[发明专利]一种电池热失控防护件及其制备方法和模具

说明书

本发明提供了一种电池热失控防护件及其制备方法和模具，所述电池为单个电池或电池组，防护件包括隔热单元，该隔热单元包括两端开口的长方体，长方体中的相对内壁平行设有与该单元的轴向平行的通道，隔热单元设有用于达到阈值温度时的温度报警器，隔热单元的壁包括外层、中间层和内层，防护件的制备方法包括组装模具；制备阻燃材料，将阻燃材料注入模具；冷却脱模；将浇注成型的框与阻燃板压制成形，所用模具包括上端开口的外壳以及置于外壳底板上电池模型，本装置充分利用了阻燃材料的阻燃隔热特性以及密度小质量轻等优点，内层浇铸成型使阻燃材料以特定的形状和结构出现，充分发挥其阻燃隔热特性且方法简单易行，便于实现。

技术领域：

本发明涉一种电池防护装置和防护装置的制备，具体涉及一种电池热失控防护件及其制备方法和模具。

背景技术：

广泛应用的锂离子电池时有发生火灾的事故，引发相关产品的大规模召回，给用户带来安全隐患、给锂离子电池有关的企业、行业均带来了重大的直接经济损失。

某些滥用条件下(如过充、高温、短路等)锂离子电池容易发生热失控，此过程中电池的内部和表面温度会骤然上升至几百度，电池以燃烧或爆炸的形式完成能量的释放，最终电池结构被破坏、电性能丧失。现阶段，锂离子电池大量应用于电动汽车或储能领域，使得锂离子电池常常以电池组或电池模块的形式应用于所属领域内，单体电池产生的燃烧或爆炸现象常常也会使其周围的电池受到影响，某块单体电池热失控可能引发其周围多块电池同样发生燃烧爆炸现象，甚至导致整个电池组或模块的大规模热失控及安全事故的产生。

单体电池的热失控不可避免时，应采取一切措施阻止锂离子电池热失控出现连锁反应。现在一般将由外界激励(充电、针刺、加热等)发生爆炸的电池称为主动电池(Initiative Battery,IB)，将由主动电池爆炸引起的发生爆炸或损坏的电池成为被动电池(Passive Battery,PB)。

锂离子电池发生热失控时，会释放出大量热量，常常伴随着燃烧或爆炸现象。阻燃材料不仅能够阻断电池热失控时释放出的热量，防止电池将过高的温度传播给周围的其他电池；而且还能够抑制火焰的传播，极大的降低或控制了由燃烧带来的一系列安全事故；同时，通过合理的布置，一定形状和数量的阻燃材料还能够衰减电池爆炸时带来的能量冲击，最大限度的保护周围电池以及相关人员设备的安全。

现有的锂离子电池的阻燃材料多以涂覆的方式涂覆在锂离子电池内部的正负极极片、隔膜上，这种方法虽然能对锂离子电池的起火燃烧起到了部分的减缓或遏制作用，但由于布置于电池内部有限的空间内，阻燃材料的形状和质量都受到影响，一般涂覆层厚度仅为0.5-10μm，导致阻燃效果并不理想，同时，由于阻燃涂层涂覆与电池正负极片或隔膜上，势必会对电池本身容量、功率性能或其他电学性能造成影响。此外，还有将阻燃剂作为添加剂添加到锂离子电池的电解液中的方法，以控制或阻断锂离子电池热失控时产生的火焰，此方法同样将阻燃材料设于电池内部，降低了阻燃效果，且不利于电池电解液的离子电导，从而导致电池电学性能的下降。此外，还有将锂离子电池封装于密闭的刚性腔体中，内部通入惰性气体的方法，这种方法虽然能够有效遏制锂离子电池热失控的传播，但对腔体的强度和密封性能要求都较高，且沉重的刚性外壳、繁琐的过程以及较高的成本构成了这种方法的推广和使用的瓶颈。

因此，需要提供一种技术方案来克服现有技术的不足。

发明内容：

为保证电池系统安全稳定运行，克服当个别单体电池出现安全问题导致发生燃烧爆炸等极端现象，使得电池安全事故扩大和发生热失控连锁反应的缺陷，本发明提出了一种防止锂离子电池热失控传播的防护件，所述电池为单个电池或电池组，其改进之处在于，所述防护件由隔热单元组成，所述隔热单元包括两端开口的长方体，所述长方体相对的侧壁内平行设有与该单元的轴向平行的通道，所述通道垂直贯通与所述侧壁垂直的壁。

优选技术方案为，所述隔热单元设有温度报警器用于达到阈值温度时报警。

优选技术方案为，所述通道横截面为圆弧形、V形或凹形。