一种受压定向破口的相变隔热材料包的制作方法

本技术涉及电池安全，特别是涉及一种受压定向破口的相变隔热材料包。

背景技术：

1、随着电动汽车的快速发展，电动汽车动力电池系统的安全问题受到越来越多的重视。在整个电动汽车安全事故中，一般最初是由单一电芯热失控引起。电芯热失控后短时间内释放出大量热量，传递到相邻电芯上引起温度上升而发生热失控，最终热蔓延到整个模组内电芯甚至于整个电池包，从而造成灾难性事故。因此，在任一电芯发生热失控时，抑制或者延缓其产生的热量蔓延到相邻电芯上对保证乘客生命财产安全具有重要意义。

2、相变材料具有潜热大、体积变化小、无毒、无腐蚀和价格低廉等优点，目前已经被运用于电芯间用于抑制和阻止热蔓延。为了在热防护过程中，现在电芯中使用的相变材料主要为相变焓值高的溶液型或凝胶类。在有效解决相变焓值问题的同时，也给整体材料的封装带来风险，尤其是在整体复合材料受压后，由于溶液和凝胶的难压缩性，封装材料边缘口很容易出现破口而导致溶液流入电芯间导致电芯短路，带来不可逆的灾难性事故。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决上述问题，提供了一种受压定向破口的相变隔热材料包，具体方案如下：

2、一种受压定向破口的相变隔热材料包，包括相变材料，所述相变材料四周设有封边结合处，且其中一个封边结合处的厚度小于其他三个封边结合处的厚度。

3、所述封边结合处包括封边件，其中一个所述封边件不对折，其余三个所述封边件对折。

4、所述封边结合处包括封边件，其中一个所述封边件不设置加固材料板，其余三个所述封边件设置加固材料板。

5、所述加固材料板为无机陶瓷条、云母纸或有机硅条中的一种或几种组合。

6、所述加固材料板的厚度为0.05-0.5mm。

7、所述封边结合处包括封边件，所述封边件均附着有胶，其中一个所述封边件上胶的厚度小于其他三个封边件上胶的厚度。

8、其中胶的厚度较小的封边件胶厚比其余三个封边件胶厚小10-15 μm，其余三个封边件胶厚为30-50 μm。

9、所述胶为聚乙烯醇、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅胶、亚克力压敏胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃酸酯中的一种。

10、所述相变材料依次包括封装层，胶层，骨架支撑层，红外遮蔽层（可采用二氧化钛，碳化硅或六钛酸钾晶须），导热层（可采用碳粉、碳纤维或铜粉），相变材料层，胶层和封装层。

11、如上所述的骨架支撑层，可为有机纤维材料、无机纤维材料或有机-无机纤维复合材料。纤维的孔隙率在80%~90%之间，纤维的直径为20-100 μm。

12、所述的相变材料层可为有机相变材料、无机相变材料和两者的复合，优选为有机水凝胶，如聚丙烯酸钠水凝胶、天然蛋白质水凝胶和合成水凝胶等；或者优选为无机相变材料，如氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶以及其两者及以上的复合；或者优选为无机相变材料，如硫酸钠、氯化钙、磷酸氢钠、氯化镁的水溶液或几种无机相变材料复合水溶液。相变材料层质量分数为60-80%。

13、所述封装层可为铝塑膜、铝箔、尼龙膜、聚酰亚胺膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜中的一种或多种。封装材料的厚度为0.05-0.25mm。优选的封装材料为铝塑膜或铝箔，有益效果是在电芯热失控时，具有较好的抗热冲击性。

14、方案中所述的相变材料层可以固定于骨架支撑层中，复合方式可为喷淋法、抽滤法和真空浸渍法的一种。优选复合方法为真空浸渍法，有益效果是在真空条件下，骨架支撑材料中的空气被排出，有利于相变材料层进入骨架支撑层中。

15、所述方案中，为了使得相变材料在受压过程中达到定向破口的效果，将任意三条封边结合处进行加固处理，加固方式可以为将三条封边件加固边分别进行180°对折加固，另一边不进行对折，不进行对折加固的边相比较其他三个加固边，即为弱结合边，当相变材料受压时，优先从该边破口。加固方式也可以为采用其他材料进行压合加固，采用加固材料条对相变材料的任意三条封边件进行压合加固，另一边不进行加固，所述的加固材料可为无机陶瓷条、云母纸、有机硅条等中的一种或几种组合；通过在加固材料表面覆上压敏胶，加固在相变材料封装边上，加固材料的厚度，优选于小于样品芯材的厚度，目的是便于安装。

16、所述方案中，为了使得相变材料在受压过程中达到定向破口的效果，也可以将相变材料的一条封边结合处进行弱化处理，通过减少该封边件上胶的厚度，在相变材料受压时，优先从该边进行破口；所述膜上的胶可以为聚乙烯醇、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅胶、亚克力压敏胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃酸酯等中的一种，三条非弱化封边件胶厚为30-50 μm，弱化边的胶厚比非弱化边胶厚小10-15 μm。采用上述方案的有益效果是，相变材料在受压时，优先从弱结合边破口，溢出的液体可以通过定向的方式收集或吸收处理，防止溢出的液体流淌在电芯间导致电芯短路。

17、本实用新型通过加强四边中的三边或定向弱化一边处理，使得相变材料在受压时，液态相变材料或半固态相变材料中液体从定向边（薄的封边结合处）处破口流出，通过对定向口液体的处理及防范，可有效解决液态相变材料和半固态相变材料受压破损时液体流向电芯间导致短路问题。

技术特征：

1.一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：包括相变材料，所述相变材料四周设有封边结合处，且其中一个封边结合处的厚度小于其他三个封边结合处的厚度；

2.如权利要求1所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：所述加固材料板为无机陶瓷条、云母纸或有机硅条中的一种或几种组合。

3.如权利要求1所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：所述加固材料板的厚度为0.05-0.5mm。

4.如权利要求1所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：所述封边结合处包括封边件，所述封边件均附着有胶，其中一个所述封边件上胶的厚度小于其他三个封边件上胶的厚度。

5.如权利要求4所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：其中胶的厚度较小的封边件胶厚比其余三个封边件胶厚小10-15μm，其余三个封边件胶厚为30-50μm。

6.如权利要求4或5任意一项所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：所述胶为聚乙烯醇、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅胶、亚克力压敏胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃酸酯中的一种。

7.如权利要求1所述的一种受压定向破口的相变隔热材料包，其特征在于：所述相变材料依次包括封装层，胶层，骨架支撑层，红外遮蔽层，导热层，相变材料层，胶层和封装层。

技术总结
本技术涉及电池安全技术领域，特别是涉及一种受压定向破口的相变隔热材料包。本技术一种受压定向破口的相变隔热材料包，包括相变材料，所述相变材料四周设有封边结合处，且其中一个封边结合处的厚度小于其他三个封边结合处的厚度。本技术通过加强四边中的三边或定向弱化一边处理，使得相变材料在受压时，液态相变材料或半固态相变材料中液体从定向边处破口流出，可有效解决液态相变材料和半固态相变材料受压破损时液体流向电芯间导致短路问题。

技术研发人员：何健,赵科仁,胡晓曼,鲍承锴,徐君
受保护的技术使用者：浙江岩谷科技有限公司
技术研发日：20230511
技术公布日：2024/1/15