[发明专利]阻热板

说明书

一种减少火灾或热量蔓延的阻热板，该阻热板包括：第一层、以及第二可膨胀石墨层。如果阻热板暴露于超过阈值温度的热量，可膨胀石墨被配置为膨胀。

技术领域

本发明总体上涉及一种阻热板。本发明的特定示例涉及在电池内使用阻热板来限制过多的热量或火灾蔓延，但是本发明不限于此。本发明的另外的示例涉及在电池内使用阻热板来限制过多的热量或火灾蔓延。其他的示例涉及在其他易燃部件或易于过热的部件(例如，光伏电池)之间或附近使用阻热板。本发明的另外的示例涉及：阻热板用于防止过多的热量或火灾蔓延的用途，其中阻热板不直接施加至潜在的热量源或火灾源；例如阻热板在建筑物结构中用于防止火灾进一步蔓延的用途。

背景技术

众所周知，在某些情况下，电池可能会过热，并且可能着火。锂离子电池特别容易受到这种影响；但是，其他电池类型也可能出现此问题。锂离子电池越来越多地用于为电动道路车辆提供动力，并且应了解的是，在这样的情形下，大量电池单元可能包装在相对小的体积中，这增加了过热的风险。用于减轻这种过热或火灾风险的已知技术基本上分为两种类型。第一种类型包括首先例如通过将对电池的充电电流限制在可接受范围内，来控制电池或电池单元避免过热的风险。第二种类型包括在电池中或其周围引入结构来管理过热事件，例如通过将过热局限到单一电池单元，接着可以将其更换。

一种提高电池安全性的已知的电池单元级途径是在电池单元的构造中使用具有本质上更好的热性能的材料。这可以包括电池单元内的柔性陶瓷隔膜，以限制过热穿过电池单元蔓延、并且防止隔膜故障(可能导致不受控的电池单元过热事件)。

已知的电池模块级途径是将电池模块设计为使得热量难以在电池单元之间传递。这可以包括在电池单元之间具有开放空间(例如大约1.4mm，这还适应典型的电池单元膨胀)、使用热屏蔽件或绝缘体(比如Formex或云母层)、冷却板、导热体、以及阻燃屏障。

一种已知的电池包级途径是将上述用于电池模块的类似技术应用于整个电池包，例如模块之间的热传递屏障、电池包壁中的策略性通风口、以及具有专用冷却系统。大的电池系统可以分成几个彼此热隔离的较小电池包，以防止大规模热阻赛的风险。

尽管对锂离子电池的火灾风险进行了大量研究，但该问题尚未完全解决，并且火灾仍在继续发生，当电池为电动汽车供电时，可能会对车辆乘员造成伤害，并造成财产损失。

本发明的某些示例的目的是提供一种改进的技术，用于防止电池起火或不受控过热的风险。此外，本发明的某些示例提供了在部件过热可能对例如与光伏电池单元相关的附加结构造成损坏的任何情况下可以使用的阻热板。此外，本发明的某些实施例提供了用于限制热量或火灾蔓延例如穿过建筑物的阻热板。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种减少火灾或热量蔓延的阻热板，该阻热板包括：第一层；以及第二可膨胀石墨层；其中，如果阻热板暴露于超过阈值温度的热量，可膨胀石墨被配置为膨胀。

该第一层可以被配置为压缩、变形、或熔融，以适应膨胀的石墨。

该第一层可以包括布层、毡层、或泡沫层，并且该可膨胀石墨层被施加至基材的一侧。

该第一层可以包括泡沫层，该泡沫层被配置为在该阻热板暴露于超过该阈值温度的热量时压缩或熔融，并且该阻热板可以还包括在该泡沫层与该可膨胀石墨层之间的屏障层。

根据本发明的第二方面，提供了一种减少火灾或热量蔓延的阻热板，该阻热板包括：第一容纳层和第二容纳层；以及在该第一容纳层与该第二容纳层之间的可膨胀石墨层；其中，如果阻热板暴露于超过阈值温度的热量，该可膨胀石墨被配置为膨胀，并且该第一容纳层与第二容纳层被配置为容纳膨胀的石墨。

该第一容纳层和第二容纳层中的至少一者可以是柔性的以适应膨胀的石墨。

该第一容纳层和第二容纳层中的至少一者可以包括布层、毡层、或泡沫层。