一种锂电池隔热防火复合板的制作方法

1.本实用新型涉及新能源电动汽车零部件技术领域，尤其涉及一种锂电池隔热防火复合板。


背景技术：

2.目前市场上开发中的新能源电动汽车，其核心部件为锂电池包，锂电池在工作过程中会散发大量的热量，以及在极端条件下会产生高温，对车辆和人身造成安全隐患，因此在锂电池的表面往往会组装一种以云母为材料的云母板。这种云母板最主要的特点是超强的耐高温能力和优良的绝缘性能。电动汽车在异常工作时可能产生高温，云母板的耐高温能力可以有效阻止高温直接作用于车辆驾驶室和后排座，从而给车内人员足够的逃生时间。
3.云母板虽然耐高温性能较好，但是隔热性能不佳，现有技术中为了保障隔热效果，常采用气凝胶替代云母板，例如公开号为cn111224034a的方形电芯动力电池包，(参见说明书0032-0045段)其公开了在电芯之间设置热防护板，且热防护板为气凝胶板，以提高电芯之间的隔热效果。
4.虽然气凝胶板相较于云母板隔热效果更好且密度更小，但是，气凝胶板耐高温能力较差，仅能隔热，不能防火，且气凝胶板容易掉粉，电池包在组装的过程中，电池包内若粉尘过多，则会导致清洁度不达标。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种锂电池隔热防火复合板，通过在气凝胶层外设置封袋，避免气凝胶层脱落粉尘进入产线与电池包内，再在封袋外设置云母层，以提高整板的耐火能力。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种锂电池隔热防火复合板，其包括云母层，还包括气凝胶层与封袋，其中，
7.气凝胶层填装在封袋内，所述封袋用于将气凝胶层与外界隔离；
8.云母层的数量为两个，并相对设置在封袋的外部。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括胶层，所述胶层设置在云母层与封袋之间，用于粘接云母层与封袋。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，所述气凝胶层为无机气凝胶板、有机气凝胶板、混合气凝胶板与复合气凝胶板的其中一种。
11.进一步优选的，所述胶层为胶水或双面胶。
12.进一步优选的，所述胶层的厚度为0.03-1mm。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，所述封袋为pet薄膜袋或pi薄膜袋。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，所述封袋的单层厚度为0.01-0.05mm。
15.在以上技术方案的基础上，优选的，所述气凝胶层的厚度为0.5-2.5mm。
16.在以上技术方案的基础上，优选的，所述云母层的厚度为0.2-2mm。
17.本实用新型的锂电池隔热防火复合板相对于现有技术具有以下有益效果：
18.(1)通过设置气凝胶层，并在气凝胶层外部设置封袋，相对于使用单层云母板具有更好的隔热性能，并降低整板重量，使得整板的机械性能更好，同时将气凝胶层填装在封袋内，使得气凝胶层与外界隔离，从而避免气凝胶层在复合时污染产线，影响复合加工，可降低人工成本；
19.(2)将封袋设置为pet薄膜袋或pi薄膜袋，可稳定包覆在气凝胶层的外部，并防止加工过程中气凝胶层掉粉，同时可小幅度的提高整板的绝缘隔热性能与机械性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的锂电池隔热防火复合板的立体图；
22.图2为本实用新型的锂电池隔热防火复合板的层结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1-2所示，本实用新型的锂电池隔热防火复合板，其安装在电池包电芯的表面，具体可设置在电池包各个电芯之间，考虑到电池包整体的能量密度与空间，复合板的厚度应设置在1-5mm之间，避免过薄导致隔热性能不佳，或过厚导致电池包占用空间较大，影响电池包的能量密度，其具体由云母层1、气凝胶层2与封袋3组成。
25.云母层1是由云母材料制成，是一种性能优越的耐高温和绝缘的材料，具体是由一张一张薄薄的云母纸堆叠在一起，通过高温高压经过一段时间的压制而成的，它可以是云母板或者是云母带，若为云母板，则是由云母纸和有机硅胶压合而成，云母板是硬质的材料；若为云母带，则是由云母纸、玻纤布和胶水压合而成，云母带是偏柔性的材料。
26.气凝胶层2选用为气凝胶板，是一种固体物质形态，具有超低的密度，密度为3千克每立方米左右，由于它里面的颗粒非常小纳米量级，所以可见光经过它时散射较小，就像阳光经过空气一样。由于气凝胶中一般80％以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能，其具有一定的弹性，可提高电池包的抗振能力，同时气凝胶具有隔热性能好的优点，避免了电芯工作发热后相互影响，提高电芯工作安全稳定性，同时采用气凝胶进行隔热，可降低电池包的整体重量，但是在复合板的成型过程中，气凝胶层2会产生掉粉，污染产线，对于产线清理以及复合工艺造成一定的麻烦，同时较为耗费人力。
27.气凝胶层2作为整板的主要隔热材料，其厚度应占整板的二分之一左右，即气凝胶
层2的厚度在0.5-2.5mm范围内。
28.封袋3整体呈袋状设置，内部中空，可将气凝胶层2填装在封袋3内，使得气凝胶层2与外界隔离，从而避免气凝胶层2在复合时污染产线，影响复合加工，可降低人工成本，在具体的生产过程中，气凝胶层2首先封入封袋3内，并将封袋3内的空气排空，进行封边，使得气凝胶层2上的粉末无法逸散，再将由封袋3包裹的气凝胶层2送入复合产线，即可解决气凝胶层2在复合线上掉粉的问题。
29.云母层1的数量为两个，在由封袋3包覆气凝胶层2后，两个云母层1复合在封袋3厚度方向上的两侧，即从两侧与封袋3进行固定，从而形成一个整体的复合板，在实际生产中，云母层1的厚度需控制在0.2-2mm之间。
30.需要说明的是，在整板成型时，其尺寸应根据实际需要进行制作，以避免后续需切割等加工操作，它的整体长度尺寸在0到2500mm范围内，宽度在0到1500mm范围内，厚度在1-5mm范围内，其外形结构可以是平板形状，也可以通过模具压制成具有各种造型的3d特征，从而适应电池包内的空间，以及充分贴合各电芯外部。
31.在上述实施方式中，还包括胶层4，所述胶层4设置在云母层1与封袋3之间，用于粘接云母层1与封袋3，具体的，在进行封袋3与云母层1的复合加工时，在封袋3的两侧均设置胶层4，通过压合的方式使得两个云母层1复合在封袋3上，在粘接复合加工后，即可对整板进行钻孔与造型等加工。
32.需要说明的是，上述胶层4可为胶水或双面胶，优先选用双面胶进行复合加工，在实际工艺中，要求胶层4的粘性较好，与云母层1的剥离力测试≥3n/25mm，从而保障复合板的稳定性，同时考虑到整板的厚度不宜过大，胶层4的厚度应在0.03-1mm范围内，在整板厚度要求较小时，胶层4的厚度可适应性的进行缩减，反之，在整板厚度较大时，胶层4的厚度应适应性的增大。
33.在本实施方式中，所述气凝胶层2为无机气凝胶板、有机气凝胶板、混合气凝胶板与复合气凝胶板的其中一种，虽然气凝胶层2的可选材料较多，但由于其制作工艺相差较小，且均是制作成海绵方块状板材，故而掉粉问题在难以避免，本方案中设置的封袋3可有效避免此问题。
34.作为一种优选实施方式，所述封袋3为pet薄膜袋或pi薄膜袋，pet薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜，机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多，且挺力好，尺寸稳定，同时具有一定的隔热性能，可小幅度提升整板的隔热效果与机械性能；pi薄膜即聚酰亚胺薄膜，是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，由均苯四甲酸二酐(pmda)和二胺基二苯醚(oda)在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化而成，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－269℃～280℃的温度范围内长期使用，短时可达到400℃的高温，应用pi薄膜袋可小幅提高整板的绝缘隔热性能。
35.考虑到整板的成本以及自身的厚度，所述封袋3的单层厚度应设置在0.01-0.05mm之内，具体需根据实际情况进行选择。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种锂电池隔热防火复合板，其包括云母层(1)，其特征在于：还包括气凝胶层(2)与封袋(3)，其中，气凝胶层(2)填装在封袋(3)内，所述封袋(3)用于将气凝胶层(2)与外界隔离；云母层(1)的数量为两个，并相对设置在封袋(3)的外部。2.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：还包括胶层(4)，所述胶层(4)设置在云母层(1)与封袋(3)之间，用于粘接云母层(1)与封袋(3)。3.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述气凝胶层(2)为无机气凝胶板、有机气凝胶板、混合气凝胶板与复合气凝胶板的其中一种。4.如权利要求2所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述胶层(4)为胶水或双面胶。5.如权利要求2所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述胶层(4)的厚度为0.03-1mm。6.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述封袋(3)为pet薄膜袋或pi薄膜袋。7.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述封袋(3)的单层厚度为0.01-0.05mm。8.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述气凝胶层(2)的厚度为0.5-2.5mm。9.如权利要求1所述的锂电池隔热防火复合板，其特征在于：所述云母层(1)的厚度为0.2-2mm。

技术总结
本实用新型涉及新能源电动汽车零部件技术领域，并提出了一种锂电池隔热防火复合板，其包括云母层，还包括气凝胶层与封袋，气凝胶层填装在封袋内，所述封袋用于将气凝胶层与外界隔离；云母层的数量为两个，并相对设置在封袋的外部。该锂电池隔热防火复合板，相对于使用单层云母板具有更好的隔热性能，并降低整板重量，使得整板的机械性能更好，同时将气凝胶层填装在封袋内，使得气凝胶层与外界隔离，从而避免气凝胶层在复合时污染产线，影响复合加工，可降低人工成本，将封袋设置为PET薄膜袋或PI薄膜袋，可稳定包覆在气凝胶层的外部，并防止加工过程中气凝胶层掉粉，同时可小幅度的提高整板的绝缘隔热性能与机械性能。高整板的绝缘隔热性能与机械性能。高整板的绝缘隔热性能与机械性能。


技术研发人员：潘渡江 卢智虎 吴学领 李俊
受保护的技术使用者：湖北平安电工科技股份公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/8/17