复合隔热件、电池及用电装置的制作方法

1.本技术涉及功能材料技术领域，特别涉及一种复合隔热件、电池及用电装置。


背景技术：

2.锂离子电池等二次电池已经成为新能源车辆的理想电源，近年来，随着新能源行业的快速发展，电子产品、电动车等用电装置更新换代的速度越来越快，人们对电池的能量密度和安全性能的要求越来越高。
3.传统技术中，通过采用具有更高能量密度的活性材料、或提高活性材料的负载量、或是采用多个电池单体排列，以提高电池的能量密度。然而，这些方法或多或少均会对电池的安全性能有负面影响，当电池遭受高温或自身在长时间使用时热量堆积过高或过度充电或内部短路时，其可能出现热失控的状况，轻者影响电池使用寿命，严重者可能发生爆炸从而危及人身安全。
4.因此，传统技术仍有待改进。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种复合隔热件、电池及用电装置，该复合隔热件具有优异的隔热阻燃性能，能阻缓电池热失控，从而提高电池的安全性能。
6.本技术是通过如下的技术方案实现的。
7.本技术的第一方面，提供一种复合隔热件，所述复合隔热件包括依次层叠设置的第一隔热层、绝热阻燃层和第二隔热层，所述绝热阻燃层能够在受热后发生膨胀。
8.上述复合隔热件中，在绝热阻燃层的两侧分别设置第一隔热层和第二隔热层，一方面，两层隔热层在起到隔绝绝热阻燃层两侧热量的同时，还作为复合隔热件的支撑结构，以提高复合隔热件的结构稳定性；另一方面，绝热阻燃层能够吸热以降低内部热堆积，且受热发生膨胀能够提高绝热效果，提高整体复合隔热件的绝热能力，如此，各方面配合，能提高复合隔热件的隔热阻燃性能。
9.进一步地，上述复合隔热件的隔热阻燃性能优异，采用其制备电池时，可降低对电池中热蔓延的几率，且无须额外增加隔热件的厚度，即可提高电池的安全性能，如此，可降低因隔热件太厚而对电池的能量密度产生的负面影响。
10.在其中一些实施例中，所述绝热阻燃层满足如下(1)~(2)中至少一个条件：(1)所述绝热阻燃层在受热后，所述绝热阻燃层能在厚度方向发生膨胀；绝热阻燃层的厚度方向受热后能发生膨胀，即能够增加绝热厚度。
11.(2)在常压下，所述绝热阻燃层在200℃下加热15min后的厚度与所述绝热阻燃层加热前、在25℃时的厚度之比为厚度膨胀率，所述厚度膨胀率为1.5~20。
12.通过调控绝热阻燃层的厚度膨胀率，在保持复合隔热件优异的隔热阻燃性能的同时，降低因膨胀过度而导致件结构被破坏的几率。
13.在其中一些实施例中，所述膨胀包括物理性膨胀和化学性膨胀中的至少一种。
14.可理解，“化学性膨胀”指组分间发生了化学反应产生气体，从而形成孔洞导致物体体积上发生膨胀；“物理性膨胀”是指组分间未发生了化学反应，而是由于吸热后或破坏了分子间作用力或发生相变，从而导致物体整体结构变化，发生膨胀。
[0015]“化学性膨胀”通过组分间发生反应吸热即可在达到膨胀目的同时实现绝热效果；
““
物理性膨胀”可通过采用本领域中一些吸热后膨胀的绝热材料，包括但不限于：玻璃纤维、硅酸盐、硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、泡沫玻璃等。
[0016]
在其中一些实施例中，所述绝热阻燃层的组分包括碳源、酸源和气源，所述碳源含有羟基，所述酸源包括无机酸、有机酸和在燃烧时能释放出含酸根化合物的材料中至少一种，所述气源在受热过程中能释放出气体。
[0017]
上述绝热阻燃层能吸热且发生“化学性膨胀”，主要过程为：受热后碳源和酸源吸收热量发生酯化等脱水缩合反应，消耗掉部分热量的同时，气源受热后释放气体，从而形成孔洞导致物体绝热阻燃层发生膨胀，若继续吸热碳化，最终能形成膨胀后的稳定碳层；如此，采用其制备电池时，一方面，复合隔热件的隔热阻燃性能优异，可降低对电池中热失控的几率，且无须额外增加复合隔热件的厚度，即可提高电池的安全性能，另一方面，发泡剂受热后发生化学分解反应产生的气体还可稀释电池中的可燃气体，进一步降低电池中因热失控发生起火或爆炸的几率。
[0018]
在其中一些实施例中，所述绝热阻燃层的组分满足如下(3)~(7)中的至少一个条件：(3)一分子所述碳源至少含有两个羟基；(4)所述碳源还含有芳香基团和杂芳香基团中的至少一种；碳源含有芳香基团或杂芳香基团时，吸热碳化后的成碳效果更好，可进一步提高复合隔热件的隔热阻热性能。
[0019]
(5)所述酸源含有磷酸根基团、羧酸根基团、硼酸根基团、硫酸根基团和磺酸根基团中的至少一种基团；(6)所述气源能够在受热后释放出不可燃气体；(7)以所述碳源、所述酸源和所述气源的总质量为基准，所述碳源的质量占比为5%~75%，所述酸源的质量占比为15%~75%，所述气源的质量占比为10%~30%。
[0020]
调控各组分的配比，进一步提高绝热阻燃层的绝热阻燃效果。
[0021]
在其中一些实施例中，所述绝热阻燃层的组分满足如下(8)~(10)中的至少一个条件：(8)所述碳源包括三嗪衍生物、淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂、纤维素、木质素、单宁和壳聚糖中的至少一种；(9)所述酸源包括磷酸、硼酸、硫酸、磷酸酯类化合物、植酸、焦磷酸和聚磷酸铵中的至少一种；(10)所述气源包括尿素、三聚氰胺、聚酰胺、碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。
[0022]
在其中一些实施例中，所述第一隔热层和所述第二隔热层的组分均包括隔热材料，所述隔热材料的导热系数≤0.065w/(m
·
k)。
[0023]
在其中一些实施例中，所述隔热材料包括气凝胶隔热材料、高铝耐火纤维、高硅氧玻璃纤维和陶瓷纤维中的至少一种。
[0024]
在其中一些实施例中，所述复合隔热件满足如下(11)~(12)中的至少一个条件：(11)所述绝热阻燃层的厚度占所述复合隔热件总厚度的2%~80%；(12)所述复合隔热件的厚度为2mm~10mm。
[0025]
调控绝热阻燃层的厚度，在保持复合隔热件优异的隔热阻燃性能的同时，降低因绝热阻燃层膨胀过度而导致结构被破坏的几率。
[0026]
在其中一些实施例中，所述绝热阻燃层的厚度占所述复合隔热件总厚度的10%~60%。
[0027]
在其中一些实施例中，所述第一隔热层的厚度与所述第二隔热层的厚度相同。
[0028]
本技术的第二方面，提供一种电池，所述电池包括第一方面的复合隔热件。
[0029]
在其中一些实施例中，所述电池还包括多个电池单体，且至少相邻两个电池单体之间设有所述复合隔热件。
[0030]
上述复合隔热件的隔热阻燃性能优异，应用于制备电池时，可降低对电池中热蔓延的几率，且无须额外增加隔热件的厚度，即可提高电池的安全性能，如此，使电池兼顾良好的能量密度和安全性能。
[0031]
本技术的第三方面，提供一种用电装置，所述用电装置包括第二方面的电池。
附图说明
[0032]
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：图1是一实施方式的复合隔热件的结构示意图；图2是一实施方式中的绝热阻燃层受热发生膨胀的电镜图；图3是一实施方式的电池单体的示意图；图4是图3的分解图；图5是一实施方式的电池的示意图；图6是图5的分解图；图7是电池用作电源的用电装置的一实施方式的示意图。
[0033]
附图标记说明：1、电池；2、上箱体；3、下箱体；4、电池单体；41、壳体；42、电极组件；43、盖板；5、用电装置。
[0034]
附图标记说明：10、复合隔热件；11、第一隔热层；12、绝热阻燃层；13、第二隔热层。
具体实施方式
[0035]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]
此外，术语“第一”、“第二”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。在本发明的描述中，“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。
[0037]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
[0038]
综上背景所述，传统技术中，通过采用具有更高能量密度的活性材料、或提高活性材料的负载量、或是采用多个电池单体排列，以提高电池的能量密度。然而，这些方法或多或少均会对电池的安全性能有负面影响，尤其当采用多个电池单体排列时，电池单体间容易发生热蔓延。由此，传统技术中进一步在电池单体间设置隔热垫等隔热件，以阻缓电池单体间的热蔓延。
[0039]
常用气凝胶隔热材料制备隔热垫，随着单体的电芯能量密度的提高，单独的隔热材料层远远无法应对大量电芯的产热堆积，对高能量密度体系的保护有限，如果简单增加隔热垫的厚度将会侵占电池的空间，降低整个电池系统的能量。
[0040]
一些技术在隔热材料层的两侧设置绝热阻燃层，绝热阻燃层直接和电芯接触，在电芯发生热失控时，绝热阻燃层中的灭火材料和吸热材料会迅速反应来达到灭火的效果。
[0041]
然而，在长期的实际生产及研发过程发现：在隔热材料层的两侧设置绝热阻燃层的结构在受热之后，容易发生结构坍塌，导致整个隔热垫的结构不稳定，在真实失控条件下降低电芯之间的绝热能力，反而导致电芯热蔓延失控，无法达到理想的阻缓电池热失控的效果。
[0042]
本技术一实施方式，提供一种复合隔热件，该复合隔热件包括依次层叠设置的第一隔热层、绝热阻燃层和第二隔热层。
[0043]
上述复合隔热件中，在绝热阻燃层的两侧分别设置第一隔热层和第二隔热层，一方面，两层隔热层在起到隔绝绝热阻燃层两侧热量的同时，还作为复合隔热件的支撑结构，以提高复合隔热件的结构稳定性；另一方面，绝热阻燃层能够吸热以降低内部热堆积，且受热后能发生膨胀，即能够提高绝热效果，提高整体复合隔热件的绝热能力，如此，各方面配合，能提高复合隔热件的隔热阻燃性能。
[0044]
进一步地，上述复合隔热件的隔热阻燃性能优异，应用于制备电池时，可降低对电池中热蔓延的几率，且无须额外增加复合隔热件的厚度，即可提高电池的安全性能，如此，可降低因复合隔热件太厚而对电池的能量密度产生的负面影响。
[0045]
具体请参见图1，本技术一实施方式提供复合隔热件10，复合隔热件10包括依次层叠设置的第一隔热层11、绝热阻燃层12和第二隔热层13。
[0046]
在其中一些实施例中，绝热阻燃层能够在受热后发生膨胀。
[0047]
在其中一些实施例中，上述膨胀包括物理性膨胀和化学性膨胀中的至少一种；可理解，“化学性膨胀”指组分间发生了化学反应产生气体，从而形成孔洞导致物体体积上发生膨胀；“物理性膨胀”是指组分间未发生了化学反应，而是由于吸热后或破坏了分子间作用力或发生相变，从而导致物体整体结构变化，发生膨胀。
[0048]
在本技术中，绝热阻燃层的组分可以是本领域中具有绝热性能且能发生膨胀的材料，能发生“化学性膨胀”和“物理性膨胀”的材料均可实现本技术达到的效果。
[0049]“化学性膨胀”通过组分间发生反应吸热即可在达到膨胀目的同时实现绝热效果；
““
物理性膨胀”可通过采用本领域中一些吸热后膨胀的绝热材料，包括但不限于：玻璃纤维、硅酸盐、硅藻土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、泡沫玻璃等中的至少一种。
[0050]
在其中一些实施例中，上述绝热阻燃层在受热后，绝热阻燃层能在厚度方向发生膨胀。
[0051]
绝热阻燃层的厚度方向受热后能发生膨胀，即能够增加绝热厚度。
[0052]
可理解：绝热阻燃层的厚度是绝热阻燃层中靠近第一隔热层的第一表面与靠近第二隔热层的第二表面之间的垂直距离。
[0053]
在其中一些实施例中，在常压下，上述绝热阻燃层在200℃下加热15min后的厚度与绝热阻燃层加热前、在25℃时的厚度之比为厚度膨胀率，厚度膨胀率为1.5~20。
[0054]
在其中一些实施例中，厚度膨胀率为5~20。
[0055]
在其中一些实施例中，厚度膨胀率为5~15。
[0056]
通过调控绝热阻燃层的厚度膨胀率，在保持复合隔热件优异的隔热阻燃性能的同时，降低因膨胀过度而导致材料结构被破坏的几率。
[0057]
上述“1.5~20”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及：1.5 、2、2.5 、3、3.5 、4、4.5 、5、5.5 、6、6.5 、7 、7.5 、8、8.5 、9 、9.5 、10 、10.5 、11 、11.5 、12 、12.5 、13 、13.5 、14 、14.5 、15 、15.5 、16 、16.5 、17 、17.5 、18 、18.5 、19 、19.5 、20；或任意两个点值构成的范围，例如：2~20、3~20、4~20、5~20、6~20、7~20、8~20、9~20、10~20、11~20、12~20、13~20、14~20、15~20、16~20、17~20、18~20、19~20、2~18、3~18、4~18、5~18、6~18、7~18、8~18、9~18、10~18、11~18、12~18、13~18、14~18、15~18、16~18、17~18、2~15、3~15、4~15、5~15、6~15、7~15、8~15、9~15、10~15、11~15、12~15、13~15、14~15、2~10、3~10、4~10、5~10、6~10、7~10、8~10、9~10。
[0058]
在其中一些实施例中，绝热阻燃层的绝热温度≥200℃。
[0059]
在其中一些实施例中，绝热阻燃层的绝热温度为200℃~700℃。
[0060]
通过调控绝热阻燃层的体积膨胀系数，在保持复合隔热件优异的隔热阻燃性能的同时，降低因膨胀过度导致结构被破坏的几率。
[0061]
上述“200℃~700℃”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及：200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃；或任意两个点值构成的范围，例如：250℃~700℃、300℃~700℃、350℃~700℃、400℃~700℃、450℃~700℃、550℃~700℃、650℃~700℃、250℃~600℃、300℃~600℃、350℃~600℃、400℃~600℃、450℃~600℃、550℃~600℃、250℃~500℃、300℃~500℃、350℃~500℃、400℃~500℃、450℃~500℃。
[0062]
在其中一些实施例中，上述绝热阻燃层的组分包括碳源、酸源和气源，碳源含有羟基，酸源包括无机酸、有机酸和在燃烧时能释放出含酸根化合物的材料中至少一种，气源在受热过程中能释放出气体。
[0063]
上述绝热阻燃层能吸热且发生“化学性膨胀”，主要过程为：受热后碳源和酸源吸收热量发生酯化等脱水缩合反应，消耗掉部分热量的同时，气源受热后释放气体，从而形成孔洞导致物体绝热阻燃层发生膨胀，若继续吸热碳化，最终能形成膨胀后的稳定碳层；如此，采用其制备电池时，一方面，复合隔热件的隔热阻燃性能优异，可降低对电池中热失控
的几率，且无须额外增加复合隔热件的厚度，即可提高电池的安全性能，另一方面，发泡剂受热后发生化学分解反应产生的气体还可稀释电池中的可燃气体，进一步降低电池中因热失控发生起火或爆炸的几率。
[0064]
可理解，在绝热阻燃层中，碳源、酸源和气源均是含有特定官能团的物质，可通过本领域常规的测试手段表征确认：如采用红外光谱等，羟基、酸根基团等特定官能团在本领域均有公知的红外特征位置峰，以碳源为例，碳源中含有羟基，其红外谱图中在3300cm-1
左右会出现羟基的缔合峰；同理，绝热阻燃层中其他组分中所含特定官能团亦可以通过红外光谱表征确认。
[0065]
请参照图2，图2为一实施方式中的绝热阻燃层受热发生膨胀后的电镜图，由图2可看出，受热后碳源和酸源吸收热量发生酯化等脱水缩合反应消耗掉部分热量的同时，气源受热后发生化学分解反应产生释放气体，从而形成孔洞导致绝热阻燃层发生膨胀，最终能形成具有孔洞的固态的稳定碳层。
[0066]
需要说明的是，上述在燃烧时能释放出含酸根化合物的材料，本身不含酸根基团，燃烧时发生反应释放出含酸根化合物，释放出的含酸根化合物可以是有机酸和无机酸中的至少一种。“碳源”是指含有碳元素和羟基、发生碳化后能形成固体含碳物质的材料。
[0067]
在其中一些实施例中，一分子碳源至少含有两个羟基。
[0068]
换言之，上述碳源包括多羟基含碳化合物。
[0069]
在其中一些实施例中，碳源还含有芳香基团和杂芳香基团中的至少一种。
[0070]
碳源含有芳香基团或杂芳香基团时，吸热碳化后的成碳效果更好，可进一步提高复合隔热件的隔热阻热性能。
[0071]“芳香基团”指至少包含一个芳环的烃基，包括非稠环芳基及稠环芳基。稠环芳基是指两个或多个芳香环通过共用的两个相邻的环原子连接后形成的基团，即稠环。
[0072]
进一步地，上述芳香基团含有6~30个碳原子。进一步地，本技术“芳香基”的非限制性实例包括：苯、萘、蒽、荧蒽、菲、苯并菲、二萘嵌苯、并四苯、芘、苯并芘、苊或芴等。
[0073]“杂芳香基团”指至少一个成环原子是杂原子且具有芳香性的基团。杂原子包括但不限于n、p、o、s。
[0074]
在其中一些实施例中，上述杂芳香基中的杂原子包括n。
[0075]
本技术中，“杂芳香基团”的非限制性实例包括：三嗪、吡啶、嘧啶、咪唑、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、咔唑、吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、喹啉、异喹啉、邻二氮萘、喹喔啉、菲啶、伯啶、喹唑啉、喹唑啉酮、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑等。
[0076]
在其中一些实施例中，上述碳源包括三嗪衍生物、淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂、纤维素、木质素、单宁和壳聚糖中的至少一种。进一步地，上述三嗪衍生物包括含羟基的三嗪类成碳剂，非限制性示例包括：聚2-乙醇胺基-4,6-乙二胺基-1,3,5-三嗪、有机硅大分子三嗪成炭剂csi-mca。
[0077]
上述实施方式及后续具体实施例涉及的碳源种类均是非限制性举例说明，碳源的作用在于提供能与酸根发生脱水缩合反应的羟基基团，同时碳化后能形成固体含碳化合物，故本领域中碳源的作用在于提供能与酸根发生脱水缩合反应的羟基基团，同时碳化后能形成固体含碳化合物的化合物均能实现相应的效果，并不限于具体实施例采用的具体种
类。
[0078]
在其中一些实施例中，上述有机酸含有羧酸基团、磺酸基团、硼酸基团和膦酸基团中的至少一种基团。
[0079]
在其中一些实施例中，上述无机酸为含氧无机酸，包括但不限于：硝酸、硫酸和磷酸中的至少一种。
[0080]
在其中一些实施例中，酸源含有磷酸根基团、羧酸根基团、硼酸根基团、硫酸根基团和磺酸根基团中的至少一种基团。
[0081]
在其中一些实施例中，酸源包括磷酸、硼酸、硫酸、磷酸酯类化合物、植酸、焦磷酸和聚磷酸铵中的至少一种。
[0082]
在其中一些实施例中，磷酸酯类化合物包括磷酸单酯化合物、磷酸双酯化合物、磷酸三酯化合物中的至少一种。
[0083]
可选地，磷酸酯类化合物的非限制性示例包括:磷酸甲酯、磷酸二甲酯、三(氯乙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、三(二溴丙基)磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三叔丁基苯基酯中的至少一种。
[0084]
上述实施方式及后续具体实施例涉及的酸源种类均是非限制性举例说明，酸源的作用在于提供能与羟基发生脱水缩合反应的酸根基团，故本领域中能提供能与羟基发生脱水缩合反应的酸根基团的化合物均能实现相应的效果，并不限于具体实施例采用的具体种类。
[0085]
在其中一些实施例中，上述气源能够在受热后释放出不可燃气体。
[0086]
不可燃气体包括但不限于：氮气、二氧化碳、氦气、氩气等。
[0087]
在其中一些实施例中，气源能够在受热后通过发生化学分解或物理分离的方式释放出不可燃气体。
[0088]
在其中一些实施例中，气源能够在受热后通过发生化学分解释放出不可燃气体。
[0089]
在其中一些实施例中，上述气源包括尿素、三聚氰胺、聚酰胺、碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。
[0090]
同理，上述实施方式及后续具体实施例涉及的气源种类均是非限制性举例说明，气源的作用在于受热过程中能释放出气体，故本领域中受热后能释放出气体的化合物均能实现相应的效果，并不限于具体实施例采用的具体种类。
[0091]
在其中一些实施例中，以碳源、酸源和气源的总质量为基准，碳源的质量占比为5%~75%，酸源的质量占比为15%~75%，气源的质量占比为10%~30%。
[0092]
在其中一些实施例中，以碳源、酸源和气源的总质量为基准，碳源的质量占比为25%~75%，酸源的质量占比为15%~75%，气源的质量占比为10%~30%。
[0093]
上述“25%~75%”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及：25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%；或任意两个点值构成的范围。
[0094]
上述“10%~30%”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及：10%、15%、20%、25%、30%；或任意两个点值构成的范围。
[0095]
上述“15%~75%”中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值
mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10mm；或任意两个点值构成的范围，例如：0.5mm~10mm、1mm~10mm、2mm~10mm、3mm~10mm、4mm~10mm、5mm~10mm、6mm~10mm、7mm~10mm、8mm~10mm、1mm~9mm、2mm~9mm、3mm~9mm、4mm~9mm、5mm~9mm、6mm~9mm、7mm~9mm、8mm~9mm、1mm~8mm、2mm~8mm、3mm~8mm、4mm~8mm、5mm~8mm、6mm~8mm、7mm~8mm、1mm~7mm、2mm~7mm、3mm~7mm、4mm~7mm、5mm~7mm、6mm~7mm。
[0110]
在其中一些实施例中，第一隔热层的厚度与第二隔热层的厚度可相同或不同。进一步地，第一隔热层的厚度与第二隔热层的厚度之比为(1~9):(1~9)。
[0111]
在其中一些实施例中，第一隔热层的厚度与第二隔热层的厚度之比为5:(1~9)。
[0112]
在其中一些实施例中，第一隔热层的厚度与第二隔热层的厚度相同。
[0113]
本技术的一实施方式提供第一方面的复合隔热件的制备方法，包括如下步骤s10。
[0114]
步骤s10、在第一隔热层上依次形成层叠的绝热阻燃层和第二隔热层。
[0115]
第一隔热层、绝热阻燃层和第二隔热层的组分及其物性参数同上，在此不再赘述。
[0116]
在其中一些实施例中，第一隔热层和第二隔热层均可以隔热材料通过压制、编制等工艺制备形成。
[0117]
在其中一些实施例中，形成绝热阻燃层的步骤包括如下步骤：将制备形成绝热阻燃层的组分与溶剂混合，制备浆料，然后将浆料涂覆在第一隔热层表面，干燥即可获得绝热阻燃层。
[0118]
可选地，浆料的固含量可以为50%~80%。
[0119]
在其中一些实施例中，上述溶剂包括水。
[0120]
本技术的一实施方式提供一种电池，电池包括第一方面的复合隔热件。
[0121]
在其中一些实施例中，上述电池还包括多个电池单体，且至少相邻两个电池单体之间设有复合隔热件。
[0122]
可选地，任意相邻的两个电池单体之间设有隔热件。
[0123]
进一步地，隔热件可以垫、板等的形式存在。
[0124]
电池单体可以是本领域各类电池单体；进一步地，电池单体为二次电池单体，电池单体主要包括电极组件和电解液。
[0125]
可理解，上述电极组件、电解液可采用本领域常用的电极组件、电解液，电极组件包括正极片、负极片及隔膜，此处对正极片、负极片、隔膜及电解液作简介，包括但不限于如下介绍的范围。
[0126]
[正极片]正极片包括集流体及设于集流体表面的正极活性层，正极活性层的组分包括正极活性材料。
[0127]
作为示例，正极片中的集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
[0128]
在其中一些实施例中，“设于集流体表面的正极活性层”中，正极活性层可以是设于集流体的至少部分表面，包括但不限于：设于集流体的至少一个表面及设于集流体的两个表面。
[0129]
在一些实施方式中，正极片中的集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少
一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。
[0130]
可选地，金属材料包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金中的至少一种。
[0131]
可选地，高分子材料基材包括聚丙烯（pp）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（pbt）、聚苯乙烯（ps）、聚乙烯（pe）中的至少一种。
[0132]
上述正极活性材料可采用本技术中的常用的正极活性材料，例如锂离子正极活性材料或钠离子正极活性材料。
[0133]
进一步地，作为示例，锂离子活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本技术并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如licoo2）、锂镍氧化物（如linio2）、锂锰氧化物（如limno2、limn2o4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如lini
1/3
co
1/3
mn
1/3
o2（也可以简称为ncm333）、lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2（也可以简称为ncm523）、lini
0.5
co
0.25
mn
0.25
o2（也可以简称为ncm211）、lini
0.6
co
0.2
mn
0.2
o2（也可以简称为ncm622）、lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2（简称为ncm811）、锂镍钴铝氧化物（如lini
0.85
co
0.15
al
0.05
o2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如lifepo4、简称为lfp）磷酸锰锂（如limnpo4）、磷酸锰铁锂中的至少一种。
[0134]
在本技术任意实施例中，锂离子活性材料的分子式为：life
x
mn
(1-x)
po4，x取0~1任一数。
[0135]
可理解，当x取0时，life
x
mn
(1-x)
po4即为limnpo4磷酸锰锂，当x取1时，life
x
mn
(1-x)
po4即为lifepo4磷酸铁锂。
[0136]
需要说明的是，电池在充放电过程中会伴随锂(li)的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时正极极片中li的含量不同。本技术中关于正极材料的列举中，如无其他说明，li的含量为材料初始状态。将正极材料应用于电池体系中的正极极片，经过充放电循环，极片所含正极材料中li的含量通常会发生变化。其中，li的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。关于“li的含量为材料初始状态”，材料初始状态指投料于正极浆料之前的状态。可以理解，在所列举正极材料基础上进行适当改性而获得的新材料也在正极材料范畴之内，前述适当改性指针对正极材料可接受的改性方式，非限制性示例如包覆改性。
[0137]
本技术中关于正极材料的列举中，氧(o)的含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致氧的摩尔含量发生变化，实际o的含量会出现浮动。其中，o的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。
[0138]
换言之，电池产品中正极活性材料中的li的摩尔下标不会一直保持在1，会有变化；进一步地，变化范围可为(0~1.2)。
[0139]
例如life
x
mn
(1-x)
po4可进一步表示为liyfe
x
mn
(1-x)
po4，y为0~1.1。
[0140]
例如针对三元材料liy(niacobmnc)
1-d
mdo
2-xaz
，y为0.2~1.2，a+b+c=1，0≤d≤1，0≤x《2；m为zr、sr、b、ti、mg、sn及al中的一种或多种，a为s、n、f、cl、br及i中的一种或多种。
[0141]
电池在充放电过程中会伴随li的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时li的摩尔含量不同，以上对y的限定包括了电池不同充放电状态下li的摩尔含量；进一步地，通常电
池电压在2-5v之间。
[0142]
作为示例，钠离子活性材料可包括以下材料中的至少一种：钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物中的至少一种。但本技术并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性材料的传统公知的材料。
[0143]
作为本技术可选的技术方案，钠过渡金属氧化物中，过渡金属至少包括mn、fe、ni、co、cr、cu、ti、zn、v、zr及ce中的至少一种。钠过渡金属氧化物例如为na
x
mo2，其中m至少包括ti、v、mn、co、ni、fe、cr及cu中的一种或几种，0＜x≤1。
[0144]
作为本技术可选的技术方案，聚阴离子型化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及四面体型(yo4)
n-阴离子单元的一类化合物。过渡金属至少包括mn、fe、ni、co、cr、cu、ti、zn、v、zr及ce中的至少一种；y至少包括p、s及si中的至少一种；n表示(yo4)
n-的价态。
[0145]
聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、过渡金属离子、四面体型(yo4)
n-阴离子单元及卤素阴离子的一类化合物。过渡金属至少包括mn、fe、ni、co、cr、cu、ti、zn、v、zr及ce中的至少一种；y至少包括p、s及si中的至少一种，n表示(yo4)
n-的价态；卤素可以是f、cl及br中的至少一种。
[0146]
聚阴离子型化合物还可以是具有钠离子、四面体型(yo4)
n-阴离子单元、多面体单元(zoy)
m+
及可选的卤素阴离子的一类化合物。y至少包括p、s及si中的至少一种，n表示(yo4)
n-的价态；z表示过渡金属，至少包括mn、fe、ni、co、cr、cu、ti、zn、v、zr及ce中的至少一种，m表示(zoy)
m+
的价态；卤素可以是f、cl及br中的至少一种。
[0147]
聚阴离子型化合物例如是nafepo4、na
3v2
(po4)3（磷酸钒钠，简称nvp）、na4fe3(po4)2(p2o7) (nfpp)、nam’po4f(m’为v、fe、mn及ni中的一种或几种)及na3(voy)2(po4)2f
3-2y
(0≤y≤1)中的至少一种。
[0148]
普鲁士蓝类化合物可以是具有钠离子、过渡金属离子及氰根离子(cn-)的一类化合物。过渡金属至少包括mn、fe、ni、co、cr、cu、ti、zn、v、zr及ce中的至少一种。普鲁士蓝类化合物例如为naamebme’c
(cn)6，其中me及me’各自独立地至少包括ni、cu、fe、mn、co及zn中的至少一种，0＜a≤2，0＜b＜1，0＜c＜1。
[0149]
基于正极活性层的总重量计，正极活性材料在正极活性层中的重量比为80wt%~100wt%。
[0150]
在本技术任意实施例中，正极活性层的组分还包括正极导电剂和正极粘结剂。
[0151]
上述正极导电剂可以采用本领域常用的导电剂，包括但不限于：石墨、碳纳米管、纳米纤维、炭黑和石墨烯中的至少一种。具体地，可选自sp、ks-6，乙炔黑、有支链结构的科琴黑ecp，sfg-6，气相生长碳纤维vgcf，碳纳米管cnts和石墨烯及其复合导电剂中的至少一种。
[0152]
基于正极活性层的总重量计，正极导电剂在正极活性层中的重量比为0~20wt%。
[0153]
在本技术任意实施例中，上述正极粘结剂的粘结剂可以是聚偏氟乙烯（pvdf）、聚四氟乙烯（ptfe）、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶（sbr）、聚丙烯酸（paa）、聚丙烯酸钠（paas）、聚丙烯酰胺（pam）、聚乙烯醇（pva）、海藻酸钠（sa）、聚甲基丙烯酸（pmaa）及羧甲基壳聚糖（cmcs）及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
[0154]
基于正极活性层的总重量计，正极粘结剂在正极活性层中的重量比为0~30wt%。
[0155]
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极片的组分分散于溶剂（例如n-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极片。正极浆料固含量为40 wt%~80wt%，室温下的粘度调整到5000 mpa
·
s ~25000mpa
·
s，将正极浆料涂覆在正极集流体的表面，烘干后经过冷轧机冷压后形成正极极片；正极极片压实密度为2.0cm3~2.6g/cm3。
[0156]
压实密度的计算公式为：压实密度=涂布面密度/（挤压后极片厚度-集流体厚度）。
[0157]
上述正极片的压实密度和面密度为本领域公知的含义，正极片的面密度是指：单位面积的正极片负载的活性层的重量，单位面密度=活性层的重量/活性层的面积。作为示例，可通过如下步骤测试得到压实密度：将正极片裁剪为1000mm长度的膜片；将正极片通过一定压力进行碾压，然后冲切成1540.25mm2的小圆片，测量小圆片重量及厚度，即可计算压实密度。
[0158]
[负极片]负极片包括正极集流体及负载于负极集流体表面的负极活性层，负极活性层的组分包括负极活性材料。
[0159]
在其中一些实施例中，“设于集流体表面的负极活性层”中，负极活性层可以是设于集流体的至少部分表面，包括但不限于：设于集流体的至少一个表面及设于集流体的两个表面。
[0160]
在一些实施方式中，负极片中的负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。
[0161]
可选地，金属材料包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金中的至少一种。
[0162]
可选地，高分子材料基材包括聚丙烯（pp）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（pbt）、聚苯乙烯（ps）、聚乙烯（pe）中的至少一种。
[0163]
上述负极活性材料可采用本技术中的常用的负极活性材料。
[0164]
在本技术任意实施方式中，上述负极活性材料包括中间相碳微球、石墨、玻璃碳、碳纳米管、碳-碳复合材料、碳纤维、硬碳、软炭、硅基材料、锡基材料、镁基材料、和铁基材料中的至少一种。
[0165]
可选地，上述负极活性材料具体示例包括但不限于：中间相碳微球、天然石墨、人造石墨、石墨烯、玻璃碳、碳纳米管、碳纤维、硬碳、软炭、氧化铁、氧化锡、氧化硅、氧化镁、硅碳复合物中的至少一种。
[0166]
在本技术任意实施方式中，上述负极活性材料在负极活性层中的质量占比为70%~99.5%。
[0167]
在本技术任意实施方式中，上述负极活性层的组分还包括负极导电剂及负极粘结剂。
[0168]
在本技术任意实施方式中，上述负极导电剂可以采用本领域常用的导电材料，包括但不限于：石墨、碳纳米管、纳米纤维、炭黑和石墨烯中的至少一种。具体地，可选自sp、
ks-6，乙炔黑、有支链结构的科琴黑ecp，sfg-6，气相生长碳纤维vgcf，碳纳米管cnts和石墨烯及其复合导电剂中的至少一种。
[0169]
基于负极活性层的总重量计，负极导电剂在负极活性层中的重量比为0~20wt%。
[0170]
上述负极粘结剂可采用本领域常用的粘结剂，可选自丁苯橡胶（sbr）、聚丙烯酸（paa）、聚丙烯酸钠（paas）、聚丙烯酰胺（pam）、聚乙烯醇（pva）、海藻酸钠（sa）、聚甲基丙烯酸（pmaa）及羧甲基壳聚糖（cmcs）中的至少一种。
[0171]
基于负极活性层的总重量计，负极粘结剂在负极活性层中的重量比为0~30wt%。
[0172]
在本技术任意实施方式中，负极活性层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂，如羧甲基纤维素钠（cmc-na）等。基于负极活性层的总重量计，其他助剂在负极活性层中的重量比为0~15wt%。
[0173]
在本技术任意实施方式中，可以通过以下方式制备负极片：将上述用于制备负极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极片。其中所述负极浆料固含量为30 wt%~70wt%，室温下的粘度调整到2000 mpa
·
s ~10000mpa
·
s；将所得到的负极浆料涂覆在负极集流体上，经过干燥工序，冷压例如对辊，得到负极片。
[0174]
面密度及压实密度的含义同上，不再赘述。
[0175]
[电解液]电解液包括电解质盐及溶剂在一些实施方式中，电解质盐可选自本领域常用的电解质盐，例如锂离子电解质盐。
[0176]
作为示例，锂离子电解质盐包括但不限于：六氟磷酸锂（lipf6）、四氟硼酸锂（libf4）、高氯酸锂（liclo4）、六氟砷酸锂（liasf6）、双氟磺酰亚胺锂（lifsi）、双三氟甲磺酰亚胺锂（litfsi）、三氟甲磺酸锂（litfs）、二氟草酸硼酸锂（lidfob）、二草酸硼酸锂（libob）、二氟磷酸锂（lipo2f2）、二氟二草酸磷酸锂（lidfop）及四氟草酸磷酸锂（litfop）中的一种或几种。
[0177]
在一些实施方式中，溶剂可选自氟代碳酸乙烯酯（fec）、碳酸亚乙酯（ec）、碳酸亚丙基酯（pc）、碳酸甲乙酯（emc）、碳酸二乙酯（dec）、碳酸二甲酯（dmc）、碳酸二丙酯（dpc）、碳酸甲丙酯（mpc）、碳酸乙丙酯（epc）、碳酸亚丁酯（bc）、甲酸甲酯（mf）、乙酸甲酯（ma）、乙酸乙酯（ea）、乙酸丙酯（pa）、丙酸甲酯（mp）、丙酸乙酯（ep）、丙酸丙酯（pp）、丁酸甲酯（mb）、丁酸乙酯（eb）、1,4-丁内酯（gbl）、环丁砜（sf）、二甲砜（msm）、甲乙砜（ems）及二乙砜（ese）中的一种或几种。
[0178]
在一些实施方式中，在电解液中，电解质盐的浓度通常为0.5mol/l ~1.5mol/l。
[0179]
在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[0180]
[隔膜]隔膜设于正极片和负极片之间。
[0181]
本技术对隔膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定
性和机械稳定性的多孔结构隔膜。
[0182]
在其中一些实施方式中，隔膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
[0183]
隔膜的厚度控制在2μm ~15μm；可选地，隔膜的厚度控制在2μm~13μm。
[0184]
在其中一些实施例中，上述电池为二次电池；具体地，上述电池为锂离子电池。
[0185]
具体地，正极片、负极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件。电极组件封装于塑膜材料形成的容纳腔中，电解液浸润于电极组件。电池单体所含电极组件的数量可以为一个或多个，可根据需求来调节。
[0186]
在本技术中，如无其他说明，“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元，进一步地，通常而言至少包括正极极片、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。
[0187]
图3是作为一个示例的方形结构的电池单体4。
[0188]
在一些实施例中，参照图4，外壳可包括壳体41和盖板43。其中，壳体41可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体41具有与容纳腔连通的开口，盖板43能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。
[0189]
正极片、负极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件42。电极组件42封装于容纳腔。电解液浸润于电极组件42中。电池单体4所含电极组件42的数量可以为一个或多个，可根据需求来调节。
[0190]
图5和图6是作为一个示例的电池1。在电池1中包括电池箱和设置于电池箱中的一个或多个电池单体4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于电池单体4的封闭空间。
[0191]
多个电池单体4可以按照任意的方式排布于电池箱中，任意相邻的电池单体4之间设置复合隔热件（图5和图6中未示出）。
[0192]
本技术一实施方式，还提供一种用电装置，该用电装置包括上述电池。
[0193]
上述电池或可以用作用电装置的电源，也可以作为用电装置的能量存储单元。
[0194]
上述用电装置可以但不限于是移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
[0195]
移动设备包括但不限于：手机、笔记本电脑等；电动车辆包括但不限于：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。
[0196]
图7是作为一个示例的用电装置5。该用电装置5为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。
[0197]
作为另一个示例的用电装置可以是手机、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。
[0198]
下面将结合具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了本发明的范围，在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本发明的各实施例所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的精
神和范围所覆盖。
[0199]
以下为具体实施例。
具体实施例
[0200]
实施例11、复合隔热件的制备：s1:采用碳源有机硅大分子三嗪成炭剂(csi-mca，简称ca)、酸源聚磷酸铵（app）和气源三聚氰胺按照质量比：45:25:30混合，然后加入水并充分搅拌，形成固含量为75%的混合浆料。
[0201]
其中，有机硅大分子三嗪成炭剂的结构如下所示：
[0202]
s2：采用1400陶瓷纤维毯作为第一隔热层，然后通过刮涂或喷涂等形式将s1中的混合浆料按照厚度需要涂覆在第一隔热层上，接着在涂层上覆盖第二层相同厚度的陶瓷纤维，最后在80℃下干燥1h之后，得到目标厚度的复合隔热件。
[0203]
1400陶瓷纤维毯可通过商业渠道购买，导热系数为0.03w/(m
·
k)。
[0204]
s3：对复合隔热件的物性参数的测试：(1)对复合隔热件的总厚度及各层的厚度进行测试，可以选用本领域已知的方法进行测试，具体通过台阶仪测试方法进行测试：台阶仪的测针以十分微小的力轻轻划过样品表面，样品表面微米甚至纳米级别的高低起伏通过与测针连接的传感器得到千百万倍的放大，然后被转换成电子信号，输入到电脑软件中，最终以数字和图形的数据形式展现出来，也可以直接用量尺测量，具体结果请见表1，复合隔热件的总厚度记为d0mm，以复合隔热件的总厚度为基准，第一隔热层的厚度占比、绝热阻燃层的厚度占比和第二隔热层的厚度占比分别d1、d2、d3。
[0205]
(2)对绝热阻燃层的厚度膨胀率进行测试：在常压、25℃下测试得到绝热阻燃层的初始厚度d20，在常压下将复合隔热件放置于200℃的烘箱中加热15min后直接测量绝热阻燃层的厚度d21，得到绝热阻燃层的厚度膨胀率=d21/d20。
[0206]
(3)对复合隔热件的绝热温度进行测试：采用加压热板实验进行测试，将复合隔热件裁剪成为10cm
×
10cm的正方形样品，在样品的两个面的中心位置分别布置温度监控点，然后将样品放置于700℃的接触热板上，面对接触热板的监控温度为热面温度，同时在另外一面施加0.05mpa的压力，远离热板的监控温度为冷面温度，加热加压测试15min后读取热面和冷面的温度，然后计算绝热温度来衡量该复合隔热件的绝热效果，绝热温度=热面温
度-冷面温度。具体结果请见表1。
[0207]
绝热温度越高说明复合隔热件的隔热、阻缓电池热失控的能力越好。
[0208]
2、电池的制备：(1)电池单体的制备s1、正极片的制备将正极活性材料磷酸铁锂，导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯（pvdf）按重量比为96.2:1:2.8溶于溶剂n-甲基吡咯烷酮（nmp）中，充分搅拌混合均匀后得到正极浆料；之后将正极浆料均匀涂覆于正极集流体上，再经过烘干、冷压、分切，得到正极片。
[0209]
s2、负极片的制备将负极活性物质石墨、导电剂乙炔黑、增稠剂羟甲基纤维素钠(cmc)、粘结剂丁苯橡胶(sbr)按质量比96.5：0.5：1.2：1.8加入溶剂水中混合均匀，制成负极浆料；将负极浆料均匀涂布在负极集流体铜箔上，烘干后进行冷压，制成负极片。
[0210]
s3、电解液的制备：有机溶剂为含有碳酸亚乙酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸二乙酯(dec)的混合液，其中，ec、emc和dec的体积比为1:1:1。在含水量《10ppm的氩气气氛手套箱中，将充分干燥的lipf6溶解于有机溶剂中，混合均匀后获得电解液，其中，lipf6的浓度为1mol/l。
[0211]
s4、隔离膜：采用聚乙烯微孔薄膜作为多孔隔离膜基材。
[0212]
s5、锂离子电池单体的制备：将上述正极片、负极片以及隔离膜进行卷绕，得到裸电芯，之后采用上述塑膜封装、注液、化成、排气等工序，制得锂离子电池单体。
[0213]
s6、采用锂离子电池单体并联排布，任意两个锂离子电池单体之间设置上述复合隔热件，总共设置3个复合隔热件，制备电池。
[0214]
(2)采用电池绝热量热仪测试电池达到热失控的用时，具体参照标准电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试方法db34/t 3377-2019，记为t1，用时越长说明复合隔热件的隔热稳定性越好。
[0215]
实施例2实施例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：实施例2中，第一隔热层和第二隔热层的制备过程中，将陶瓷纤维替换成等厚度的高铝耐火纤维pxz-1000。
[0216]
高铝耐火纤维pxz-1000可通过商业渠道购买，导热系数为0.06w/(m
·
k)。
[0217]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0218]
实施例3实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于：实施例3中绝热阻燃层的制备过程中，将三嗪衍生物ca替换成等质量的季戊四醇。
[0219]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0220]
实施例4~10实施例4~10与实施例1基本相同，不同之处仅在于：制备绝热阻燃层时，三嗪衍生物ca、聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比与实施例1不同。
[0221]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0222]
实施例11~14实施例11~14与实施例1基本相同，不同之处仅在于：调整绝热阻燃层或第一隔热
层和第二隔热层的厚度，以使其在复合隔热件的总厚度中的占比与实施例1不同。
[0223]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0224]
实施例15实施例15与实施例1基本相同，不同之处仅在于：调整绝热阻燃层或第一隔热层和第二隔热层的厚度，以使复合隔热件的总厚度与实施例1不同。
[0225]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0226]
对比例1对比例1与实施例1基本相同，不同之处仅在于：复合隔热件的制备中，不设绝热阻燃层。
[0227]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0228]
对比例2对比例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：复合隔热件的制备中，不设第一隔热层和第二隔热层。
[0229]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0230]
对比例3对比例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于：复合隔热件的制备过程中，参照实施例1先制备隔热层，然后在隔热层的两侧分别制备第一绝热阻燃层和第二绝热阻燃层，复合隔热件的总厚度与实施例1相同，隔热层的厚度占比为20%，第一绝热阻燃层的厚度占比和第二绝热阻燃层的厚度占比分别为40%和40%。
[0231]
其他步骤条件与实施例1相同，测试结果请见表1。
[0232]
各实施例及对比例涉及的参数及相关性能数据请见表1，其中d0为复合隔热件的总厚度，d1、d2和d3分别为在复合隔热件中第一隔热层的厚度占比、绝热阻燃层的厚度占比和第二隔热层的厚度占比，t1为电池达到热失控的用时。
[0233]
表1
[0234]
注：表1中“/”代表不存在该结构或该组分。
[0235]
由表1数据可知，分析实施例1与对比例1~3的数据可知，厚度相同的情况下，本技术的复合隔热件的绝热温度更高，即说明隔热阻燃性更好，且发生热失控的用时更长，说明阻燃稳定性更好。
[0236]
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。
[0237]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种复合隔热件，其特征在于，所述复合隔热件包括依次层叠设置的第一隔热层、绝热阻燃层和第二隔热层；所述绝热阻燃层能够在受热后发生膨胀。2.如权利要求1所述的复合隔热件，其特征在于，所述绝热阻燃层满足如下(1)~(2)中至少一个条件：(1)所述绝热阻燃层在受热后，所述绝热阻燃层能在厚度方向发生膨胀；(2)在常压下，所述绝热阻燃层在200℃下加热15min后的厚度与所述绝热阻燃层加热前、在25℃时的厚度之比为厚度膨胀率，所述厚度膨胀率为1.5~20。3.如权利要求2所述的复合隔热件，其特征在于，所述膨胀包括物理性膨胀和化学性膨胀中的至少一种。4.如权利要求1所述的复合隔热件，其特征在于，所述绝热阻燃层的组分包括碳源、酸源和气源，所述碳源含有羟基，所述酸源包括无机酸、有机酸和在燃烧时能释放出含酸根化合物的材料中至少一种，所述气源在受热过程中能释放出气体。5.如权利要求4所述的复合隔热件，其特征在于，所述绝热阻燃层的组分满足如下(3)~(7)中的至少一个条件：(3)一分子所述碳源至少含有两个羟基；(4)所述碳源还含有芳香基团和杂芳香基团中的至少一种；(5)所述酸源含有磷酸根基团、羧酸根基团、硼酸根基团、硫酸根基团和磺酸根基团中的至少一种基团；(6)所述气源能够在受热后释放出不可燃气体；(7)以所述碳源、所述酸源和所述气源的总质量为基准，所述碳源的质量占比为5%~75%，所述酸源的质量占比为15%~75%，所述气源的质量占比为10%~30%。6.如权利要求4所述的复合隔热件，其特征在于，所述绝热阻燃层的组分满足如下(8)~(10)中的至少一个条件：(8)所述碳源包括三嗪衍生物、淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂、纤维素、木质素、单宁和壳聚糖中的至少一种；(9)所述酸源包括磷酸、硼酸、硫酸、磷酸酯类化合物、植酸、焦磷酸和聚磷酸铵中的至少一种；(10)所述气源包括尿素、三聚氰胺、聚酰胺、碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。7.如权利要求1~6任一项所述的复合隔热件，其特征在于，所述第一隔热层和所述第二隔热层的组分均包括隔热材料，所述隔热材料的导热系数≤0.065w/(m
·
k)。8.如权利要求7所述的复合隔热件，其特征在于，所述隔热材料包括气凝胶隔热材料、高铝耐火纤维、高硅氧玻璃纤维和陶瓷纤维中的至少一种。9.如权利要求1~6任一项所述的复合隔热件，其特征在于，所述复合隔热件满足如下(11)~(12)中的至少一个条件：(11)所述绝热阻燃层的厚度占所述复合隔热件总厚度的2%~80%；(12)所述复合隔热件的厚度为2mm~10mm。10.如权利要求1~6任一项所述的复合隔热件，其特征在于，所述绝热阻燃层的厚度占所述复合隔热件总厚度的10%~60%。
11.如权利要求1~6任一项所述的复合隔热件，其特征在于，所述第一隔热层的厚度与所述第二隔热层的厚度相同。12.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1~11任一项所述的复合隔热件。13.如权利要求12所述的电池，其特征在于，所述电池还包括多个电池单体，且至少相邻两个电池单体之间设有所述复合隔热件。14.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求12~13任一项所述的电池。

技术总结
本申请涉及一种复合隔热件、电池及用电装置，该复合隔热件包括依次层叠设置的第一隔热层、绝热阻燃层和第二隔热层，所述绝热阻燃层能够在受热后发生膨胀。能够在受热后发生膨胀。能够在受热后发生膨胀。


技术研发人员：吴凯 麻亚挺 张洒洒 曹俊琪
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/9/9