一种隔热垫、电芯模组以及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电芯模组的技术领域，尤其涉及一种隔热垫、电芯模组以及电池。


背景技术：

2.动力电池是一种比较常用的储能结构，传统技术中的电池模组主要包括多个电芯单元，各电芯单元依次排列。
3.动力电池发展至今，其安全性能一直没有得到很好的改善，当动力电池工作时，如果个别的电芯单元出现热失控的问题，那么这些电芯单元上产生的热量将会快速传递至其他的电芯单元上，继而导致其他的电芯单元产生更多的热量，造成整个动力电池中产生的热量超出极限值，较差的安全性能制约着动力电池的推广及应用。
4.现有技术中，在相邻的电芯间设置隔热垫，其隔热垫成本高的同时，不能定位到电芯鼓胀位置，大大增加了热蔓延的风险。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的在于：提供一种隔热垫、电芯模组以及电池，旨在解决隔热垫成本高，且不能定位到电芯鼓胀的位置，大大增加热蔓延风险的问题。
6.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.提供一种隔热垫，包括：隔热垫本体以及通过热覆方式与所述隔热垫本体相连接的耐高温膜，且所述隔热垫本体的尺寸小于所述耐高温膜的尺寸。
8.进一步地，所述隔热垫本体设于所述耐高温膜的中心位置。
9.进一步地，所述耐高温膜设置有两个，两个所述耐高温膜对称设于所述隔热垫本体的侧壁，所述耐高温膜与所述隔热垫本体热覆形成容置腔，所述容置腔用于包覆所述隔热垫本体的周侧。
10.进一步地，所述隔热垫本体采用气凝胶材料制成。
11.进一步地，所述耐高温膜采用pet膜材料制成。
12.一种电芯模组，包括：
13.多个电芯；
14.多个上述中任一项所述的隔热垫，所述隔热垫夹设于相邻的两个所述电芯之间，且所述隔热垫的尺寸不大于所述电芯的尺寸。
15.进一步地，所述耐高温膜的周侧与所述电芯的周侧相平齐。
16.一种电池，包括：
17.壳体；
18.多个上述中任一项所述的电芯模组，所述电芯模组设于所述壳体内；所述电芯模组与所述壳体的侧壁之间设置有所述隔热垫，所述隔热垫的中心水平线与所述壳体的中心水平线重合。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型减小隔热垫的尺寸，有效
减少了成本；隔热垫本体与耐高温膜进行热覆方式连接，耐高温膜的周侧与电芯的周侧平齐，保证了隔热垫一直位于电芯的鼓胀位置，降低了热蔓延的风险。
附图说明
20.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
21.图1为本实用新型实施例所述隔热垫、电芯模组以及电池的隔热垫结构示意图。
22.图2为本实用新型实施例所述隔热垫、电芯模组以及电池的隔热垫爆炸示意图。
23.图3为本实用新型实施例所述隔热垫、电芯模组以及电池的模组热蔓延实验示意图。
24.图中：
25.100、耐高温膜；101、容置腔；200、隔热垫本体。
具体实施方式
26.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.电池模组是一种比较常用的储能结构，传统技术中的电池模组主要包括多个电芯单元，各电芯单元依次排列，然而，电池模组工作时，如果个别的电芯单元出现热失控的问题，那么这些电芯单元上产生的热量将会快速传递至其它电芯单元上，继而导致其他的电芯单元产生更多的热量。
30.空气的导热系数非常小，对电芯间热的传递能起到较好的阻碍作用，但电芯发生热失控时，电芯会相应的发生鼓胀，鼓胀的电芯外壳会接触到相邻的电芯，则大部分热通过导热系数较大的金属外壳接触传递，大大增加了热蔓延的风险。
31.现有技术是在模组内的相邻电芯间加入导热系数非常低的隔热垫，能有效的阻止电芯外壳接触，有效地减少电芯间热的传递，大大地改善了模组的阻止热蔓延性能。
32.如图1所示，本实施例提供提供一种隔热垫，包括：隔热垫本体200以及通过热覆方
式与所述隔热垫本体200相连接的耐高温膜100，且所述隔热垫本体200的尺寸小于所述耐高温膜100的尺寸。
33.本实用新型中，所述隔热垫本体200与所述耐高温膜100热覆前，所述隔热垫本体200的位置可根据需求进行调整，所述隔热垫插设于相邻的电芯之间，且通过所述耐高温膜100的作用，将所述隔热垫本体200设于所述电芯的鼓胀位置，且通过所述耐高温膜100与所述隔热垫本体200热覆后，能保证在模组寿命周期内，所述隔热垫的位置一直保持在所述电芯鼓胀时最先且最容易接触的位置。
34.实验发现热失控的电芯，其大面积鼓胀变形严重，且成弧形变形，所述电芯之间的相邻面的中心位置鼓胀突出最严重，则相邻的所述电芯之间的接触点为两所述电芯的相邻面的中心位置，所述相邻面四周仍留有空隙，本实用新型中所述的隔热垫设置于两个所述电芯的相邻面之间，阻止所述电芯之间接触，大大改善了模组的阻值热蔓延的性能。
35.优选的，所述隔热垫本体200设于所述耐高温膜100的中心位置。
36.所述隔热垫本体200的中心与所述耐高温膜100的中心重合，保证当所述隔热垫设于所述两相邻的所述电芯之间时，所述隔热垫本体200的中心与所述电芯的中心重合，能有效阻止所述电芯的相邻外壁间的接触，有效地减少了所述电芯之间的热传递。
37.进一步地，所述耐高温膜100设置有两个，两个所述耐高温膜100对称设于所述隔热垫本体200的侧壁，所述耐高温膜100与所述隔热垫本体200热覆形成容置腔101，所述容置腔101用于包覆所述隔热垫本体200的周侧。
38.如图2所示，所述耐高温膜100对称设于所述隔热垫本体200的左右两侧，通过热覆方式，实现将所述隔热垫固定在所述耐高温膜100的中心位置，保证在模组的寿命周期内，所述隔热垫本体200一直保持在所述电芯鼓胀时，两所述电芯相邻面最先且最容易接触的位置。
39.优选的，所述隔热垫本体200采用气凝胶材料制成。
40.所述隔热垫本体200采用纳米级的气凝胶材料，所述隔热垫本体200的尺寸小于所述耐高温膜100的尺寸，即相对于现有技术中的隔热垫，本实用新型中所述隔热垫本体200相应的减少了尺寸，达到减少成本的效果。
41.进一步地，所述耐高温膜100采用pet膜材料制成。
42.所述pet膜又名耐高温聚脂薄膜，它具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性，可广泛的应用于磁记录、感光材料、电子、电气绝缘、工业用膜、包装装装饰、屏幕保护、光学级镜面表面保护等领域，所述耐高温膜100为现有技术，在此不一一赘述。
43.本实施例化提供一种电芯模组，包括：
44.多个电芯；
45.多个上述中任一项所述的隔热垫，所述隔热垫夹设于相邻的两个所述电芯之间，且所述隔热垫的尺寸不大于所述电芯的尺寸。
46.进一步地，所述耐高温膜100的周侧与所述电芯的周侧相平齐。
47.相邻的两个所述电芯之间存在间隙，所述隔热垫插设于两相邻的所述电芯之间，优选的，所述隔热垫的隔热垫本体200的面积为所述电芯的相邻面面积的40％
‑
80％，且所述隔热垫本体200的长宽比例与所述电芯的相邻面的长宽比例一致。
48.为保证在电池模组寿命周期内，所述隔热垫的位置一直保持不变，将所述隔热垫本体200与所述耐高温膜100通过热覆的方式固定连接，所述耐高温膜100质轻有韧度，对所述隔热垫本体200起到支撑作用，且固定所述隔热垫本体200的位置。
49.本实施例化提供一种电池，包括：
50.壳体；
51.多个上述中任一项所述的电芯模组，所述电芯模组设于所述壳体内；所述电芯模组与所述壳体的侧壁之间设置有所述隔热垫，所述隔热垫的中心水平线与所述壳体的中心水平线重合。
52.可以理解的是，为避免位于所述电芯模组最外侧的电芯出现热失控的问题，所述隔热垫设于所述电芯的外侧面的中心位置，且所述隔热垫的尺寸等于所述电芯的尺寸，即所述隔热垫的周侧与所述电芯的周侧平齐，所述隔热垫本体200的尺寸小于所述电芯的尺寸，节约成本的同时改善了所述电芯的热传递性能。
53.实施例1
54.如图3所示，提供模组热蔓延实验，ⅰ曲线为实施例1触发热失控电芯温度曲线示意图；ⅱ曲线为实施例1蔓延热失控电芯温度曲线示意图；ⅲ曲线为对比实例1触发热失控电芯温度曲线示意图；ⅳ曲线为对比实例1蔓延热失控电芯温度曲线示意图。
55.模组内两所述电芯的相邻面是所述电芯的大面，在两个所述电芯的大面间加入所述隔热垫，所述隔热垫的面积是所述电芯大面的面积一半，所述隔热垫的长宽比例与所述电芯大面的长宽比例一样，所述隔热垫放置的位置是两电芯大面的中心位置。
56.对比实例1：模组热蔓延实验，模组内两个所述电芯的相邻面是电芯的大面，在两个所述电芯大面间加入所述隔热垫，所述隔热垫的面积与所述电芯大面的面积一样，所述隔热垫的长宽尺寸与电芯大面的长宽尺寸一样。
57.实验结果：实例1的模组热蔓延时间比对比实例1的模组热蔓延时间短了7s。所述隔热垫的面积是所述电芯大面的50％，能保证模组优良的阻止热蔓延性能，也减少所述隔热垫本体100的用料，降低了模组的成本。
58.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
60.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
61.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，
这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。