CN205646008U - 电池模组 - Google Patents

电池模组 Download PDF

Info

Publication number
CN205646008U
CN205646008U CN201620497998.5U CN201620497998U CN205646008U CN 205646008 U CN205646008 U CN 205646008U CN 201620497998 U CN201620497998 U CN 201620497998U CN 205646008 U CN205646008 U CN 205646008U
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery modules
framework
cell
battery cell
expansible graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620497998.5U
Other languages
English (en)
Inventor
陈小波
李耀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN201620497998.5U priority Critical patent/CN205646008U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205646008U publication Critical patent/CN205646008U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组，其包括：多个单体电池，沿排列方向依次布置；框体，收容并固定所述多个单体电池；以及保护板，设置在框体与所述多个单体电池之间，以将框体与单体电池的沿前后方向F的侧面隔开。其中保护板包括：可膨胀石墨板，包括粘接剂形成的基体以及分布在基体中的可膨胀石墨颗粒；以及绝缘密封膜，至少包覆可膨胀石墨板的面向单体电池的一侧，以将所述多个单体电池与可膨胀石墨板隔开。在根据本实用新型的电池模组中，当某个单体电池发生热失控时，保护板的可膨胀石墨板遇高温后体积瞬间膨胀，在膨胀的过程中，能够减小通过框体传递到其它未失控的单体电池的热量，抑制或减缓热失控的蔓延，提高电池模组的安全性能。

Description

电池模组
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组。
背景技术
锂离子电池与其它传统二次电池相比具有比能高、功率性能出色等优势。因而，锂离子电池不仅在电子消费产品领域成熟应用，还逐渐拓展于新能源汽车、电动游船及储能领域。随着锂离子电池逐渐拓展到高能量、高功率要求的应用领域，锂离子电池的大规模成组使用成为其发展的必然趋势。然而，安全性问题则是锂离子电池大规模应用的重要阻碍之一。因为材料体系及结构特点，锂离子电池在过充电、过放电、过热、机械挤压、针刺或短路等条件下，会诱发电池内部发生一系列放热反应，致使电池温度升高，高温则会进一步加快放热反应速率，导致电池放热和温升两方面呈相互促进的失控状态，即“热失控”，电池组内个别单体电池发生“热失控”，可能会在电池组内连锁传播，导致整个电池组发生非常严重的燃烧、***事故。对于每辆需要安装多个锂离子电池模块的电动汽车来说，一旦发生热失控，后果将不堪设想。因此，需要开发一种可抑制热失控蔓延的锂离子电池模块，避免引起电池组整体的热失控，或延缓热失控蔓延的速度，赢得更多的逃生时间。
现有已商业化应用的锂离子电池模块，如特斯拉(Tesla)公司在其汽车锂离子电池组的专利中设计了一种由隔热材料和弹性材料复合制成的隔离板，放置于电池模块不同列单体之间，以此来减少热失控时，单体间热量的传播，并吸收***冲击力，实现热、冲击的阻断。波尔季切夫斯基(Berdichevsky)等在电池外部增加导热板材来强化电池与冷却介质间的传热，并将绝热阻燃板材和反射辐射的金属板放置于不同电池层之间，通过降低不同电池层间的热传导和热辐射来阻断热失控时热量的传播。罗林森(Rawlinson)在锂离子电池包中设计了多个装载液体或高熔点低导热系数的材料的空心横梁，不仅将电池包分割成多个组，延缓了各组之间热失控传播速度，还能将侧面冲击力均匀分布到横梁，吸收冲击能量。
然而，锂离子电池特别是三元锂离子电池热失控时释放出的热量非常巨大。以42Ah三元电芯为例，热失控时释放出的总热量约为500kJ，其中，通过电芯大传递到相邻电芯的热量约占总放热量的20％～30％，通过金属汇流排(Busbar)传递的热量约占5％～10％，通过金属侧板传递的热量约占10～15％。由于锂离子电池模块长度的限制，电芯与电芯间可供隔热设计的空间往往很小，如电芯与电芯间可供隔热设计的间隙仅为0.3mm左右，采用25℃下导热系数低至0.02w/(m·k)的超隔热材料都很难阻止热扩散蔓延，类似于特斯拉及罗林森的现有设计要想阻止热失控蔓延难度极大。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池模组，其能在部分单体电池发生热失控时，减小通过框体传递到其它未失控的单体电池的热量，抑制或减缓热失控的蔓延，提高电池模组的安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模组，其包括：多个单体电池，沿排列方向依次布置；框体，收容并固定所述多个单体电池；以及保护板，设置在框体与所述多个单体电池之间，以将框体与单体电池的沿前后方向F的侧面隔开。其中保护板包括：可膨胀石墨板，包括粘接剂形成的基体以及分布在基体中的可膨胀石墨颗粒；以及绝缘密封膜，至少包覆可膨胀石墨板的面向单体电池的一侧，以将所述多个单体电池与可膨胀石墨板隔开。
本实用新型的有益效果如下：
在根据本实用新型的电池模组中，当某个单体电池发生热失控时，保护板的可膨胀石墨板遇高温后体积瞬间膨胀，在膨胀的过程中，会大量的吸收所述单体电池热失控产生的热量，同时释放不燃性气体稀释单体电池燃烧所需的氧气；另外，膨胀后的可膨胀石墨板会覆盖所述单体电池，隔绝氧气以避免该单体电池燃烧，同时隔绝热量防止该单体电池影响其它的单体电池，同时，可膨胀石墨板膨胀后体积巨大，迅速将框体与单体电池的侧面彻底分离，避免该单体电池通过框体将热失效产生的热量传递到相邻的单体电池；可膨胀石墨板在反应的过程中，热释放率低，质量损失小，产生的烟气少，且能够在使用后再生利用，不会造成二次污染。
附图说明
图1为根据本实用新型的电池模组的示意图；
图2为根据本实用新型的电池模组的保护板的一实施例的示意图；
图3为根据本实用新型的电池模组的保护板的另一实施例的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1单体电池 32绝缘密封膜
2框体 4隔热垫
21端板 5连接片
22侧板 D排列方向
3保护板 F前后方向
31可膨胀石墨板
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的电池模组。
参照图1至图3，根据本实用新型的电池模组包括：多个单体电池1，沿排列方向D依次布置；框体2，收容并固定所述多个单体电池1；以及保护板3，设置在框体2与所述多个单体电池1之间，以将框体2与单体电池1的沿前后方向F的侧面隔开。其中保护板3包括：可膨胀石墨板31，包括粘接剂形成的基体以及分布在基体中的可膨胀石墨颗粒；以及绝缘密封膜32，至少包覆可膨胀石墨板31的面向单体电池1的一侧，以将所述多个单体电池1与可膨胀石墨板31隔开。
在根据本实用新型的电池模组中，当某个单体电池1发生热失控(例如可能由于过充电、过放电、过热、机械挤压、针刺或短路等条件造成)时，保护板3的可膨胀石墨板31遇高温后体积瞬间膨胀，在膨胀的过程中，会大量的吸收所述单体电池1热失控产生的热量，同时释放不燃性气体(主要是SO2、CO2和水蒸气)稀释单体电池1燃烧所需的氧气；另外，膨胀后的可膨胀石墨板31会覆盖所述单体电池1，隔绝氧气以避免该单体电池1燃烧，同时隔绝热量防止该单体电池1影响其它的单体电池1，同时，可膨胀石墨板31膨胀后体积巨大，迅速将框体2与单体电池1的侧面彻底分离，避免该单体电池1通过框体2将热失效产生的热量传递到相邻的单体电池1；可膨胀石墨板31在反应的过程中，热释放率低，质量损失小，产生的烟气少，且能够在使用后再生利用，不会造成二次污染。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图1，框体2包括：两个端板21，分别位于多个单体电池1的排列方向D的两端；以及两个侧板22，分别位于多个单体电池1的前后方向F的两侧。
在根据本实用新型的电池模组中，要求可膨胀石墨颗粒具有良好的可膨胀性、耐高温性、绝热性、可塑性及化学稳定性。在的一实施例中，所述可膨胀石墨颗粒开始膨胀的温度为100℃～250℃，可膨胀石墨颗粒的纯度大于95％，粒度大小为30目～325目，膨胀容积≥100ml/g。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，所述粘接剂为聚氨酯(PU)、丙烯酸树酯或聚酰亚胺(PI)，这类粘接剂具备主链柔性好、耐受冲击震动和弯曲疲劳，剥离强度高，能够室温固化，粘结力强等特点。
在根据本实用新型的电池模组中，绝缘密封膜32的作用是绝缘、防水、保证可膨胀石墨板31在正常工况下不会污染电池模组。同时，绝缘密封膜32在包覆可膨胀石墨板31时的封装强度不能太大，保证可膨胀石墨板31受热膨胀时能够冲破绝缘密封膜32。在一实施例中，绝缘密封膜32为聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)或聚丙烯薄膜(PP薄膜)。这类绝缘密封膜32具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性，能在-20℃～250℃的温度范围内长期使用，短时可达到400℃以上。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，可膨胀石墨板31通过涂布形成在框体2上。将可膨胀石墨颗粒与粘接剂(例如聚酰亚胺)混合搅拌制成浆料，然后将浆料均匀的涂布在框体2与单体电池1的沿前后方向F的侧面相对的部分(即侧板22)，浆料涂布的厚度为0.3mm～3mm。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图2，绝缘密封膜32还延伸至框体2上。因此，绝缘密封膜32将可膨胀石墨板31与单体电池1完全隔开并形成绝缘。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图3，可膨胀石墨板31为独立的预先成型的板。采用机械搅拌的方法将粘接剂(聚氨酯或丙烯酸树脂)与可膨胀型石墨颗粒按一定的比例混合均匀，将混合物干燥后破碎成粉，然后将混合粉料放入模具中在室温及一定的压力下模压成型，再经过固化处理、冷却后即可得到可膨胀石墨板31。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图3，绝缘密封膜32完全包裹可膨胀石墨板31。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，在可膨胀石墨板31中，可膨胀石墨颗粒的质量/(粘接剂的质量+可膨胀石墨颗粒的质量)为5％-30％。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图1，所述电池模组还包括：隔热垫4，设置在相邻两个单体电池1之间。
在根据本实用新型的电池模组中的一实施例中，参照图1，所述电池模组还包括：连接片5，将对应的单体电池1串并联。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括：
多个单体电池(1)，沿排列方向(D)依次布置；以及
框体(2)，收容并固定所述多个单体电池(1)；
其特征在于，
所述电池模组还包括保护板(3)，设置在框体(2)与所述多个单体电池(1)之间，以将框体(2)与单体电池(1)的沿前后方向(F)的侧面隔开，保护板(3)包括：
可膨胀石墨板(31)，包括粘接剂形成的基体以及分布在基体中的可膨胀石墨颗粒；以及
绝缘密封膜(32)，至少包覆可膨胀石墨板(31)的面向单体电池(1)的一侧，以将所述多个单体电池(1)与可膨胀石墨板(31)隔开。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，框体(2)包括：
两个端板(21)，分别位于多个单体电池(1)的排列方向(D)的两端；以及
两个侧板(22)，分别位于多个单体电池(1)的前后方向(F)的两侧。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述可膨胀石墨颗粒的粒度大小为30目～325目。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述粘接剂为聚氨酯、丙烯酸树酯或聚酰亚胺。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，绝缘密封膜(32)为聚酰亚胺薄膜或聚丙烯薄膜。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，可膨胀石墨板(31)通过涂布形成在框体(2)上。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，绝缘密封膜(32)还延伸至框体(2)上。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，可膨胀石墨板(31)为独立的预先成型的板。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，绝缘密封膜(32)完全包裹可膨胀石墨板(31)。
10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：隔热垫(4)，设置在相邻两个单体电池(1)之间。
CN201620497998.5U 2016-05-26 2016-05-26 电池模组 Active CN205646008U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620497998.5U CN205646008U (zh) 2016-05-26 2016-05-26 电池模组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620497998.5U CN205646008U (zh) 2016-05-26 2016-05-26 电池模组

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205646008U true CN205646008U (zh) 2016-10-12

Family

ID=57052477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620497998.5U Active CN205646008U (zh) 2016-05-26 2016-05-26 电池模组

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205646008U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107437631A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN107978723A (zh) * 2016-10-21 2018-05-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔热棉及其制备方法和应用该隔热棉的电池模组
CN110392947A (zh) * 2017-03-29 2019-10-29 松下知识产权经营株式会社 二次电池
WO2020210857A1 (de) * 2019-04-18 2020-10-22 Secvel Technolgies Gmbh Tasche

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107437631A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN107978723A (zh) * 2016-10-21 2018-05-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 隔热棉及其制备方法和应用该隔热棉的电池模组
CN110392947A (zh) * 2017-03-29 2019-10-29 松下知识产权经营株式会社 二次电池
CN110392947B (zh) * 2017-03-29 2022-11-25 松下知识产权经营株式会社 二次电池
WO2020210857A1 (de) * 2019-04-18 2020-10-22 Secvel Technolgies Gmbh Tasche

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107437631A (zh) 电池模组
CN205646008U (zh) 电池模组
Mallick et al. Thermal behaviour and thermal runaway propagation in lithium-ion battery systems–A critical review
CN207425974U (zh) 一种电池箱热失控阻断防护片
CN104218193B (zh) 一种具有防火防爆装置的锂电池及应用该电池的电动车
CN102959762B (zh) 在发生故障时对蓄电池组电池的热退耦
JP7354842B2 (ja) 仕切り部材及び組電池
CN105633502B (zh) 一种可抑制热失控蔓延的锂离子电池模块
CN105552472A (zh) 大容量电池组温控装置和具有该装置的大容量电池组
WO2023155621A1 (zh) 电池和用电装置
JP7144629B2 (ja) 断熱層を有するシングルセル用ケース
WO2019188626A1 (ja) 組電池用吸熱シートおよび組電池
CN113506935B (zh) 电池模组用热蔓延防护板、电池模组和电池包
JP7200944B2 (ja) 仕切り部材及び組電池
CN209029438U (zh) 一种具有热失控控制功能的锂离子动力电池
CN114539983A (zh) 一种水合盐热化学储热复合材料及其制备方法与应用
CN112993439A (zh) 一种电池隔热阻燃防爆***
CN115602963A (zh) 一种高安全性电池组及设计方法和控温方法
CN212810394U (zh) 一种电池包热失控复合结构的隔热结构
CN204315689U (zh) 一种可抑制热失控蔓延的锂离子电池模块
CN101702428A (zh) 多孔聚烯烃隔离膜
JP7043813B2 (ja) 仕切り部材及び組電池
CN113185780B (zh) 一种热失控防护材料及制备方法和锂离子储能电池
CN105702894A (zh) 一种锂电池包
Hong et al. High-security prismatic battery with cover filled agent

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant