[发明专利]一种用于电池模组中的绝缘电芯

说明书

本发明公开一种用于电池模组中的绝缘电芯，包括普通电芯和散热保护材料；所述散热保护材料均匀包裹在普通电芯上。本发明用于电池模组中的绝缘电芯通过增加再普通电芯的外表包裹以导热硅脂为主材料的散热保护材料，增加普通电芯的热传导性能，同时散热保护材料还具有低游离度，耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化的优点。

技术领域

本发明涉及一种电芯，具体是一种用于电池模组中的绝缘电芯。

背景技术

目前，全球能源和环境系统面临着巨大的挑战，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放大户，需要进行革命性的变革。全球新能源汽车发展在那已经形成了共识，从长期来看，包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向，在短期来看，油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看，全球新能源汽车的发展面临着一些共同的难题，例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设及消费者的接受度等。

现目前汽车动力电池总成模组设计电芯表面是采用的PVC热缩套管，由于PVC质厚偏软，耐温偏低，随着温度的升高其表面容易龟裂而且高温下其变软、低温硬化，其分子结构不稳定；在整个Pack(汽车电池包)设计的过程当中模组(module)设计是非常重要的，由于PVC材料的结构不稳定性会导致电芯与电芯之间公差范围偏大，进而导致整个模组的结构稳定性埋下了安全隐患，由于考虑到汽车行车过程当中的颠簸及发动机自震带来的机械性震动，Pack的结构稳定性设计变得尤为重要，因为由于机械震动的存在，如果模组中电芯之间的公差没有控制在一个合理的范围或者即使在设计初期将公差控制在一个合理的范围，由于在使用的过程当中因为材料分子结构的不稳定性导致了整个模组公差改变，行车的过程当中的机械性震动会导致电芯与电芯产生摩擦碰撞以及电芯与模组壳体之间产生摩擦碰撞，久而久之电芯会导致外部短路，电芯发热在温度达到65摄氏度以上，其中的电解液会产生气体，内压增高，当内压增加到一定值将导致电芯漏液，漏液将会加重模组的绝缘失效，此时的Pack产品就没有绝缘安全性能可言，甚至在18650电芯Pack产品上导致的问题将更为严重，比如起火爆炸。

同时现有汽车动力电池总成模组设计电芯与电芯之间采用的是青稞纸以及环氧树脂板来达到电芯之间外部绝缘的效果；青稞纸具有良好的机械强度，较高的电气强度，外表面平整光滑富有韧性，环氧树脂板具有良好的机械强度，无论是纵向、横向拉伸度还是抗弯抗压强度，介电常数5.5f/m，常规耐温135℃但不能直接接触火源，考虑到电芯与电芯之间介质必须具备高的机械强度、高温耐压性能、较强绝缘性能、以及良好的热传导性能，且能在有火焰的情况具有自熄性；现前国内Pack厂家在制作模组时采用青稞纸以及环氧树脂板来进行电芯与电芯之间外部的第二次绝缘居多，但由于青稞纸在拥有良好绝缘性能而不具备良好的热传导性能，环氧树脂板亦然；热能是以一种介质的形式流动存在物体表面或空气当中，固体传导的方式是热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传导另一个系统，是固体的主要热传递形式；固体还有另一种方式传递散热，即热辐射；由于电芯电解质耐受的温度是低于70℃，热辐射传递不与考虑，主要是考虑热传导的形式，即物体与物体之间的直接接触；在模组设计中，电芯与电芯以及电芯与模组钣金件之间采用热传导性很差的材料，如果说在Pack产品设计时采用青稞纸以及环氧树脂板来充当电芯与电芯之间的介质材料，在绝缘性能优于其他一般材料，然而热传导性能却显得捉襟见肘，电芯在充放电的情况或者在汽车车辆行驶的时候产生的大量热量无法传导到其他物体上，就会造成电芯本体温度上升，随后导致电芯性能下降，由于这是一个无法补偿的设计，在设计初期就应该避免顾此失彼的方案。目前国内车厂最头疼的也是和Pack内部温度无法均衡的相关的问题，在设计初期如果采用一种既满足良好的绝缘性能的同时又具备良好热量传导的性能的材料就可以解决这个问题，当然只是很小的一个范围来解决温度均衡的问题，主要温度均衡的问题是需要在结构性能创新以及结构和材料上面创新来解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电池模组中的绝缘电芯，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：