CN118073734A - 电池单体用壳体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体用壳体、电池及用电装置。一种电池单体用壳体包括：壳体本体；隔热膜，设于壳体本体的至少部分外表面，隔热膜包括玻纤布及防火涂层，防火涂层设于玻纤布的至少一侧，隔热膜在25℃的导热系数≤0.08 W/mK；及绝缘膜，设于壳体本体的外表面且覆盖至少部分隔热膜。上述电池单体用壳体，其将隔热膜设置在壳体本体和绝缘膜之间，因此可对隔热膜起到固定作用，提升了壳体本体与隔热膜之间的结合牢固性，此外上述隔热膜采用玻纤布阻止热量传递，同时结合防火涂层阻止火势蔓延传播，隔离火源以抑制燃烧或延后着火时间，进而阻止或阻缓整个电池热失控或损坏。

Description

电池单体用壳体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体用壳体、电池及用电装置。

背景技术

随着新能源技术的发展，电池在市场上的应用越来越广泛，人们对于电池性能的要求也越来越高。其中，高能量密度电池的研发衍生出更多的安全问题，也带来了更高的安全防护压力。当一个电池单体热失控后，温度急速上升，热量迅速聚集蔓延到相邻电池，相邻电池也可能相继发生热失控，最终导致严重的热失控，甚至让整个电池损坏。因此，如何阻缓电池热失控是亟需解决的问题。

发明内容

基于此，本申请针对如何阻缓电池热失控的问题，提供一种电池单体用壳体、电池及用电装置。

第一方面，本申请一实施方式提供一种电池单体用壳体，包括：

壳体本体；

隔热膜，设于所述壳体本体的至少部分外表面，所述隔热膜包括玻纤布及防火涂层，所述防火涂层设于所述玻纤布的至少一侧，所述隔热膜在25℃的导热系数≤0.08 W/mK；及

绝缘膜，设于所述壳体本体的外表面且覆盖至少部分所述隔热膜。

上述电池单体用壳体，其将隔热膜设置在壳体本体和绝缘膜之间，因此可对隔热膜起到固定作用，提升了壳体本体与隔热膜之间的结合牢固性，降低了因电池单体膨胀而造成隔热膜移位或脱落的风险，进而使隔热膜能够在电池单体长期使用过程中提供良好的隔热作用；此外上述隔热膜采用导热系数较低且质地柔软、重量轻、密度低、耐高温特性和耐隔热性能的玻纤布阻止热量传递，同时结合防火涂层阻止火势蔓延传播，隔离火源以抑制燃烧或延后着火时间，进而阻止或阻缓整个电池热失控或损坏。

在本申请一些实施例中，至少有一个所述防火涂层位于所述玻纤布和所述绝缘膜之间。如此，使来自电极组件的热量先被玻纤布隔热，再经防火涂层起到抑制燃烧作用。

在本申请一些实施例中，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述玻纤布的厚度为0.1mm~0.25mm；

（2）所述防火涂层的厚度为0.05mm~0.1mm；

（3）所述隔热膜的总厚度≤0.35mm；

（4）所述绝缘膜的厚度为0.1mm~0.15mm。

玻纤布的厚度在该范围内，可在尽可能控制玻纤布的厚度基础上提供更优良的隔热性能。防火涂层的厚度在该范围内，可在尽可能控制防火涂层的厚度基础上提供更优良的防火性能。该隔热膜的总厚度很小，而且设置在壳体本体外侧，故而可在提高隔热膜结合牢固性同时，减少隔热膜所在空间，进而可提升电池单体的排布密度。

在本申请一些实施例中，所述防火涂层的组分按质量份数计，包括聚氨酯树脂30~40份、氢氧化铝10~20份、三聚氰胺10~20份、二氧化钛10~20份、甲基纤维素5~10份及其他组分0~4份，所述其他组分包括消泡剂以及分散剂中的至少一种。

在本申请一些实施例中，所述隔热膜在受到应力为0.5MPa~4MPa时的应变为20%~80%。

该隔热膜具有较低的导热系数，故而较薄的厚度可提供较好的隔热性能，有利于降低隔热膜的厚度，也有利于设置在壳体本体的外侧，在提供良好的隔热性能同时降低壳体的厚度。该隔热膜不仅具有良好的隔热和防火性能，还具有良好的压缩性能，能够在电池发生膨胀时吸收电池膨胀，故而可提高电池的使用寿命。

在本申请一些实施例中，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述壳体还包括第一胶层，所述隔热膜与所述壳体本体之间通过所述第一胶层粘结；

（2）所述壳体还包括第二胶层，所述隔热膜与所述绝缘膜之间通过所述第二胶层粘结；

（3）所述壳体本体包括较大侧壁，所述隔热膜设置于所述较大侧壁的外侧。

在本申请一些实施例中，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述绝缘膜覆盖全部所述隔热膜；

（2）所述绝缘膜包裹于所述壳体本体的全部外表面；

（3）所述绝缘膜包括蓝膜；

（4）所述壳体本体为铝合金壳体。

在本申请一些实施例中，所述壳体还包括端盖，所述壳体本体具有开口，所述端盖用于密封所述开口。

本申请第二方面提供了一种电池单体，包括：

本申请第一方面提供的电池单体用壳体；及

电极组件，容置于所述电池单体用壳体内。

本申请第三方面提供了一种电池，包括本申请第一方面提供的电池单体用壳体以及本申请第二方面的电池单体中的至少一种。

本申请第四方面提供了一种用电装置，包括本申请第一方面提供的电池单体用壳体以及本申请第二方面的电池单体中的至少一种。

附图说明

图1为本申请一实施方式的电池单体的结构示意图；

图2为图1所示电池单体的截面结构示意图；

图3为图1所示电池单体的B处局部放大的结构示意图；

图4为本申请一实施方式的壳体中的隔热膜的截面结构示意图；

图5为本申请一实施方式的电池单体的分解结构示意图；

图6为本申请一实施方式的电池的结构示意图；

图7为本申请一实施方式的电池用作电源的用电装置的示意图；

图8为实施例1制得的隔热膜的压缩应力应变曲线图。

附图标记说明：

20、电池单体；21、壳体；211、壳体本体；212、隔热膜；2121、玻纤布；2122、防火涂层；213、绝缘膜；22、电极组件；23、端盖；

30、电池；311、上箱体；312、下箱体；32、电池模块；

40、用电装置。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池单体是组成电池的最小单元，一个电池中，可以包括一个或多个电池单体，且多个电池单体之间可以通过串联或者并联或者混联进行连接。其中，混联是指多个电池单体之间既有串联又有并联。

多个电池单体相互连接并按一定顺序进行排列之后，可以直接容置于箱体内，从而组装形成电池。也可以先将多个电池单体组成电池模组，然后再将多个电池模组相互连接并形成一个整体，最终将电池模组的整体容置于箱体中，形成电池。

为了解决上述的电池热失控问题，降低对整个电池损坏程度和损坏风险。一般地，电池单体包括壳体和电极组件，电极组件设于壳体内。目前一般是在相邻电池单体之间设置隔热膜起到隔热作用，一方面存在隔热膜固定不牢固容易移位或脱落的问题，另一方面对于一些电池其内部空间有限，隔热膜安装空间受限。本申请一实施方式提供一种电池单体及其电池单体用壳体。

请参阅图1、图2和图3，本申请一实施方式提供了一种电池单体20。电池单体20包括电池单体用壳体21及电极组件22，电极组件22容置于壳体21内。

其中，壳体21包括壳体本体211、隔热膜212及绝缘膜213。隔热膜212设于壳体本体211的至少部分外表面。绝缘膜213设于壳体本体211的外表面且覆盖至少部分隔热膜212。

请参阅图4，隔热膜212包括玻纤布2121及防火涂层2122，防火涂层2122设于玻纤布2121的至少一侧。

上述电池单体用壳体21，其将隔热膜212设置在壳体本体211和绝缘膜213之间，因此可对隔热膜212起到固定作用，提升了壳体本体211与隔热膜212之间的结合牢固性，降低了因电池单体20膨胀而造成隔热膜212移位或脱落的风险，进而使隔热膜212能够在电池单体20长期使用过程中提供良好的隔热作用；此外上述隔热膜212采用导热系数较低且质地柔软、重量轻、密度低、耐高温特性和耐隔热性能的玻纤布2121阻止热量传递，同时结合防火涂层2122阻止火势蔓延传播，隔离火源以抑制燃烧或延后着火时间，进而阻止或阻缓整个电池热失控或损坏。

此外，由于玻纤布2121和防火涂层2122配合使得隔热膜212具有较低的导热系数，故而可使隔热膜212的厚度控制在较低范围，如此不仅便于节省电池单体20的空间，而且厚度较低的隔热膜212更便于设置在壳体本体211与绝缘膜213之间。

需要说明的是，壳体21是指能够用于容纳电极组件22的结构。具体地，壳体本体211内部形成有用于容纳电极组件22的容纳腔。

在本申请中，“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元，电极组件22是指电池单体20中发生电化学反应实现化学能和电能相互转化的部件，且电池单体20中壳体本体211内部可以容置有一个或多个电极组件22。进一步地，通常而言电池单体20至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。

进一步地，电极组件22还包括设置在正极极片、负极极片之间的隔离膜。进一步地，以电解质为电解液为例，电解液浸润于电极组件22中。电池单体20所含电极组件22的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。

在本申请一些实施例中，隔热膜212在25℃的导热系数≤0.08 W/mK。该隔热膜212具有较低的导热系数，故而较薄的厚度可提供较好的隔热性能，有利于降低隔热膜212的厚度，也有利于设置在壳体本体211的外侧，在提供良好的隔热性能同时降低壳体21的厚度。

进一步地，玻纤布2121的厚度为0.1mm~0.25mm，作为示例，该厚度可以是0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm，或为上述任意两个点值作为端值构成的范围内。玻纤布2121的厚度在该范围内，可在尽可能控制玻纤布2121的厚度基础上提供更优良的隔热性能。

进一步地，防火涂层2122的厚度为0.05mm~0.1mm；作为示例，该厚度可以是0.05mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm，或为上述任意两个点值作为端值构成的范围内。防火涂层2122的厚度在该范围内，可在尽可能控制防火涂层2122的厚度基础上提供更优良的防火性能。

进一步地，隔热膜212的总厚度≤0.35mm，作为示例，该厚度可以是0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm，或为上述任意两个点值作为端值构成的范围内。该隔热膜212的总厚度很小，而且设置在壳体本体211外侧，故而可在提高隔热膜212结合牢固性同时，减少隔热膜212所在空间，进而可提升电池单体20的排布密度。

进一步地，绝缘膜213的厚度为0.1mm~0.15mm；作为示例，该厚度可以是0.1mm、0.12mm、0.15mm。

本文中，对于厚度的检测可采用如下方法进行。使用的s设备为：三丰547-301厚度规，设备精度：≤0.01mm；检测时要求复合隔热膜和三丰547-301厚度规的检测面均与地面保持平行，检测位置为四个角及中心区域共5处，取5处平均值作为检测值。

在本申请一些实施例中，至少有一个防火涂层2122位于玻纤布2121和绝缘膜213之间。如此，使来自电极组件22的热量先被玻纤布2121隔热，再经防火涂层2122起到抑制燃烧作用。

请参阅图4，例如在一具体示例中，隔热膜212由玻纤布2121和设于玻纤布2121的一侧表面的防火涂层2122构成。进一步地，隔热膜212中的玻纤布2121设于靠近壳体本体211的一侧，隔热膜212中的防火涂层2122设于靠近绝缘膜213的一侧。如此，防火涂层2122位于玻纤布2121和绝缘膜213之间。

在其他示例中，隔热膜212可包括至少两个防火涂层2122，玻纤布2121的相背两侧表面分别设有至少一个防火涂层2122。

在本申请一些实施例中，防火涂层2122的组分按质量份数计，包括聚氨酯树脂30~40份、氢氧化铝10~20份、三聚氰胺10~20份、二氧化钛10~20份、甲基纤维素5~10份及其他组分0~4份，其他组分包括消泡剂以及分散剂中的至少一种。通过采用特定组成的防火涂层2122和玻纤布2121形成隔热膜212，然后再通过绝缘膜213将隔热膜212设于壳体本体211的外表面，进而达到更优良的防火隔热性能。

进一步地，消泡剂包括聚硅氧烷；进一步地，分散剂包括羧甲基纤维素钠。

进一步地，在防火涂层2122的组分中，按质量份数计，聚氨酯树脂的份数可以是30份、32份、34份、35份、36份、38份、40份，或为上述任意两个点值作为端值构成的范围内，下同；氢氧化铝的份数可以是10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份；三聚氰胺的份数可以是10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份；二氧化钛的份数可以是10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份；甲基纤维素的份数可以是5份、6份、8份、10份；其他组分的份数可以是0、1份、2份、3份、4份。

上述防火涂层2122可通过如下制备方法制备：将上述各组分与溶剂混合形成防火涂料，将防火涂料涂布于玻纤布2121的至少一侧表面，干燥固化后整形即可得到隔热膜212。

进一步地，上述各组分可以预先利用球磨机研磨混合，得到粉料混合物；进一步地，上述各组分预先混合的时间可为20~30min。进一步地，溶剂可以是乙醇和水中的至少一种。

进一步地，溶剂可以是乙醇和水的醇水混合液，两者体积比为3:（8~10）。醇水混合液可以利用超声机超声混合制得；进一步地，上述超声混合的时间可为20~30min。

进一步地，防火涂料中固液比为1g:(15~20)mL。进一步地，上述各组分与醇水混合液的质量体积比为1g:(15~20)mL。进一步地，上述各组分与溶剂混合可采用超声混合，时间可为50~60min。

进一步地，涂布的方式包括但不限于喷涂、旋涂、刮涂、凹涂、辊涂、狭缝涂布、刀辊涂层、浸渍、气刀涂层等中的至少一种。在一具体示例中，喷涂可利用空压泵喷涂。

进一步地，整形所采用的压力为1MPa~3MPa，作为示例可为1MPa、2MPa、3MPa；进一步地，整形的温度为15~25℃，作为示例可为15℃、18℃、20℃、22℃、25℃；进一步地，整形的压合时间为1min、2min、3min。

在本申请一些实施方式中，隔热膜212的环保性能可满足ROHs标准。

在本申请一些实施方式中，隔热膜212的绝缘电阻值＞500MΩ@1000V DC60s。

在本申请一些实施方式中，隔热膜212的漏电流＜1mA@2700V/60s。

在本申请一些实施方式中，隔热膜212的阻燃性满足UL94 V-0标准。

在本申请一些实施方式中，隔热膜212在受到应力为0.5MPa~4MPa时的应变为20%~80%。该隔热膜212不仅具有良好的隔热和防火性能，还具有良好的压缩性能，能够在电池发生膨胀时吸收电池膨胀，故而可提高电池的使用寿命。

本文中的应力应变测试是通过如下测试方法得到的：使用压力机对待测样品在入口应力为0.008MPa下，设备以2mm/min的压缩速率，压缩到一定压力下，记录的压缩应力-应变曲线。测试在温度为23℃±5℃，相对湿度为45％～75％，大气压力86kPa～106kPa的环境中进行。

其中，应力测试设备是厦门英昊达的压力测试仪，测量压力范围：1-8KN；测量面积：300*300mm。应力或压强=载荷力/样品面积。

应变是样品在受到应力下的厚度变化相对于样品初始厚度的百分比值。样品在受到应力下的厚度变化采用千分表或压力测试仪记录的相对于初始位置的位移量；样品初始厚度采用的设备如下：三丰547-301厚度规，设备精度：≤0.01mm；检测时要求复合隔热膜和三丰547-301厚度规的检测面均与地面保持平行，检测位置为四个角及中心区域共5处，取5处平均值作为检测值。即应变或压缩率=千分表或压力测试仪记录的位移/样品初始厚度。

根据应力测试设备的输出载荷-位移测试原始数据，转化为应力-应变数据，输出压缩应力-应变曲线。

可理解，隔热膜212设于壳体本体211的至少部分外表面是指：隔热膜212设于壳体本体211的部分外表面，例如隔热膜212设于壳体本体211的一个或两个较大侧壁的外侧，由于较大侧壁散热更大且相邻两个电池单体20排布时，以该较大侧壁相对设置，故而设置在该位置可提供较好的隔热性能；或者是隔热膜212设于壳体本体211的全部外表面，以对电池单体20提供更好的隔热性能。

在本申请一些实施方式中，壳体21还包括第一胶层（图未示），隔热膜212与壳体本体211之间通过第一胶层粘结。如此通过第一胶层将隔热膜212粘贴于壳体本体211的外表面。

可理解，绝缘膜213设于壳体本体211的外表面且覆盖至少部分隔热膜212是指，绝缘膜213设于壳体本体211的外表面覆盖部分隔热膜212或者覆盖全部隔热膜212。可选地，绝缘膜213覆盖全部隔热膜212。进一步可选地，绝缘膜213覆盖壳体本体211的全部外表面，以提供良好的绝缘性能。进一步地，绝缘膜213包括但不限于蓝膜，蓝膜将隔热膜212包裹并固定于壳体本体211的外侧。

在本申请一些实施方式中，壳体21还包括第二胶层（图未示），隔热膜212与绝缘膜213之间通过第二胶层粘结。如此通过第二胶层将绝缘膜213粘贴于隔热膜212的外表面。

进一步地，第一胶层151和第二胶层152的材质各自独立地是硅酮胶层，厚度各自独立地为0.04~0.06mm。硅酮胶层耐高温且结构强度高。

请参阅图5，在本申请一些实施例中，电池单体用壳体21还包括端盖23，壳体21具有与容纳腔连通的开口，端盖23用于密封设置于壳体21的开口以形成密封空间。电极组件22容置于壳体21的密封空间内。

进一步地，端盖23上凸出设置有极柱，极柱是用于与电极组件22电连接，以导出电极组件22的电能的部件。

进一步地，在电极组件22与极柱的连接过程中，由于极柱能够与电极组件22连接的面积较小，为了使电极组件22能够与极柱稳定连接，通常需要设置焊接压环。而设置焊接压环之后，为了增加极柱与端盖23之间的密封性，又需要设置密封圈。此外，为了避免电极组件22直接接触到端盖23上除极柱之外的其他位置，还需要在电极组件22与端盖23之间设置上塑胶以及下塑胶进行绝缘。

可理解，电池单体20的形状包括但不限于方形、圆柱形，即壳体本体211的形状包括但不限于方形、圆柱形。隔热膜212可根据电池单体20的形状贴合设置。

例如，图1和图2是作为一个示例的方形结构的电池单体20。电池单体20和壳体本体211的形状为方形。

进一步地，壳体本体211包括构成电池单体大面的相对两个较大侧壁。进一步地，隔热膜212设置于该相对两个较大侧壁的外侧，隔热膜212设置在整个壳体本体211的外表面。

可理解，若电池单体20和壳体本体211的形状为圆柱形，壳体本体211包括构成电池单体20大面的柱面侧壁（即为较大侧壁），隔热膜212设置于该柱面侧壁。

进一步地，壳体21的一端或两端设有开口，开口与端盖23配合密封。

进一步地，壳体21为长方体壳体，壳体21的开口方向为壳体21的高度方向。进一步地，壳体21的两端设有开口，两个开口在壳体21的高度方向上相对设置。进一步地作为非限制示例，壳体21的高度为80mm~210mm；进一步地作为非限制示例，壳体21的长度为90mm~240mm；进一步地作为非限制示例，壳体21的宽度为20mm~80mm。

进一步地，电池单体20和壳体21为长方体壳体，隔热膜212设于电池单体20的较大面积的侧面，该较大面积的侧面与上述宽度方向相互垂直，即为上述长度方向和高度方向的两边构成的侧面。

进一步地作为非限制示例，壳体本体211的壁厚为0.5mm~0.8mm。

电池单体20的壳体本体211可以是硬壳体，例如硬塑料壳、铝合金壳、钢壳等。进一步地，壳体本体211为铝合金壳体；例如三系铝合金壳体或五系铝合金壳体。

进一步地，三系铝合金壳体的铝合金包括以下质量百分含量的成分：铝≥99.6%，铜≤0.05%，铁≤0.35%，镁≤0.03%，锰≤0.03%，硅≤0.25%，钛≤0.03%，钒≤0.05%，锌≤0.05%，其他单个元素≤0.03%。

进一步地，五系铝合金壳体的铝合金包括以下质量百分含量的成分：铝≥96.7%，0.05%≤铜≤0.2%，铁≤0.7%，锰≤1.5%，硅≤0.6%，锌≤0.1%，其他单个元素成分≤0.05%，其他元素总成分≤0.15%。

本申请另一实施方式还提供了一种电池，其包括一个或多个电池单体20。

由于该电池单体20的壳体21内设置有隔热膜212，故而电池单体20之间无需设置隔热垫，如此可节省空间，提升电池单体20的排布密度。

当然可理解，为了进一步提升隔热性能，进一步可选地，电池还可以包括设于至少两个相邻的电池单体20之间的隔热垫。可选地，任意两个相邻的电池单体20之间均设有隔热垫。可理解，电池单体20与电池的壳体内壁之间也可设有上述的隔热垫。

可理解地，多个电池单体20相互连接并按一定顺序进行排列之后，可以直接容置于箱体内，从而组装形成电池。也可以将多个电池单体20组成电池模组，也可以进一步再将多个电池模组相互连接并形成一个整体，最终将电池模组的整体容置于箱体中，形成电池。

图6是作为一个示例的电池30。该电池30可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块32。电池箱包括上箱体311和下箱体312，上箱体311能够盖设于下箱体312，并形成用于容纳电池模块32的封闭空间。多个电池模块32可以按照任意的方式排布于电池箱中。电池模块32包括至少一个电池单体20。电池模块32所含电池单体20的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池模块32的应用和容量选择合适的数量。

本申请另一实施方式还提供了一种用电装置，包括本申请提供的上述电池。上述电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等，但不限于此。

图7是作为一个示例的用电装置40。该用电装置40为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用电池作为电源。

以下为具体实施例。

以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

（1）隔热膜的制备

配置防火涂料：S1.1、按重量份数取聚氨酯树脂30份、氢氧化铝10份、三聚氰胺10份、二氧化钛10份、甲基纤维素5份和其他组分（消泡剂聚硅氧烷以及分散剂羧甲基纤维素钠的质量比例1：3）共计2份，利用球磨机研磨30min，得到粉料混合物。S1.2、将体积比为3:8的无水乙醇和去离子水混合，利用超声机超声30min，得到醇水混合液。S1.3、按照1g: 20mL的固液比，将S1.1所制得的粉料混合物缓慢加入到S1.2制得的醇水混合液中，添加过程中持续搅拌，超声分散50min，制得防火涂料。

制备隔热膜：将防火涂料利用空压泵均匀喷涂于厚度在0.2mm的玻纤布上，涂敷厚度控制在0.05mm，干燥固化，最后通过整形得到片状复合隔热膜。整形工艺中压力为2MPa，温度为25℃，压合时间为1min。

（2）将上述隔热膜通过双面胶粘合至电池单体的铝合金壳体本体的相对两个大面外侧壁上，再用蓝膜（绝缘膜）将隔热膜和壳体本体的全部外表面包裹固定。

实施例2~3

与实施例1基本相同，区别在于：防火涂料的组分比例（重量份数）不同，具体如下表1所示。

实施例4~5

与实施例1基本相同，区别在于：防火涂层以及玻纤布的厚度不同，具体如下表1所示。

表1

（一）对各实施例制备的隔热膜进行常温导热系数、环保性能、绝缘电阻值、漏电流及阻燃性测试，各实施例的结果如下表2所示：

常温导热系数的测试步骤如下：将样品裁成 300mm*300mm 大小，叠加至厚度满足测试的最低厚度6mm需求；将样品放入常温导热系数仪内，设置测量参数，测量样品的常温导热系数（25ºC）。

环保性能测试步骤如下：选择一定量的隔热膜样品；经前处理得到一定浓度的试液，将样品溶液放入ROHs测试仪器中测试，并记录数据；根据测试结果判定是否符合ROHs标准要求。

绝缘电阻值及漏电流值的步骤如下：1、将样品放置于一块尺寸稍大的铝片上，在样品上表面中间区域放置一铝片；2、采用交直流绝缘耐压分析仪的两探针分别接触铝片和铝块上，施加DC1000V，升压时间 0.8s，持续60s，降压时间10s，测试绝缘电阻；3、绝缘电阻测试完毕，程序自动进入直流耐压测试，施加 DC2700V，升压时间0.8s，持续60s，降压时间10s；4、项目测试完毕，记录下绝缘电阻值和漏电流值，关闭仪器电源。

表2

从上表2可知，隔热膜具有较低的导热系数，其具有良好的隔热性能，且其环保性能优良，而且还兼具较大的绝缘电阻值、较低的漏电流，说明其绝缘性好，且其阻燃性能优异。

（二）将各实施例制得的隔热膜进行耐压性能测试。

以下为压缩性能测试。

以实施例1中制备的隔热膜为样品（样品面积为100mm*100mm），进行应力应变测试，得到压缩的应力应变曲线图，如图8所示，其中横坐标为压强/MPa，纵坐标为压缩率，从中可知，该样品在受到应力为0.5MPa~4MPa时的应变在20%~80%范围内，说明其具有良好的压缩性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电池单体用壳体，其特征在于，包括：

壳体本体；

隔热膜，设于所述壳体本体的至少部分外表面，所述隔热膜包括玻纤布及防火涂层，所述防火涂层设于所述玻纤布的至少一侧，所述隔热膜在25℃的导热系数≤0.08 W/mK；及

绝缘膜，设于所述壳体本体的外表面且覆盖至少部分所述隔热膜。

2.根据权利要求1所述的电池单体用壳体，其特征在于，至少有一个所述防火涂层位于所述玻纤布和所述绝缘膜之间。

3.根据权利要求1所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述玻纤布的厚度为0.1mm~0.25mm；

（2）所述防火涂层的厚度为0.05mm~0.1mm；

（3）所述隔热膜的总厚度≤0.35mm；

（4）所述绝缘膜的厚度为0.1mm~0.15mm。

4.根据权利要求1所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述防火涂层的组分按质量份数计，包括聚氨酯树脂30~40份、氢氧化铝10~20份、三聚氰胺10~20份、二氧化钛10~20份、甲基纤维素5~10份及其他组分0~4份，所述其他组分包括消泡剂以及分散剂中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述隔热膜在受到应力为0.5MPa~4MPa时的应变为20%~80%。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述壳体还包括第一胶层，所述隔热膜与所述壳体本体之间通过所述第一胶层粘结；

（2）所述壳体还包括第二胶层，所述隔热膜与所述绝缘膜之间通过所述第二胶层粘结；

（3）所述壳体本体包括较大侧壁，所述隔热膜设置于所述较大侧壁的外侧。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述壳体满足如下条件中的至少一个：

（1）所述绝缘膜覆盖全部所述隔热膜；

（2）所述绝缘膜包裹于所述壳体本体的全部外表面；

（3）所述绝缘膜包括蓝膜；

（4）所述壳体本体为铝合金壳体。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体用壳体，其特征在于，所述壳体还包括端盖，所述壳体本体具有开口，所述端盖用于密封所述开口。

9.一种电池单体，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的电池单体用壳体；及

电极组件，容置于所述电池单体用壳体内。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的电池单体用壳体以及如权利要求9所述的电池单体中的至少一种。

11.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池单体和如权利要求10所述的电池中的至少一种。