一种缓冲隔热垫、电芯模组及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种缓冲隔热垫、电芯模组及电池。


背景技术：

2.电池作为一种新型能源产品，目前正推广应用于各行各业中。随着电池能量密度的逐渐增大，电池自身的安全性在逐步下降，电池发生热失控的事件时有发生，易造成自燃、爆炸等安全事故，直接威胁着人们的生命财产安全，同时也对环境造成了破坏。
3.现有的防止电池发生热失控的方法主要包括以下两种：
4.第一种是采用包封气凝胶加包封隔热棉的方式，通过压紧隔热棉来减少电芯之间发生热失控时热量扩散到其它电芯。虽然这种方法在一定程度上可以减少热量传递，为人们的疏散创造一定的时间，但是其最大的缺陷就是，电池在长周期的工况循环期间，由于涉及的电芯之间空间狭小，如果要在电芯之间增加隔热棉，则电芯循环过程中累积的热量将散发不出去，从而集聚在狭窄的电池空间内，势必会造成电池的循环寿命减少。
5.第二种是单独采用包封气凝胶而取消隔热棉的方式，需要增加电芯之间的空隙，虽然这种方法在一定程度上给电芯循环过程预留了膨胀空间，能够促进热量的散失，但是实验表明，热失控时间太短，不能满足既定的安全要求，不利于人们疏散。
6.因此，很有必要对现有技术进行改进。
7.以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。


技术实现要素：

8.本实用新型提供一种缓冲隔热垫、电芯模组及电池，以解决现有技术的不足。
9.为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：
10.第一方面，本实用新型实施例提供一种缓冲隔热垫，包括框架和隔热芯；
11.其中，
12.所述框架的上下表面贯穿形成有容置腔；
13.所述隔热芯嵌设于所述容置腔中，且开设有若干呈蜂窝状排列的通孔。
14.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述框架采用气凝胶材料制成；
15.或，所述框架的外表面包覆有气凝胶层。
16.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述隔热芯采用氟橡胶材料制成；
17.或，所述隔热芯的外表面包覆有氟橡胶层。
18.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述隔热芯的厚度小于所述框架的厚度。
19.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述隔热芯的厚度比所述框架的厚度小1.1mm。
20.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述隔热芯的厚度为1.5mm；
21.所述框架的厚度为2.6mm。
22.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述通孔的形状为正六边形。
23.进一步地，所述缓冲隔热垫中，所述正六边形的边长为5mm。
24.第二方面，本实用新型实施例提供一种电芯模组，包括若干电芯和若干缓冲隔热垫，所述缓冲隔热垫为如上述第一方面所述的缓冲隔热垫；
25.若干所述电芯并列设置；
26.每相邻的两所述电芯之间通过一所述缓冲隔热垫进行隔离。
27.第三方面，本实用新型实施例提供一种电池，包括壳体和电芯模组，所述电芯模组为如上述第二方面所述的电芯模组。
28.与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：
29.本实用新型实施例提供的一种缓冲隔热垫、电芯模组及电池，通过提供具有容置腔的框架和开设有若干呈蜂窝状排列的通孔的隔热芯，继而将隔热芯嵌设于容置腔中，使得既能够提高隔热效果，降低热扩散风险，又可以给电芯预留膨胀空间，减少电芯热量的集聚，从而提升了电池的安全性能。
附图说明
30.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它的附图。
31.图1是本实用新型实施例一提供的缓冲隔热垫的结构示意图；
32.图2是本实用新型实施例一提供的缓冲隔热垫的结构示意图；
33.图3是本实用新型实施例一提供的框架的结构示意图；
34.图4是本实用新型实施例一提供的隔热芯的结构示意图；
35.图5是本实用新型实施例一提供的试验数据示意图；
36.图6是本实用新型实施例二提供的电芯模组的结构示意图。
37.附图标记：
38.框架1，隔热芯2，容置腔3，通孔4，电芯5。
具体实施方式
39.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
41.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具
有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
42.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
43.实施例一
44.有鉴于上述现有的电池热管理技术存在的缺陷，本技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得电池的可靠性更高。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
45.请参考图1-4，本实用新型实施例提供一种缓冲隔热垫，包括框架1和隔热芯2；其中，
46.所述框架1的上下表面贯穿形成有容置腔3；
47.所述隔热芯2嵌设于所述容置腔3中，且开设有若干呈蜂窝状排列的通孔4。
48.需要说明的是，本实施例提供的缓冲隔热垫可用于隔热和缓冲，在提供具有容置腔的框架的同时，还提供了可嵌设于容置腔中且开设有若干呈蜂窝状排列的通孔的隔热芯，使得整体上既能给电芯5的膨胀预留空间，又避免了电芯5的热量集聚在电池内部的狭小空间里。
49.在本实施例中，所述框架1采用气凝胶材料制成；
50.或，所述框架1的外表面包覆有气凝胶层。
51.需要说明的是，气凝胶材料是一种耐高温的材料，其邵氏硬度为60
±
5ha。
52.在本实施例中，所述隔热芯2采用氟橡胶材料制成；
53.或，所述隔热芯2的外表面包覆有氟橡胶层。
54.需要说明的是，氟橡胶材料的耐腐蚀性能很好，可以防止因电芯5内部电解液泄漏造成的隔热垫被腐蚀现象，从而避免了短路情况的发生；同时，氟橡胶材料的耐温性能也比一般橡胶强，工作温度范围在-30℃～250℃之间，其邵氏硬度大于70ha，抗拉强度大于7.5mpa。
55.在本实施例中，所述隔热芯2的厚度小于所述框架1的厚度。
56.需要说明的是，本实施例设计所述隔热芯2的厚度小于所述框架1的厚度的目的在于为电芯5的热膨胀预留空间。
57.可选地，所述隔热芯2的厚度比所述框架1的厚度小1.1mm。
58.即，示例性地，所述隔热芯2的厚度可为1.5mm，而所述框架1的厚度则可为2.6mm。
59.在本实施例中，所述通孔4的形状为正六边形。
60.可选地，所述正六边形的边长为5mm。
61.如图5所示，根据试验数据，电芯模组500cycle的工况循环结束后，膨胀力大小约3000n，即300kgf，两边的膨胀位移约0.01mm。
62.电芯模组一次循环，在整车上续航里程400km，质保按50万公里，即循环1250cycle，一般设计按照运行2000cycle及以上设计，所以将框架1和所述隔热芯2的厚度偏差设计为(2.6-1.5)/2mm，即0.55mm是满足设计要求的。
63.尽管本文中较多的使用了框架，隔热芯，容置腔，通孔等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
64.本实用新型实施例提供的一种缓冲隔热垫，通过提供具有容置腔的框架和开设有若干呈蜂窝状排列的通孔的隔热芯，继而将隔热芯嵌设于容置腔中，使得既能够提高隔热效果，降低热扩散风险，又可以给电芯预留膨胀空间，减少电芯热量的集聚，从而提升了电池的安全性能。
65.实施例二
66.请参考图6，本实用新型实施例提供一种电芯模组，包括若干电芯5和若干缓冲隔热垫，所述缓冲隔热垫为如上述实施例一所述的缓冲隔热垫；
67.若干所述电芯5并列设置；
68.每相邻的两所述电芯5之间通过一所述缓冲隔热垫进行隔离。
69.本实用新型实施例提供的一种电芯模组，通过提供具有容置腔的框架和开设有若干呈蜂窝状排列的通孔的隔热芯，继而将隔热芯嵌设于容置腔中，使得既能够提高隔热效果，降低热扩散风险，又可以给电芯预留膨胀空间，减少电芯热量的集聚，从而提升了电池的安全性能。
70.实施例三
71.本实用新型实施例提供一种电池，包括壳体和电芯模组，所述电芯模组为如上述实施例二所述的电芯模组。
72.可以理解的是，所述壳体可细化包括端板、侧板、上盖等部件，所述电池则还应包括绝缘片、导热垫等部件，由于该些内容与现有技术无异，也不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。
73.本实用新型实施例提供的一种电池，通过提供具有容置腔的框架和开设有若干呈蜂窝状排列的通孔的隔热芯，继而将隔热芯嵌设于容置腔中，使得既能够提高隔热效果，降低热扩散风险，又可以给电芯预留膨胀空间，减少电芯热量的集聚，从而提升了电池的安全性能。
74.至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。
75.提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。
76.在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应
当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。
77.当元件或者层称为是“在
……
上”、“与
……
接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在
……
上”、“与
……
直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在
……
之间”和“直接在
……
之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。
78.空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在
……
的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在
……
的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。