[发明专利]一种防护结构及包括其的电池壳体

说明书

本发明涉及一种防护结构及包括其的电池壳体。所述防护结构包括正泊松比区域和负泊松比区域，所述正泊松比区域由至少两层仅包括正泊松比蜂窝结构重复单元的正泊松比层构成，所述负泊松比区域由至少两层仅包括负泊松比蜂窝结构重复单元构成的负泊松比层构成，所述正泊松比区域和所述负泊松比区域由基于聚碳酸酯的材料形成。本发明的防护结构能够抵抗较高的应力并达到较高的能量吸收，可用于电池壳体。

技术领域

本发明涉及防护结构。具体地，本发明涉及能够抵抗压力和冲击的防护结构及包括其的电池壳体。

背景技术

目前，储能技术能推动世界能源清洁化、电气化和高效化，破解能源资源和环境约束，是实现全球能源转型升级的核心技术之一。锂离子电池因为其较高的储能密度和充放电性能而被广泛地用于新能源汽车的动力储能部件。然而，锂离子电池存在安全性防护问题。目前，电池盒的防护主要通过轻量化的刚性薄壳实现，尽管在防穿刺、防碰撞等方面具有一定的效果；但是，难以防止由于电池在电池箱内震荡、振动、冲撞等而造成电池从内部损坏破裂，从而导致起火爆炸等重大事故。因此，电池盒的柔性缓冲防护也是其重要需求。

为提升电池的防撞性能，整车及零部件行业对电池的包装装置进行了研究。

CN206225423U公开了一种电池箱和电动汽车。该电池箱的至少一侧设置有吸能部件和防撞部件，具体地，防撞部件为防撞梁或者由至少两层金属板形成的空心结构或U形槽结构，防撞部件设置在电池箱的最外围，吸能部件设置在防撞部件与箱体之间。防撞部件和吸能部件可以较好的吸收来自外界的撞击或挤压，较好地保护电池箱。但上述电池箱仍存在一定弊端：防撞部件与吸能部件均设置在电池箱的外围，且两层金属板形成的空心结构会占用较大的空间，直接增大了整个电池箱的体积和占用空间，在电池箱安装空间有限的情况下，导致了放置在电池箱中的成组电芯能量密度降低。

CN108832054A公开的一种变厚度蜂窝汽车电池包壳体结构，该结构包括侧壁、后端盖和前端盖。该壳体结构中引入了蜂窝芯夹层设计，在发生碰撞时夹层受压变形吸收碰撞能量，减少能量的传递。该技术方案中吸收碰撞能量有限，对电池包壳体壁厚有一定要求，然而对于薄壁的电池包壳体不适用。

因此，期望开发出一种用于锂离子电池的防护结构，其能够实现抵抗应力、缓冲与吸能的作用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于锂离子电池的的防护结构，其能够实现抵抗应力、缓冲与吸能的作用。

因此，在第一方面，本发明提供一种防护结构，其特征在于，包括结合在一起的至少一个正泊松比区域和至少一个负泊松比区域，所述正泊松比区域由至少两层仅包括正泊松比蜂窝结构重复单元的正泊松比层构成，所述负泊松比区域由至少两层仅包括负泊松比蜂窝结构重复单元构成的负泊松比层构成，所述正泊松比区域和所述负泊松比区域由基于聚碳酸酯的材料形成。

在第二方面，本发明提供制备上述防护结构的方法，其特征在于，包括：根据所述防护结构的结构设计，通过增材制造技术制备所述防护结构。

在第三方面，本发明提供一种电池壳体，其特征在于，包括上述防护结构。

在第四方面，本发明提供一种电池，其特征在于，包括上述电池壳体。

本发明的防护结构能够抵抗较高的应力并达到较高的能量吸收，可用于电池壳体。

附图说明

下面结合附图对本发明进行更详细地说明和解释，在附图中相同的附图标记表示相同的要素。

图1显示了根据本发明一些实施方式的防护结构的正泊松比蜂窝结构的横截面示意图。

图2示意性显示了根据本发明一些实施方式的防护结构的单层正泊松比层中正泊松比蜂窝结构的排列。

图3示意性显示了根据本发明一些实施方式的防护结构的相邻两层正泊松比层的复合方式。