分散剂及其他添加剂。
5.根据权利要求4所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，吸热导热灌封胶的原料按重量份包括：复合氢氧化铝40-50份、相变材料PCM-1 13-20份、石墨烯5-15份、二甲基硅油10-20份及其他添加剂5-20份。
6.根据权利要求4所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述其他添加剂包括助剂、催化剂、固化剂和阻燃剂，其中助剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上组合物。
7.根据权利要求6所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三苯基膦酸酯、六苯氧基环三磷腈的一种或两种以上组合物。
8.根据权利要求6所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述催化剂为铂-烯基络合物、铂-羰基络合物中的一种或两种以上组合物。
9.根据权利要求6所述的内部灌胶的锂离子电池包，其特征在于，所述固化剂为甲基含氢硅油。
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