CN115989135A - 屏蔽制品 - Google Patents

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CN115989135A
CN115989135A CN202180052335.6A CN202180052335A CN115989135A CN 115989135 A CN115989135 A CN 115989135A CN 202180052335 A CN202180052335 A CN 202180052335A CN 115989135 A CN115989135 A CN 115989135A
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J·泰勒
G·克莱默
D·斯图尔特
B·特里默
C·芬克贝纳
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Graftech International Holdings Inc
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Abstract

公开了屏蔽制品。一种屏蔽制品包括阻燃元件/火灾传播减少元件，其包括一对柔性石墨外层和芯，其中柔性石墨外层位于芯的相对侧上。芯可包括一个或多个阻燃元件或绝缘材料。还公开了包括屏蔽制品的电池包。屏蔽制品可应用于希望减少火灾传播的任何***中。

Description

屏蔽制品
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月24日提交的美国临时专利申请No.63/043,468和2020年8月21日提交的美国临时专利申请No.63/068,452的优先权和权益，这些申请的全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
随着锂离子电池在社会中变得越来越普及，与使用它们相关联的风险也变得越来越为人所知。这种风险的一个例子是，已知用于这种电池的电解质是易燃的。虽然已知这种电池表现出产生大量能量的有利性质，但它们也已知有火灾和/或***风险，例如特斯拉电动车辆以及诸如电动平衡车、电子烟或手机的消费者设备。
发明内容
本文中公开的实施例是具有改进的阻燃性/减少的传播的电池包。这种电池包包括电池外壳(又名壳体或外罩)。外壳可包括底板、一个或多个竖直壁和盖子。包括在电池外壳中的是多个电池电芯。电池电芯设置在底板上方和盖子下方，并进一步由一个或多个竖直壁包围。
该***还可包括阻燃元件/火灾传播减少元件。这种元件的一个示例可包括一对柔性石墨外层和泡沫芯。柔性石墨外层位于芯的相对侧上。优选地，柔性石墨层基本上不物理接触。还优选地，柔性石墨层由泡沫芯分离。泡沫芯可包括一个或多个阻燃元件。一种这样的阻燃元件可包括诸如可膨胀石墨的膨胀型元件。
阻燃元件/火灾传播减少元件应用不限于在电池包中使用。该元件在任何希望减少火灾传播的***中都具有应用。
本主题将在详细描述中进一步公开。
附图说明
图1是包括附接到芯的两个柔性石墨片的根据本公开的示例性制品。
图2是包括附接到绝缘层的一个柔性石墨片的根据本公开的示例性制品。
图3是包括附接到绝缘层的一个石墨掺杂硅层的根据本公开的示例性制品。
图4是包括附接到一个柔性石墨片的两个绝缘层(具有相同或不同材料)的根据本公开的示例性制品。
图5是根据本公开的示例性制品，其包括根据图1的制品，但也具有至少一个金属背衬层。
图6是根据本公开的示例性制品，其包括根据图1的制品，但也具有至少一个电隔离层。
图7(A)和图7(B)是包括在电池外壳内部的根据图1的电池电芯和制品的根据本公开的示例性电池包。在图7(A)中，根据图1的制品中的每一个与电池外壳的至少一个表面接触。在图7(B)中，制品中的每一个与电池外壳的多于一个表面接触。
图8(A)和图8(B)是包括在电池外壳内部的根据图1的电池电芯和制品的根据本公开的示例性电池包。在图8(A)中，根据图1的制品中的每一个与电池外壳的至少一个表面接触或者在相邻的电池电芯之间。在图8(B)中，制品中的每一个与电池外壳的多于一个表面接触或者在相邻的电池电芯之间。
图9是根据本公开的示例性电池包，其包括电池电芯和与电池外壳外部的多于一个表面接触并在相邻电池电芯之间的根据图1的制品。
图10是包括电池电芯和根据图1的制品的根据本公开的示例性电池包，所述制品与电池外壳外部的多于一个表面接触，并且在电池外壳内部与电池外壳的竖直表面接触。
图11是根据本公开的示例性电池包，其包括电池电芯和与电池外壳内部的所有表面接触并在相邻电池电芯的所有侧面之间的根据图1的制品。
图12(A)是在用于示例的样品A的测试完成时的侧视图。
图12(B)是在用于示例的样品B的测试完成时的侧视图。
图12(C)是在用于示例的样品C的测试完成时的侧视图。
图12(D)是在用于示例的样品D的测试完成时的侧视图。
图12(E)是在用于示例的样品E的测试完成时的侧视图。
图13(A)是用于示例的样品A的温度分布的图表。
图13(B)是用于示例的样品B的温度分布的图表。
图13(C)是用于示例的样品C的温度分布的图表。
图13(D)是用于示例的样品D的温度分布的图表。
图13(E)是用于示例的样品E的温度分布的图表。
图14是用于示例的对照的温度分布的图表。
具体实施方式
本文中公开的石墨制品(RFPE)将从在电池包中的使用角度公开。然而，本文中公开的石墨制品在希望减少火灾传播的任何环境中都具有应用，诸如车辆的防火隔板、用于电池操作设备的绝缘物或壳体、能量存储***、能量屏蔽的快速释放或加热设备的绝缘元件。
本文中公开的电池包不限于任何特定类型的电池。可用来实践本公开的合适电池电芯的示例包括圆柱形电池、袋状电芯电池、棱柱形电池或它们的任何组合。
一般而言，用于电池操作设备的功率***包括电池包700、800、900、1000、1100，如图7至图11中所示，其为针对设备的整体功率元件。该包包括电池外壳702，电池外壳702由多个表面组成，例如底板、盖子和一个或多个竖直表面。外壳的表面被对准以包围(包封)多个电芯701。电池包可根据需要包括其它元件。这种元件的示例可包括热沉(heat sink,散热器)或冷板。
本文中公开了一种火灾传播减少元件(“RFPE”)。RFPE元件可具有与电池包结合或在电池包内部的应用。图7至图11中示出了RFPE元件如何与电池包结合使用的示例。图9示出了RFPE可设置在电池电芯701的一个或多个外表面上，例如，在相邻电池电芯701的相邻竖直表面之间、在外壳的盖子的外表面上以及在外壳的底板的外表面上。
如果需要，RFPE可施加到电池外壳702的多于一个表面。如图10中所示，第一RFPE可施加到盖子的外表面，第二RFPE可施加到底板的外表面，并且第三RFPE可施加到外壳702的每个竖直表面，该竖直表面可为内部(示出)或外部(未示出)。对电池外壳702使用多于一(1)个RFPE不限于所述示例；这只是可能性的说明。
与上述结合或与其分离，RFPE可包括在电池包的电池外壳702中。RFPE可位于内部电池外壳702中。在图7至图11中，RFPE单独地或以其任意组合的方式用于以下任何或所有用途：RFPE可位于：(1)电池外壳702的盖子的内表面上；(2)电池外壳702的底板的内表面上；(3)壳体702的竖直表面中的一(1)个或多个上和/或(4)两(2)个相邻电池电芯701之间。
如果需要RFPE和电池外壳的表面之间的附接，则RFPE可粘附到电池外壳702的表面。可使用任何类型的粘合剂。根据期望的应用，粘合剂可为高温粘合剂，两(2)个示例是酚醛树脂或可碳化水泥。
本文中公开了RFPE的各种实施例。本文中公开的RFPE实施例中的每一个同样适用于上面讨论的应用。
根据本公开，RFPE是包括至少一个石墨片的制品。换句话说，在示例性实施例中，RFPE包括石墨制品。优选地，RFPE包括第一和第二柔性石墨片101。第一和第二石墨片可为相同的101或不同的101(a)和101(b)(未示出)。优选的是，柔性石墨片101中的至少一个具有至少约300W/mK直至约2000W/mK的热导率。在特定实施例中，柔性石墨片中的两个具有至少约300W/mK直至约2000W/mK的热导率。柔性石墨片可具有或可不具有相同的热导率。示例性优选热导率可在从至少约300W/mK直至约1200W/mK的范围内。合适的热导率的特定示例可包括至少约300W/mK、至少约350W/mK、至少约400W/mK、至少约450W/mK、至少约500W/mK、至少约800W/mK、至少约1000W/mK和至少约1200W/mK。上述热导率均为面内热导率。
图1图示了本公开的RFPE 100的实施例，其中只有一(1)个柔性石墨片101(a)具有至少300W/mK直至2000W/mK的热导率，这种石墨片101(a)将具有至少1.4g/cc直至2.1g/cc的密度；而具有小于300W/mK、低至250W/mK的热导率的柔性石墨片101(b)将具有小于1.3g/cc至1.0g/cc的密度。在该实施例中，优选地，具有小于1.3g/cc的密度的柔性石墨片101(b)邻近电池外壳的表面。
本文中公开的柔性石墨片101可包括以下一种或多种柔性石墨片：膨胀石墨颗粒的压缩颗粒、石墨化聚酰亚胺以及它们的组合。
柔性石墨片101的厚度可在从至少约80微米直至约2mm的范围内。示例性厚度可包括以下任何一种，以及未列出但在上述范围内的尺寸：至少约100微米、至少约150微米、至少约250微米、至少约500微米、至少约750微米、至少约1mm和至少约1.5mm。
本文中公开的柔性石墨片101不需要具有相同的性质，诸如但不限于第一柔性石墨101(a)可具有比第二柔性石墨片101(b)更大或更小的厚度。这也适用于石墨片的其它性质。备选地，柔性石墨片101可具有相同的性质或至少三(3)个相同的性质。
RFPE包括芯102。芯102可包括泡沫和至少一种阻燃材料。柔性石墨片101可设置在芯102的相对表面上，其中片具有不超过与彼此的最小直接接触。除非另外指明，“与彼此的最小直接接触”是指小于与另一个直接接触的石墨片中的一个的总表面积的10％，优选小于与另一个直接接触的石墨片中的一个的总表面积的5％。优选地，柔性石墨片101彼此不接触。这种最小的直接接触或不直接接触避免了热从RFPE的热侧传递到冷侧。
芯102的厚度可根据RFPE的应用而变化。由于特定设备中的空间限制，厚度可能是有限的。可能与厚度相关的另一个因素是芯102的绝缘(R值)值。如果需要更多的绝缘，则可根据芯102的构造材料的R值来增加或减少芯102的厚度。
用于应用于电池包700、800、900、1000和1100或在电池包内的芯102的示例性厚度可在从至少20微米直至10mm的范围内。在特定示例中，芯102的厚度包括不超过5mm。
泡沫芯的构造的材料的示例可包括陶瓷前体和/或膨胀型聚合物材料，诸如聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯(“EVA”)泡沫、丁腈橡胶(NBR)、聚氯乙烯(PVC)或多异氰酸酯化合物；以及它们的混合物。
合适的陶瓷前体的非限制性示例包括生成硅的化合物，诸如由下列化合物中的至少一种形成的硅酮泡沫：碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOxCy)、氮化硅(Si3N4)、碳氮化硅(Si3+ xN4Cx+y)和氮氧化硅(SiOxNy)以及它们的组合。
泡沫的一个实施例包括至多为30％的NBR、至多为30％的PVC和至多为30％的陶瓷前体。在该示例中，百分比是重量百分比。
泡沫不要求是复合泡沫、网状泡沫或闭孔泡沫，但可为复合泡沫、网状泡沫或闭孔泡沫。
用于芯泡沫的其它构造材料包括基于苯乙烯有机聚合物和氯化有机聚合物的膨胀弹性体和/或热塑性弹性体共混物。膨胀弹性体或热塑性弹性体共混物本身包括苯乙烯取代的有机聚合物，优选地苯乙烯丁二烯聚合物。苯乙烯取代的聚合物显示出至少10％、优选地至少17％、特别优选地20％和更高的苯乙烯含量(根据ASTM D5775的结合苯乙烯)。苯乙烯取代的有机聚合物以至少30phr(每百份橡胶中的份数，这意味着它代表所要求保护的材料的弹性体含量的至少30％)、优选地至少50phr、特别优选地至少70phr存在于制剂中。
弹性体或热塑性弹性体共混物还包括至少10phr、优选地至少30phr、特别优选地至少50phr(与苯乙烯取代的聚合物相关)的热塑性或热塑性弹性体性质的氯化有机聚合物，优选地聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE，CM)、氯磺化聚乙烯(CSM)或它们的任何混合物。另外，弹性体或热塑性弹性体共混物包括至少30phr、优选地50phr、特别是70phr的卤化石蜡、卤化脂肪酸取代的甘油或其任意组合——代表油和/或脂肪和/或蜡——，优选地氯代石蜡和/或氯化脂肪酸取代的甘油，特别优选地长链氯化石蜡(C>17)和/或被至少相应的C>8的脂肪酸取代的甘油。氯化石蜡和/或脂肪酸取代的甘油的氯化度为至少15％、优选地至少20％、特别优选地至少30％。
弹性体或热塑性弹性体共混物还可包括至少30phr、优选地至少100phr、特别优选地大于200phr的无机填料，优选地金属和/或半金属氧族元素(即氧、硫的化合物)性质的无机填料。无机填料可为：铝化合物，诸如硅酸铝、铝氧化物、铝氢氧化物等，例如ATH(三水合氧化铝)；和/或硅基化合物，诸如硅酸盐、石英、沸石等；或相应地基于矿物，例如石膏、粘土、珍珠岩、蛭石、白垩、板岩、石墨、滑石/云母等、或它们的任何混合物。
将弹性体或热塑性弹性体共混物膨胀至根据ISO 845具有至少80％的闭孔含量和小于100kg/m3、优选地小于65kg/m3、特别优选地小于50kg/m3的密度的主要闭孔泡沫，以将热导率降低至根据EN12667在0℃下小于0.075W/mK、优选地在0℃下小于0.040W/mK、特别优选地在0℃下小于0.035W/mK。
膨胀聚合物材料的实施例的示例可包括至少300phr但总共少于1000phr的成分，包括100phr的至少两种聚合物，其中1)至少55phr是聚氯乙烯(PVC)或氯乙烯共聚物或氯乙烯三元共聚物或它们的混合物，和2)至少10phr是由硫和/或金属氧化物和/或噻二唑交联的至少一种附加氯化有机聚合物。
弹性体或热塑性弹性体共混物可包括任何比率任何种类的其它添加剂，诸如阻燃剂和增效剂、生物杀灭剂、增塑剂、稳定剂(例如抗紫外线、抗臭氧、抗返硫等)、颜料等，包括用于改善其制造、应用、外观和性能特性的添加剂，诸如抑制剂、缓凝剂、促进剂等；和/或用于使其适应应用需要的添加剂，诸如成炭和/或膨胀添加剂，如膨胀石墨，以在火灾情况下使材料自膨胀，例如用于一般保护目的和/或封闭和保护例如墙壁和舱壁贯穿件；和/或在火灾情况下将对管道、墙壁贯穿件等产生自陶瓷化效果的物质，诸如硼化合物、含硅化合物等；和/或内部粘合促进剂，以确保共挤出和共层压应用中的自粘合特性，诸如硅酸酯、功能性硅烷、多元醇等。
在增强足够的耐火性和低发烟性的实施例中，非卤化聚合物的使用应该限制在小于30phr、优选地小于20phr、特别优选地小于10phr。由于对火灾负荷的影响，非卤化聚合物的可行数量取决于所需的火灾和烟雾性能以及所需的材料尺寸和密度。
芯102还可包括一种或多种阻燃材料。优选类型的阻燃材料是膨胀材料。一种合适的膨胀材料包括可膨胀石墨。可膨胀石墨可与一种或多种其它阻燃材料一起使用。其它合适的阻燃剂可包括Mg(OH)3、三水合氧化铝(ATH)、聚磷酸铵(APP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、硼酸锌以及它们的组合中的至少一种。
合适的可膨胀石墨的性质包括至少约160℃的起始温度。典型地，起始温度不会超过350℃。示例性起始温度可包括至少约180℃、至少约200℃、至少约220℃、至少约250℃或至少约280℃。
可膨胀石墨的颗粒大小可包括至少约325目。颗粒大小可在至多为约20目以及在约325目直至约20目之间的颗粒大小的任何和所有组合的范围内，以微米计，这是约44至850微米的范围。合适颗粒大小的其它示例包括50或80目可膨胀石墨薄片。
具有可膨胀石墨的芯102的合适负载水平可包括至少约二(2％)重量百分比(pbw)的可膨胀石墨。最大负载水平可至多为约五十(50％)pbw。在2重量％和50重量％之间的任何范围(例如2-40重量％、2-30重量％、2-20重量％、2-10重量％、5-40重量％、5-30重量％、5-20重量％、5-10重量％等等)都是可接受的。Pbw在本文中用来表示整个制品的重量百分比。
根据本公开，柔性石墨片101可附接到芯。优选地，柔性石墨片101粘附到芯102。可使用任何合适类型的粘合剂。关于粘合剂的以上描述结合到本文中。可选地，如果需要，耐火粘合剂可用来将每个柔性石墨片101粘附到芯102。在另外的选项中，耐火粘合剂可用来将柔性石墨片101中的一个粘附到芯102，并且非耐火粘合剂可与另一柔性石墨片101一起使用以将其粘附到芯102。在其中使用两(2)种类型的粘合剂的实施例中，优选的是，非耐火粘合剂邻近电池外壳602的表面。换句话说，耐火粘合剂将邻近多个电池电芯601。
优选地，RFPE在柔性石墨片101之间没有一(1)个或多个结构支撑件。该评论相对于本文中公开的RFPE的所有实施例以及在本公开的范围内构思的那些实施例。
转到备选实施例，芯102可包括绝缘材料，该绝缘材料包括泡沫材料以外的材料和可选地至少一种阻燃材料。芯材料可包括以下一种或多种：云母、气凝胶、编织网、硅树脂、陶瓷、玻璃纤维、碳纤维、矿棉(诸如但不限于高温矿棉，诸如高岭土棉)、石膏板、混凝土、钛、镍合金(诸如但不限于哈氏合金)以及它们的组合。关于阻燃材料的上述公开同样适用于包括除泡沫之外的材料的芯。
图4展示了本公开的RFPE 400，其可包括作为外层201的绝缘材料和作为芯层101的柔性石墨。在图2中所示的另一实施例中，RFPE 200包括附接到绝缘层201的至少一个柔性石墨片101。在图3中的RFPE 300中示出的另一备选实施例中，RFPE 200的柔性石墨片101(图3中未示出)可被替换或与邻近绝缘层201的石墨掺杂硅层301结合使用。用于硅层的掺杂的石墨添加剂可包括石墨粉、可膨胀石墨粉或它们的组合。
图5图示了RFPE 500，其可包括邻近柔性石墨片101中的一个的金属背衬层501。合适类型的金属可包括钢、铝、铜及其合金。图6图示了可包括电隔离层601的RFPE 600。电隔离层601将是包括它的任何这样的实施例的最外层。形成电隔离层601的合适材料的示例可包括聚酰亚胺。
本文中公开的RFPE的优点是抑制火灾传播的改进。本文中公开的RFPE可用来在至多为350℃的温度下制造制品中提供至多为50分钟的火灾传播抑制。
示例
测试了各种样品的火灾传播方面的减少。
根据本文中公开的RFPE的五个样品构造和对照物的构造。
·样品A：柔性石墨-250微米气凝胶-柔性石墨(厚度约4.5mm)(图12(a)中所示)
·样品B：柔性石墨-陶瓷棉和云母层-柔性石墨(厚度约4.5mm)(图12(b)中所示)
·样品C：柔性石墨-编织网和云母层-柔性石墨(厚度约3.3mm)(图12(c)中所示)
·样品D：柔性石墨-具有可膨胀石墨的硅树脂-柔性石墨(厚度约3.85mm)(图12(d)中所示)
·样本E：柔性石墨-具有可膨胀石墨的陶瓷前体泡沫-柔性石墨(厚度约4.5mm)(图12(e)中所示)
·对照物：结合到钢板的柔性石墨(未示出)
每个柔性石墨片101具有400W/mK的热导率和0.94mm的厚度。将每个样品结合到0.59mm厚的镀锌钢板金属件。使用防火粘合剂来结合每个样品的部件，诸如CotronicsResbond 907。将样品分层并在低重量下固化，以确保相邻层之间的粘附性。
每个样品为六(6”)英寸×六(6”)英寸。
样品被固连在测试夹具中。使用提供～10,000BTU(～3,000W)的火焰的热源。在每个样品的顶部(与火焰相对的表面)和底部(邻近火焰的表面)中心处测量温度。虽然火焰温度为约800-900℃，但底部表面上的温度预计将在500-600℃范围内。将每个样品加热五十(50)分钟，并测量穿过每个样品的厚度的温降(底表面温度和顶表面温度之间的温差(Δ)T)。报告的ΔT是在五十(50)分钟测试周期的最后五(5)分钟内所取的平均值。
表1
样品 底表面(℃) 顶表面(℃) ΔT(℃)
样品A 382.34 197.9 184.44
样品B 373.63 209.23 164.4
样品C 394.46 254.07 140.39
样品D 390.67 240.25 150.42
样品E 417.44 212.1 205.34
对照物 415.71 238.84 176.87
样品E(具有柔性石墨-具有可膨胀石墨的陶瓷前体泡沫-柔性石墨的层压体)相比最接近的其它样品(样品A)和对照物表现出超过百分之十(10％)的最大ΔT，并且相比具有最低ΔT的样品(样品C)表现出超过百分之四十五(45％)的最大ΔT。
针对每个样品和对照物的温度曲线在图13(A)至图13(E)和图14中提供。
图12(A-E)中图示的是样品A-E的侧视图。如对于包括可膨胀石墨的每个样品(样品D和E)所示，石墨膨胀，从而形成炭层并提供体积膨胀的益处。
本申请中提及的所有引用的专利和出版物的公开内容都通过引用以其整体结合于此。本文中公开的各种实施例可以其任意组合来实践。以上描述旨在使本领域技术人员能够实践本发明。它并不旨在详细说明在阅读说明书时对技术人员来说显而易见的所有可能的变型和修改。然而，它旨在将所有这些修改和变型包括在由所附权利要求书限定的本发明的范围内。除非上下文特别指出相反的情况，否则权利要求书旨在覆盖有效满足本发明的预期目标的任何布置或顺序中的所示元件和步骤。
对本公开的单数特征或限制的所有引用应包括对应的复数特征或限制，并且反之亦然，除非在进行引用的上下文中另有规定或明确暗示相反。因此，在本公开中，词语“一”或“一个”将被视为包括单数和复数两者。相反，在适当的情况下，任何对复数项目的引用都应包括单数。
除非另外指明(例如，通过使用术语“精确地”)，否则说明书和权利要求书中使用的表示量、诸如分子量的性质、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。因此，除非另外指明，以下说明书和权利要求书中阐述的数值性质是近似值，其可根据本发明的实施例中寻求获得的期望性质而变化。
如果本文中没有说明，热导率是在室温和标准压力(1个大气压)下或者备选地在适当的测试条件下提供的，如果标准测试协议是已知的，诸如用于柔性石墨制品的贯穿平面热导率的ASTM D 5470。
如本文中使用的方法或过程步骤的所有组合可以任何顺序执行，除非在进行引用的组合的上下文中另有规定或明确暗示相反。
本文中公开的所有范围和参数(包括但不限于百分比、份数和比率)应理解为包含其中假定和归入的任何和所有子范围，以及端点之间的每个数字。例如，“1至10”的规定范围应被认为包括最小值1和最大值10之间(含端值)的任何和所有子范围；也就是说，所有子范围以最小值1或更大(例如，1至6.1)开始，并且以最大值10或更小(例如，2.3至9.4、3至8、4至7)结束，并且最后到范围内包含的每个数字1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。
本公开的屏蔽制品可包括本文中所述的本公开的基本元件和限制以及本文中所述的或在屏蔽制品中以其它方式有用的任何附加的或可选的成分、部件或限制、由其组成或基本上由其组成。
就说明书或权利要求书中使用术语“包含”或“含有”而言，它们旨在以类似于术语“包括”的方式为包含性的，如该术语在权利要求中用作过渡词时被解释的那样。此外，就使用术语“或”而言(例如，A或B)，它旨在表示“A或B或A和B两者”。当申请人意图表示“仅A或B，而不是两者”时，则将使用措辞“仅A或B，而不是两者”。因此，术语“或”在本文中的使用是包含性的，并且不是排他性的使用。
示例性实施例
1.一种制品，包括：
a.第一和第二柔性石墨片，每个柔性石墨片具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率；
b.芯，其包括泡沫和至少一种阻燃材料，其中，所述柔性石墨片设置在所述芯的相对表面上，其中，所述片具有不超过与彼此的最小直接接触。
2.示例性实施例1的制品，其中，所述芯的厚度包括不超过10mm。
3.示例性实施例1或2的制品，其中，所述泡沫包括陶瓷前体、聚氨酯、醋酸乙烯乙酯或多异氰酸酯化合物中的至少一种。
4.示例性实施例3的制品，其中，所述陶瓷前体包括以下化合物中的至少一种：碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOxCy)、氮化硅(Si3N4)、碳氮化硅(Si3+xN4Cx+y)和氮氧化硅(SiOxNy)以及它们的组合。
5.示例性实施例1、2、3或4的制品，其中，所述芯的厚度包括不超过5mm，并且所述柔性石墨片中的每一个的厚度包括至少0.5mm。
6.示例性实施例1、2、3、4或5的制品，其中，所述阻燃剂包括可膨胀石墨。
7.示例性实施例6的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至少2重量％。
8.示例性实施例6或7的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至多为50重量％。
9.示例性实施例6、7或8的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度包括至少160℃。
10.示例性实施例6、7或8的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度小于350℃。
11.示例性实施例6、7、8、9或10的制品，其中，所述可膨胀石墨具有至少325目的大小。
12.示例性实施例6、7、8、9、10或11的制品，其中，所述目包括不超过20目。
13.示例性实施例6、7、8、9、10、11或12的制品，其中，所述阻燃剂包括除了所述可膨胀石墨之外的至少一种其它阻燃剂。
14.示例性实施例13的制品，其中，所述一种其它阻燃剂包括Mg(OH)3、三水合氧化铝(ATH)、聚磷酸铵(APP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、硼酸锌以及它们的组合中的至少一种。
15.示例性实施例1至14中任一项的制品，在所述柔性石墨片之间没有一个或多个结构支撑件。
16.一种制品，包括：
a.第一和第二柔性石墨片，每个柔性石墨片具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率；
b.芯，其包括至少一种阻燃材料和绝缘材料，所述绝缘材料包括云母、气凝胶、编织网、硅树脂、玻璃纤维、碳纤维、矿棉、石膏板、混凝土、钛、镍合金以及它们的组合中的至少一种，其中，所述柔性石墨片设置在所述芯的相对表面上，其中，所述片具有不超过与彼此的最小直接接触。
17.示例性实施例16的制品，其中，所述芯的厚度包括不超过5mm，并且所述柔性石墨片中的每一个的厚度包括至少0.5mm。
18.示例性实施例16的制品，其中，所述阻燃剂包括可膨胀石墨。
19.示例性实施例18的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至少2重量％。
20.示例性实施例18的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至多为50重量％。
21.示例性实施例18、19或20的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度包括至少160℃。
22.示例性实施例18、19或20的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度小于350℃。
23.示例性实施例18、19、20、21或22的制品，其中，所述可膨胀石墨具有至少325目的大小。
24.示例性实施例18、19、20、21、22或23的制品，其中，所述目包括不超过20目。
25.示例性实施例18、19、20、21、22、23或24的制品，其中，所述阻燃剂包括除了所述可膨胀石墨之外的至少一种其它阻燃剂。
26.示例性实施例25的制品，其中，所述一种其它阻燃剂包括Mg(OH)3、三水合氧化铝(ATH)、聚磷酸铵(APP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、硼酸锌以及它们的组合中的至少一种。
27.示例性实施例16至26中任一项的制品，在所述柔性石墨片之间没有一个或多个结构支撑件。
28.一种屏蔽制品，包括：
a.第一和第二柔性石墨片，每个柔性石墨片具有至少0.10mm的厚度和至少300W/mK的热导率；
b.芯，其包括泡沫和至少一种阻燃材料，其中，所述柔性石墨片设置在所述芯的相对表面上，其中，所述片具有不超过与彼此的最小直接接触。
29.示例性实施例28的制品，其中，所述芯的厚度包括不超过10mm。
30.示例性实施例29的制品，其中，所述泡沫包括陶瓷前体、聚氨酯、醋酸乙烯乙酯或多异氰酸酯化合物中的至少一种。
31.示例性实施例30的制品，其中，所述陶瓷前体包括以下化合物中的至少一种：碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOxCy)、氮化硅(Si3N4)、碳氮化硅(Si3+xN4Cx+y)和氮氧化硅(SiOxNy)以及它们的组合。
32.示例性实施例28至31中任一项的制品，其中，所述芯的厚度包括不超过5mm，并且所述柔性石墨片中的每一个的厚度包括至少0.5mm。
33.示例性实施例32的制品，其中，所述阻燃剂包括可膨胀石墨。
34.示例性实施例33的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至少2重量％。
35.示例性实施例33的制品，其中，所述可膨胀石墨的负载水平包括至多为50重量％。
36.示例性实施例33、34或35的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度包括至少160℃。
37.示例性实施例33、34或35的制品，其中，所述可膨胀石墨的起始温度小于350℃。
38.示例性实施例33至37中任一项的制品，其中，所述可膨胀石墨具有至少325目的大小。
39.前述示例性实施例33至38中任一项的制品，其中，所述目包括不超过20目。
40.前述示例性实施例33至38中任一项的制品，其中，所述阻燃剂包括除了所述可膨胀石墨之外的至少一种其它阻燃剂。
41.示例性实施例40的制品，其中，所述一种其它阻燃剂包括Mg(OH)3、三水合氧化铝(ATH)、聚磷酸铵(APP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、硼酸锌以及它们的组合中的至少一种。
42.示例性实施例28至41中任一项的制品，在所述柔性石墨片之间没有一个或多个结构支撑件。
43.一种复合制品，包括具有至少10微米的厚度的绝缘层以及具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率的柔性石墨层或石墨掺杂硅复合物中的任一种，所述绝缘能够在氧环境中经受至少350℃的温度达至少50分钟的时段。
44.示例性实施例43的制品，其中，所述绝缘层包括来自滑石、云母、气凝胶、编织网、硅树脂、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、陶瓷棉、矿棉、石膏板、混凝土、钛、镍合金以及它们的组合的组的至少一种。
45.示例性实施例43的复合制品，其中，所述绝缘层包括完全致密的绝缘物。
46.示例性实施例43的复合制品，其中，所述绝缘层包括耐火材料。
47.前述示例性实施例43至46中任一项的复合制品，其中，所述绝缘层的厚度包括至少约100微米直至约10mm。
48.示例性实施例43至47中任一项的复合制品，其中，所述绝缘厚度包括至少1mm。
49.前述示例性实施例43至48中任一项的复合制品，其中，所述绝缘层包括无机纤维、非金属纤维以及它们的组合中的至少一种。
50.前述示例性实施例43至49中任一项的复合制品，其中，所述绝缘层由以下至少一种材料构成：氧化铝、氧化锆、硼酸盐、二氧化硅、碳化物、它们的合金以及它们的组合。
51.示例性实施例50的复合制品，其中，所述合金包括氮化物。
52.前述示例性实施例43至51中任一项的复合制品，还包括邻近所述柔性石墨层设置的第二绝缘层，其中，所述石墨形成所述复合物的芯。
53.示例性实施例52的制品，其中，所述第二绝缘层包括来自滑石、云母、气凝胶、编织网、硅树脂、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、陶瓷棉、矿棉、石膏板、混凝土、钛、镍合金以及它们的组合的组的至少一种。
54.示例性实施例53的复合制品，其中，所述第二绝缘层包括完全致密的绝缘物。
55.示例性实施例54的复合制品，其中，所述第二绝缘层包括耐火材料。
56.前述示例性实施例52至55中任一项的复合制品，其中，所述第二绝缘层的厚度包括至少约100微米直至约10mm。
57.示例性实施例52至56中任一项的复合制品，其中，所述第二绝缘厚度包括至少1mm。
58.前述示例性实施例52至57中任一项的复合制品，其中，所述第二绝缘层包括无机纤维、非金属纤维以及它们的组合中的至少一种。
59.前述示例性实施例52至58中任一项的复合制品，其中，所述第二绝缘层由以下至少一种材料构成：氧化铝、氧化锆、硼酸盐、二氧化硅、碳化物、它们的合金以及它们的组合。
60.示例性实施例59的复合制品，其中，所述合金包括氮化物。
61.前述示例性实施例43至55中任一项的复合制品，其中，所述绝缘层没有有机粘结剂。
62.前述示例性实施例53至61中任一项的复合制品，其中，所述第二绝缘层没有有机粘结剂。
63.一种包括前述示例性实施例43至62中任一项的复合制品的屏蔽制品，还包括金属背衬层。
64.示例性实施例63的屏蔽制品还包括电隔离的最外层。
65.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；以及
c.前述示例性实施例43至63中任一项的制品，其与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触。
66.示例性实施例65的电池包，其中，所述制品设置在所述电池外壳的所述表面的内侧或外侧中的一个上。
67.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述示例性实施例43至64中任一项的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触；并且
d.所述第二制品与所述电池外壳的与所述第一制品不同的表面接触。
68.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述示例性实施例43至64中任一项的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触；并且
d.所述第二制品设置在两个相邻的电池电芯之间。
69.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；以及
c.前述示例性实施例中任一项的制品，其与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触。
70.示例性实施例69的电池包，其中，所述制品设置在所述电池外壳的所述表面的内侧或外侧中的一个上。
71.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的多于一个表面接触；并且
d.所述第二制品与所述电池外壳的与所述第一制品不同的表面接触。
72.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的多于一个表面接触；并且
d.所述第二制品设置在两个相邻的电池电芯之间。

Claims (9)

1.一种制品，包括：
a.第一和第二柔性石墨片，每个柔性石墨片具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率；
b.芯，其包括泡沫和至少一种阻燃材料，其中，所述柔性石墨片设置在所述芯的相对表面上，其中，所述片具有不超过与彼此的最小直接接触。
2.一种制品，包括：
a.第一和第二柔性石墨片，每个柔性石墨片具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率；
b.芯，其包括绝缘材料和至少一种阻燃材料，所述绝缘材料包括云母、气凝胶、编织网、硅树脂、玻璃纤维、碳纤维、矿棉、石膏板、混凝土、钛、镍合金以及它们的组合中的至少一种，其中，所述柔性石墨片设置在所述芯的相对表面上，其中，所述片具有不超过与彼此的最小直接接触。
3.一种复合制品，包括具有至少10微米的厚度的绝缘层以及具有至少0.25mm的厚度和至少300W/mK的热导率的柔性石墨层或石墨掺杂硅复合物中的任一种，所述绝缘能够在氧环境中经受至少350℃的温度达至少50分钟的时段。
4.一种屏蔽制品，包括根据前述权利要求1至3中任一项所述的复合制品，还包括金属背衬层。
5.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触；并且
d.所述第二制品与所述电池外壳的与所述第一制品不同的表面接触。
6.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触；并且
d.所述第二制品设置在两个相邻的电池电芯之间。
7.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；以及
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的制品，其与所述电池外壳的所述多于一个表面中的至少一个接触。
8.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的多于一个表面接触；并且
d.所述第二制品与所述电池外壳的与所述第一制品不同的表面接触。
9.一种电池包，包括：
a.电池外壳，其具有多于一个表面；
b.多个电池电芯，其位于所述电池外壳中；
c.根据前述权利要求1至4中任一项所述的第一和第二制品，所述第一制品与所述电池外壳的多于一个表面接触；并且
d.所述第二制品设置在两个相邻的电池电芯之间。
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