一种锂离子动力电池安全保护套的制作方法
【专利摘要】一种锂离子动力电池安全保护套，由设有纳米粘土的改性复合塑料制成。纳米粘土的制备有：先选购经过提纯的初级蒙脱土；将有机阳离子或酸与初级蒙脱土混合加热，获得活化蒙脱土；其中，所述的酸至少为盐酸、硝酸或硫酸的一种，溶度为1～10mol/L；将酸与初级蒙脱土按照1g粘土：3~10mL酸的比例混合，并加热煮沸1.5h以上，再水洗至中性，则获得活化蒙脱土；再将活化蒙脱土以去离子水洗净后过滤，在200℃焙烧2h以上干燥，最后研磨以60目过筛，获得纳米级蒙脱土成品，即为纳米粘土。该保护套具有散热、绝缘的作用，并通过塑料和无机材料的复合，可快速高效地吸收易燃易爆的电解液而达到安全防护之目的。
【专利说明】一种锂离子动力电池安全保护套
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及锂电池，尤其涉及一种锂离子动力电池的保护装置。
【背景技术】
[0002]锂离子动力电池以其长寿命、高能量密度的优点，在动力应用领域得到迅速的发展。然而不可忽视的是，尽管锂离子动力电池通过先进的电池管理系统对电池的过充放电、热管理、短路已经具备较好的管理。但是，动力电池几乎都是属于高电压高容量电池，其电芯必须通过“多并多串”的模式达到使用需求，有时需要上千颗电芯集合一起，因此，安全系数较低。另外，锂离子动力电池的电芯主要原材料一电解液，通常为易燃易爆的有机碳酸酯材料，一旦动力电池在后期使用中一致性差异化增加，管理系统管理不及时，过充电使得电池的电解液分解或者遭受外力冲撞挤压，可能导致电池内的电解液通过防爆膜(片)喷出，以致电解液在高电压的电池包内起火燃烧，将造成严重的安全事故。目前行业内为了锂电池组的散热和绝缘安全性，采用一种保护装置，如图1所示，即在每一电池芯101的上下两端套上一塑料保护套202，该保护套可以将相邻电池芯隔离出一间隙，留出的间隙有利于电池散热，塑料保护套还有利于绝缘，以提高电池组的安全性能。但电池芯意外喷出的电解液而带来安全隐患，现有技术就不能有效防护。
[0003]如何防止电解液一旦喷出后，可以有效地消除其带来的安全隐患，这是行业内亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有锂离子动力电池安全性能不高的技术问题，提供一种锂电池安全保护套，该保护套具有散热、绝缘的作用，并通过塑料和无机材料的复合，可快速高效地吸收易燃易爆的电解液而达到安全防护之目的。
[0005]本发明提出的一种锂离子动力电池安全保护套，其由设有纳米粘土的改性复合塑料制成；
所述的纳米粘土由下列方式制备:
先根据需要市场选购经过提纯的初级蒙脱土；
将有机阳离子或酸与所述的初级蒙脱土混合加热，获得活化蒙脱土 ；
其中，所述的酸至少为盐酸、硝酸或硫酸的一种，溶度为I?10 mol/L ;将所述的酸与所述的初级蒙脱土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加热煮沸1.5h以上，再水洗至中性，则获得所述的活化蒙脱土；
再将所述的活化蒙脱土以去离子水洗净后过滤，在200°C焙烧2h以上干燥，最后研磨以60目过筛，获得纳米级蒙脱土成品，即为所述的纳米粘土。
[0006]较优的，所述的保护套可以包括:设于外部的塑料层和设于该塑料层内表面的所述的纳米粘土层。
[0007]较优的，所述的纳米粘土层与塑料层的厚度之比为:2.5?1.5。
[0008]较优的，所述的保护套还可以由所述的纳米粘土的颗粒镶嵌于塑料中的改性复合塑料制成。
[0009]与现有技术相比，本发明增加了电芯之间的绝缘安全性能，改善了电池组内部的散热通风；使用改性复合塑料后，添加的无机纳米材料一纳米粘土增加了塑料强度的同时，最重要的是高比表面纳米蒙脱土具有优异的物理和化学吸附性能，能够快速高效地吸附由于电芯防爆膜片或防爆阀开启溢出的电解液，从而杜绝电池包整体的短路起火爆炸。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是安装有现有塑料保护套的电池组的示意图；
图2是本发明第一种实施例的剖视图；
图3是本发明第二种实施例的剖视图；
图4是粘土的IR光谱分析图。
【具体实施方式】
[0011]本发明提出的一种锂离子动力电池安全保护套，由设有纳米粘土的改性复合塑料制作而成。如图2所示，为本发明第一种实施例的剖视图，该保护套由设于外部的塑料层I和胶合于该塑料层I内表面的纳米粘土层2的改性复合塑料，采用高温压合制成。
[0012]如图3所示为本发明第二种实施例的剖视图，保护套3由所述的纳米粘土的颗粒4镶嵌于塑料中构成的改性复合塑料制成。
[0013]本发明的纳米粘土由下列步骤制作:
先根据需要市场选购经过提纯的初级蒙脱土；
将有机阳离子或酸与所述的初级蒙脱土混合加热，获得活化蒙脱土 ；
其中，所述的酸至少为盐酸、硝酸或硫酸的一种，溶度为I?10 mol/L ;将所述的酸与所述的初级蒙脱土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加热煮沸1.5h以上，再水洗至中性，获得所述的活化蒙脱土。
[0014]再将所述的活化蒙脱土以去离子水洗净后过滤，在200°C焙烧2h以上干燥，最后研磨以60目过筛，获得纳米级蒙脱土成品，即为所述的纳米粘土。
[0015]本发明采用的纳米粘土是含水的2:1型层状铝硅酸盐矿物，具有很大的比表面积，具有很强的吸附性能和阳离子交换性能。本发明采用的纳米粘土经过酸处理高温回流去除粘度杂质后，粘土微观表面增加了羟基等活性化学基团，这些基团对电解液的有机成分具有高强的吸附性能。如图4所示，经过IR光谱分析，位于3625CHT1的峰值为羟基的伸缩振动，因此经过改性后的粘土在处理有机废料方面可以得到有效的应用。此外，经过科学实验证实，添加纳米粘土后对塑料的冲击强度和弯曲强度提高50-400%，所以纳米粘土 /塑料复合材料，在保证保护套骨架稳定的同时，可以大幅度增加对电解液(有机物)的吸附能力。
[0016]如图2所示，根据动力电池不同使用场合和电芯的大小，经科学实验和研究，纳米粘土层2与塑料层I的厚度之比可以为:2.5?1.5。既可以保证保护套的绝缘安全性能和改善散热通风的性能，又能够快速高效地吸附电解液，以杜绝电池包整体的短路起火爆炸。
[0017]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种锂离子动力电池安全保护套，其特征在于，所述保护套由设有纳米粘土的改性复合塑料制成； 所述的纳米粘土由下列方式制备: 先根据需要市场选购经过提纯的初级蒙脱土； 将有机阳离子或酸与所述的初级蒙脱土混合加热，获得活化蒙脱土 ； 其中，所述的酸至少为盐酸、硝酸或硫酸的一种，溶度为I?10 mol/L ;将所述的酸与所述的初级蒙脱土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加热煮沸1.5h以上，再水洗至中性，则获得所述的活化蒙脱土； 再将所述的活化蒙脱土以去离子水洗净后过滤，在200°C焙烧2h以上干燥，最后研磨以60目过筛，获得纳米级蒙脱土成品，即为所述的纳米粘土。
2.如权利要求1所述的锂离子动力电池安全保护套，其特征在于，所述的保护套包括:设于外部的塑料层(I)和设于该塑料层(I)内表面的所述的纳米粘土层(2)。
3.如权利要求2所述的锂离子动力电池安全保护套，其特征在于，所述的纳米粘土层(2)与塑料层(I)的厚度之比为:2.5?1.5。
4.如权利要求1所述的锂离子动力电池安全保护套，其特征在于，所述的保护套(3)由所述的纳米粘土的颗粒镶嵌于塑料中的改性复合塑料制成。
【文档编号】H01M2/02GK104332567SQ201410441220
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】袁甲, 涂继军 申请人:深圳市雄韬电源科技股份有限公司