一种电池模块用受热膨胀材料及电池模块的制作方法

本发明涉及一种电池模块用受热膨胀材料及电池模块，属于锂电池安全及储能领域。

背景技术：

现有技术中锂电池电池模块主要包括上支架、下支架、电芯和汇流板，各个电芯固定连接于上、下支架之间，上、下支架的外表面覆盖有汇流板，电芯的正负极通过焊接丝与汇流板焊接连接。采用此种结构的电池模块，电池模块中若某个电芯发生异常，造成所输出电流异常时会将焊接丝熔断，使得异常电芯与电路断开，保证电池模块的安全性。然而，电芯本身温度以及所处环境温度也有相应的要求，当电芯自身过热时说明电芯本身处于异常状态，当电池模块整体处于极高的温度下也存在安全隐患，此时也需要电芯断开，然而当电芯过热或者电芯模块整体处于极高温度环境下时，有可能电芯所输出的电流处于正常值，此时，熔断丝并不会熔断，造成电芯仍然处于工作状态，存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，从而提供一种电池模块用受热膨胀材料及电池模块，使得电芯自身温度过高或处于过高温度环境下时可自动断开与电路的连接。

本发明的技术解决方案是：一种电池模块用受热膨胀材料，包括甲基苯基硅树脂（固含量60%）71~76wt%、促进剂二丁基二月桂酸锡16~24wt%、交联剂正硅酸乙脂0.5~1.5wt%、云母粉1~5wt%、白炭黑1~3wt%以及膨胀微球0.2~0.8wt%。

本发明还公开了一种电池模块，包括上支架和下支架、电芯、主汇流片和副汇流片，所述上支架和下支架上均设有电芯固定孔，所述电芯的上、下两端分别固定连接于上支架和下支架的电芯固定孔内，所述下支架的下表面和/或上支架的上表面设有主汇流片，下支架和/或上支架的各个电芯固定孔位于主汇流片的旁侧，所述下支架的下表面和/上支架的上表面设有多个容纳槽，所述各个容纳槽与所在支架的各个电芯固定孔一一对应，且容纳槽位于各个电芯固定孔与主汇流片之间的位置，各个电芯通过副汇流片与主汇流片相连接，且各个副汇流片处于容纳槽的开口处，且容纳槽内填充有上述电池模块用受热膨胀材料。

进一步地，上述电池模块，其中：所述支架上设有主汇流片固定槽，主汇流片固定槽内填有黏胶，使得所述主汇流片粘于主汇流片固定槽内。

更进一步地，上述电池模块，其中：所述上支架和下支架上均设有一条主汇流片，所述电芯固定孔形成有两排，分别位于主汇流片的两侧。

再进一步地，上述电池模块，其中：所述上支架和下支架上均设有两条主汇流片包括第一主汇流片和第二主汇流片，所述电芯固定孔形成有四排，其中两排电芯位于第一主汇流片两侧，其余两排电芯位于第二主汇流片的两侧，所述第一主汇流片和第二主汇流片相连接。

本发明突出的技术效果主要体现在：本发明保证电池模块中的电芯在温度异常时可自动断开，尤其适用于锂电池电池模块，解决了电池模块在高温环境下的安全隐患，提高了产品使用的安全性。

附图说明

图1是本发明上、下支架与电芯连接示意图；

图2是本发明俯视图；

图3本发明另一种实施方式俯视图。

附图中个标记含义为：1-支架，11-电芯固定孔，12-容纳槽，13-主汇流片固定槽，2-电芯，3-主汇流片，4-副汇流片。

具体实施方式

以下通过附图结合具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。

如图1及图2所示，本发明电池模块包括上、下支架1、电芯2、主汇流片3和副汇流片4，上、下支架1上均设有电芯固定孔11，电芯2的上、下两端分别固定连接于上、下支架的电芯固定孔11内，上支架1的上表面以及下支架1的下表面均设有主汇流片3，各个电芯固定孔11形成有多排，且各排电芯固定孔11均位于主汇流片的旁侧，上支架的上表面以及下支架的下表面均设有多个容纳槽12，所述容纳槽12与各个电芯固定孔11一一对应，且容纳槽12位于各个电芯固定孔11与主汇流片3之间的位置，各个电芯2通过副汇流片4与主汇流片3相连接，且各个副汇流片4处于容纳槽12的开口处，容纳槽12内填充有受热膨胀材料。当电芯2过热时，受热膨胀材料会发泡膨胀，从而对上方的副汇流片4形成推力，使得副汇流片4断开。主汇流片优选为铝片。

这里需要说明的是，在上、下支架均设置容纳槽12，并在容纳槽12内填充受热膨胀材料仅为优选方案。仅在下支架1或者上支架1二者择其一设置容纳槽12，并在容纳槽12内填充受热膨胀材料即可，使得在电芯2过热或电池模块整体处于过热环境下时，电芯2负极端一侧的下支架1上的副汇流片4断开或者电芯2正极端一侧的上支架1上的副汇流片4断开，即使得该电芯2停止供电。

为了保证受热膨胀材料具有足够的感应灵敏度，容纳槽12与所对应的电芯2之间间距不可太大，电芯固定孔11与容纳槽12之间间距优选为小于2mm。所述副汇流片4优选为铝片。

一般情况下电芯预设温度为80℃，因此必须限定受热膨胀材料超过预设温度时，其膨胀程度才会使得副汇流片4断开，因此，对于受热膨胀材料的膨胀系数以及对温度变化的灵敏度有着十分严格的要求。基于上述，本发明还公开了一种专用于电池模块的热膨胀材料，其具体配方为甲基苯基硅树脂（固含量60%）71~76wt%、促进剂二丁基二月桂酸锡16~24wt%、交联剂正硅酸乙脂0.5~1.5wt%、云母粉1~5wt%、白炭黑1~3wt%以及膨胀微球0.2~0.8wt%。

具体配方优选为甲基苯基硅树脂（固含量60%）73.5wt%、促进剂二丁基二月桂酸锡20wt%、交联剂正硅酸乙脂1wt%、云母粉3wt%、白炭黑2wt%以及膨胀微球0.5wt%。

实施例1

如图1和图2所示，上、下支架1的中间位置设有一主汇流片固定槽13，主汇流片3固定连接于主汇流片固定槽13内，具体地，可在主汇流片固定槽13内填充黏胶，使得主汇流片3粘于主汇流片固定槽13内。各个电芯固定孔11分为两排，分别位于主汇流片3两侧。主汇流片3与各个电芯固定孔11内的电芯2通过副汇流片4焊接连接，且副汇流片4处于各个容纳槽12的开口处，容纳槽12内填有热膨胀材料。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中上、下支架1上均设有两条主汇流片3，包括第一主汇流片和第二主汇流片，支架1上的电芯固定孔11分为四排，其中两排位于第一主汇流片3两侧，另外两排位于第二主汇流片两侧，且第一主汇流片和第二主汇流片相连接，所连接的部分所用材料与主汇流片3材料相同，优选为铝片。两条主汇流片3与旁侧的各个电芯固定孔11内的电芯2通过副汇流片4焊接连接，且副汇流片4处于各个容纳槽12的开口处，容纳槽12内填有热膨胀材料。这里需要说明的是，采用上述两种实施例仅为优选方案，可根据实际需要设置更多的主汇流片，具体电芯与主汇流片的连接方式可参照上述实施例，这里不再赘述。

通过以上描述可以看出，本发明所述的电池模块中当有某个电芯2异常过热时，其旁侧容纳槽12内的热膨胀材料会膨胀发泡，从而将连接该电芯2与主汇流片3之间的副汇流片4撑断，从而使得该电芯2断开停止供电。当整个电池模块处于过高的温度环境下时，所述有电芯2与主汇流片3之间的副汇流片4都会被热膨胀材料撑断，所有电芯2均停止供电。起到了很好的保护作用。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。