隔热片、电池模组及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池领域，具体地涉及一种隔热片、电池模组及电池包。


背景技术：

2.随着动力电池技术的不断发展和突破，续航里程逐步提升、充电时间也大幅缩短，解决了续航焦虑和充电时间长的问题，使得新能源汽车越来越受到消费者欢迎。
3.目前在动力电池模组或电池包内经常使用泡棉类材料隔开每串电芯，由于泡棉有很好的压缩性和回弹力，可以给电芯充放电过程中提供呼吸的空间，吸收电芯的膨胀，然而泡棉并不能隔热，当电芯发生热失控后，很难起到热阻隔作用。
4.为了提高动力电池包的安全性，模组或电池包内会在电芯间间隔的使用泡棉和气凝胶或云母类的隔热材料，由于隔热材料导热系数低，这样的组合增加了电芯工作过程中的散热问题。
5.当快速充放电时电池单元温度也就快速上升，而温度对电池有着双重影响：温度越高电池内阻越小，相应的电池效率也就越高，因密集排布的散热差异因素，在电池包中间位置的电池单元排热困难、温度较高，造成中间区域的电池单元与边缘电池单元有大的温度差异，放电电流越大温度越高升温越快，相对温差也越大的不良循环，该状况将促使电池包内不同位置的电池单元工作状况不同，造成局部劣化及损坏的状态，严重时还会引起该电池起火、爆炸等安全事故。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供了一种隔热片、电池模组及电池包。
7.本实用新型提供了一种隔热片，隔热片包括隔热层，隔热层的两侧分别设有散热层，散热层的远离隔热层的一侧设有绝缘层，隔热层、散热层和绝缘层中的至少一个为弹性件。
8.优选地，隔热层为硅酸铝纤维板、玻璃纤维板、云母板或者微孔硅酸钙板。
9.优选地，隔热层的厚度为1-2mm。
10.优选地，绝缘层为聚碳酸酯绝缘层、聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、聚酰胺绝缘层、聚对苯二甲酸乙二醇酯绝缘层、丙烯腈绝缘层、聚氨酯绝缘层或聚氯乙烯绝缘层。
11.优选地，绝缘层的厚度为0.1-0.2mm。
12.优选地，散热层为石墨烯气凝胶散热层。
13.优选地，散热层的厚度为1-2mm。
14.优选地，隔热层与散热层之间通过胶结或热熔连接或卡接连接；绝缘层与散热层之间通过胶结或热熔连接或卡接连接。
15.本实用新型还提供了一种电池模组，包括多个并列设置的电芯模块，每相邻的两个电芯模块之间设有上述隔热片。
16.本实用新型还提供了一种电池包，包括多个并列设置的上述电池模组。
17.本实用新型实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
18.本实用新型的隔热片包括隔热层、散热层和绝缘层，且隔热片可沿其厚度方向收缩，进而能够为电芯模块充放电过程提供足够的呼吸空间，延长电芯模块的使用寿命，通过隔热层起到隔热效果，保证电芯模块热失控后，起到延缓热扩散的作用，提升安全性，通过设置散热层能够实现快速散热，提高电芯模块温度的均一性，避免电芯模块在高温下工作，延长电池包的使用寿命。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施方式，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施方式所述隔热片的分解图；
22.图2为本实用新型实施方式所述隔热片与电芯模块的位置关系的示意图；
23.图3为本实用新型实施方式所述隔热片安装在电池模组内部时的示意图；
24.图4为本实用新型实施方式所述电池模组的分解图。
25.附图标记说明
26.1、u型外壳；2、隔热片；3、电芯模块；4、端板；5、导热结构胶层；6、底板；7、绝缘层；8、散热层；9、隔热层。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
28.下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施方式只是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
29.如图1所示，本实用新型实施方式提供的隔热片包括隔热层9，隔热层9的两侧分别设有散热层8，散热层8的远离隔热层9的一侧设有绝缘层7，即隔热层9设置在中间，散热层8和绝缘层7依次安装。隔热层9、散热层8和绝缘层7中的至少一个为弹性件，优选的，散热层8为弹性件，使得隔热片2能够沿其厚度方向伸缩。隔热层9与散热层8之间通过胶结或热熔连接或卡接连接。绝缘层7与散热层8之间通过胶结或热熔连接或卡接连接。可见，各层体之间的连接方式不受限制，只要能够满足连接强度，同时，不会影响各层的正常使用即可。结合图2、图3和图4所示，隔热片2在使用过程中，安装在相邻两个电芯模块3之间，进而确保每个电芯模块3的散热效果。
30.本实用新型的隔热片2包括隔热层9、散热层8和绝缘层7，且隔热片2可沿其厚度方向收缩，进而能够为电芯模块3充放电过程提供足够的呼吸空间，延长电芯模块3的使用寿
命，通过隔热层9起到隔热效果，保证电芯模块3热失控后，起到延缓热扩散的作用，提升安全性，通过设置散热层8能够实现快速散热，提高电芯模块3温度的均一性，避免电芯模块3在高温下工作，延长电池包的使用寿命。
31.隔热层9为硅酸铝纤维板、玻璃纤维板、云母板或者微孔硅酸钙板中的任意一种或多种，且隔热层9的厚度为1-2mm。该种设计方式可以解决电芯模块3间的隔热问题，当电芯模块3发生热失控后，避免将热量传递给相邻的电芯模块3，延缓热失控，保证足够逃生时间，提高驾乘人员的安全性。
32.绝缘层7为聚碳酸酯绝缘层、聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、聚酰胺绝缘层、聚对苯二甲酸乙二醇酯绝缘层、丙烯腈绝缘层、聚氨酯绝缘层或聚氯乙烯绝缘层，绝缘层7的厚度为0.1-0.2mm。绝缘层7的厚度很薄，满足绝缘需求的同时，具有交底的热阻，使其对于电芯模块3的热量的传递影响很小，甚至可以忽略。
33.散热层8为石墨烯气凝胶散热层，散热层8的厚度为1-2mm。石墨烯气凝胶材质既有优异的散热能力，又具有良好的压缩性，而且质量很轻。石墨烯的导热系数很高，是目前导热系数最高的碳材料，散热性能优异，能解决电芯模块3工作过程中的散热问题。石墨烯气凝胶内部为三维多空结构，有很好的压缩性，可以吸收电芯模块3充放电过程中的膨胀，而且这种高比表面积和三维多孔结构使得石墨烯气凝胶质量很轻，能提高电池包的能量密度。目前制备石墨烯的主要方法有：机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、hummer法和化学气相沉积法。由于石墨烯气凝胶为现有材质，生产石墨烯气凝胶的技术也为现有技术，因此，在此未做过多的描述。
34.结合图2、图3和图4所示，本实用新型还提供了一种电池模组，电池模组包括多个并列设置的电芯模块3，每相邻的两个电芯模块3之间设有上述隔热片2，使得隔热片2与电芯模块3的大面直接接触，其中，该处隔热片2包括上述隔热片2的全部技术特征，因此，在此未做过多的描述。
35.具体地，如图4所示，电池模组包括u型外壳1、电芯模块3、端板4、导热结构胶层5、底板6和上述隔热片2，优选地，电芯模块3内至少还有两个电芯。u型外壳1与底板6之间形成腔体，端板4用于密封腔体的两端。电芯模块3为并列设置的多个，每个电芯模块3之间设有隔热片2，电芯模块3与隔热片2均设置在腔体内。隔热片2与电芯模块3的底部分别与导热结构胶层5连接，导热结构胶层5设置在底板6上，且底板6上带有液冷板，这样能保证电池包液冷系统或模组自带的液冷结构可以将冷量传递给电芯模块3的底部和散热层8，散热层8会将冷量传递给与其相接触的电芯模块3的大面，这样能增加散热面积、提高散热效率，同时解决了电芯模块3的大面没有液冷的问题，进而解决了电芯模块3的内部不同部位温差大的问题。该种设计方式保证了电池模组工作中的均温性，特别是在快充和大倍率放电等极限工况下进行快速的散热。既能满足整车在极限工况下的动力需求，又能保证电芯模块3在合适的温度区间内工作，避免电芯模块3在高温下工作，延长电池包的使用寿命。
36.本实用新型还提供了一种电池包，包括多个并列设置的上述电池模组，该处电池模组包括上述电池模组的全部技术特征，进而包括上述隔热片2的全部技术特征，因此，在此未做过多的描述。
37.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施方式的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施方式中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施方式，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。