一种散热防爆的大容量锂离子电池组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种散热防爆的大容量锂离子电池组。
【背景技术】
[0002]现有的大容量锂离子电池组中单个电池模块组的六个面通常用外壳封装为一体，使电池模块组的电芯与外部隔热绝缘，此外壳起到绝缘和固定多个电池模块的作用，外壳所用材质通常为塑料，电池正常工作时的热量很难散开，需另外增加风冷或水冷等方式的散热装置，增加这些装置将增加电池的重量，增加电池的故障率。电池正常使用时因电池封装在塑料中，散热不良直接导致电池温度升高，大大影响电池使用寿命，增加设备维护成本和使用成本。电池异常时因无排气孔，电池散热不良，电池温度升高将直接导致电池使用寿命减短，电池也很可能因高温而爆炸起火，损坏设备引起火灾。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于设计一种大容量锂离子电池组的孔式绝缘板，以解决上述散热不良、电池异常时不能泄压而发生爆炸起火的问题。
[0004]为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0005]一种散热防爆的大容量锂离子电池组，包括电池模块组和设置在电池模块组电芯正负极两侧的绝缘板，其特征在于所述的绝缘板为开有复数个圆孔的电木板，每个圆孔中心线与相对电芯的中心线重合，圆孔大小与电芯泄压阀门直径相适配，圆孔的数量与电池模块组电芯的数量相同，绝缘板朝向电芯正、负极的一面设置有导热防爆绝缘片，导热防爆绝缘片上开有微形透气体孔。
[0006]在上述方案的基础上，其特征在于所述的导热防爆缘片为PP-PE-PP制成的三层一体绝缘片，其表面涂覆导热硅脂和凝胶，所述的微形透气体孔尺寸为0.03?0.2um，开孔面积占总面积的40%，导热防爆缘片的熔点为130?150摄氏度。所述的PP为聚丙烯，PE为聚乙烯。
[0007]在上述方案的基础上，其特征在于所述的导热防爆绝缘片与绝缘板压合成为一体。
[0008]本实用新型的有益效果是同时解决了电池的绝缘、散热和泄压问题，当电池组正常工作时绝缘导热板起到绝缘和导热作用，当电池出现异常高温时绝缘导热片会发生热熔，露出泄压圆孔，对电池进行泄压以防止电池爆炸发生，有效减小电池出现起火爆炸的概率。本实用新型解决了现有技术中动力锂离子电池组的散热不良问题，电池工作异常时可以泄压从而避免电池爆炸起火，且结构简单，成本低，容易实施。
【附图说明】
[0009]本实用新型有如下附图:
[0010]图1为绝缘板、绝缘片与电池模块的分解示意图。[0011 ] 图2为绝缘板示意图。
[0012]图3为导热防爆绝缘片示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0014]图1为绝缘板1、绝缘片2与电池模块的分解示意图。本实用新型给出的大容量锂离子电池组12可以采用现有技术200810026332.1中的结构，由圆柱形或立方形的二次锂离子电芯组成电池模块，再由多个电池模块排列在一起组合成一个电池模块组。每一组电池模块组的六个面用外壳封装为一体，绝缘板整体为方形，安装于电池模块组的两头(绝缘板并非单个电池模块的外壳)，与电池模块内所装置的电芯长轴方向垂直，电池模块组的另四个面为模块组的外壁。一个散热防爆的大容量锂离子电池组可由I?N个模块组和2?2N个孔式防爆绝缘板组成，现有应用中N最大通常可以取150。
[0015]图2为绝缘板示意图。绝缘板整体为方形，设置在电池模块组电芯正负极两端。本实用新型绝缘板的材质选用电木板，因其防火等级达UL94V-0以上，绝缘性能好，硬度强，是塑料板和目前已知其它材料无法比拟的。绝缘板厚度与单体二次锂离子电池容量呈对应关系，容量越大厚度越大，可以根据实验数据确定，例如，本实例中厚度为5.5mm，对应的单体二次锂离子电池容量容量是2.6Ah。在绝缘板与电芯正、负极对应的位置开有圆孔11，圆孔的数量与电芯的数量相同，圆孔的大小与电芯泄压阀门直径对应，直径可略大于电芯泄压阀门直径，本实例中的电芯泄压孔径为11mm，圆孔的孔径可以选为11-11.5mm ;圆孔中心线与电芯中心线重合。
[0016]绝缘板在接触电池模块组的一面设有导热防爆绝缘片，图3为导热防爆绝缘片示意图。导热防爆绝缘片材质可以选用PP-PE-PP制成的三层一体导热防爆绝缘片2，为了加强导热性能，表面可涂覆导热硅脂和凝胶等导热材料；所述的导热硅脂和凝胶可以采用市售的产品。导热硅脂由导热性和绝缘性良好的金属氧化物与有机硅氧烷复合而成，具有极佳的导热性、良好的电绝缘性、较宽的使用温度(工作温度_60°C?300°C )和很好的使用稳定性。导热凝胶是一种新型高效导热材料，热阻低，绝缘性能好，稳定性好，附着力强，界面几何条件要求低。
[0017]为了有利于散热，导热防爆绝缘片2上可开微形透气体孔，例如，开孔尺寸可以为0.03-0.2um，开孔面积可以占总面积的40%。导热防爆绝缘片的厚度可经机械冲击多次实验得出，太厚防爆能力差，太薄外部冲击易损伤。作为一种实施例，导热防爆绝缘片厚度可选为55-65um，其熔点设计为130?150摄氏度。
[0018]导热防爆绝缘片与绝缘板可以经压合成为一体，组成孔式防爆绝缘板，可以先将绝缘板除圆孔外的地方涂上一层胶，只要能贴牢，不溢胶，厚度保证即可，然后将导热防爆绝缘片平拉贴到绝缘板上，再用两平面加压加温压合，最后经冷却而合为一体，即为本实用新型的孔式防爆绝缘板。
[0019]一个电池模块组组装好后才将本实用新型的两片孔式防爆绝缘板分别安装到电池模块组的两侧，安装可以采用现有技术的安装方式，例如，先将电池两头贴上孔式防爆绝缘板，再将电池模块组和孔式防爆绝缘板同时卡入固定支架中。一个电池模块组两侧各有一个孔式防爆绝缘板。导热防爆绝缘片2在电池正常时能够很好的对外导热，同时将电芯与外部隔离，起到绝缘导热的作用；当电池温度高于一定值时(例如130?150度，此温度可由实验得出)，电芯在温度高于100度时已受到损坏，若电池发生起火爆炸，瞬间温度会高达400度以上，导热防爆绝缘片2只有越早热熔才能更好的起到防爆作用。当电池内部温度超过设计的熔点时，导热绝导热防爆缘片2将受热熔缩，露出绝缘电木板的圆型孔，电池若万一发生异常时，内部压力可通过绝缘电木板上的圆形孔顺利释放，从而防止爆炸事故的发生。
[0020]本实用新型中的孔式防爆绝缘板长宽尺寸根据电池模块组尺寸大大小需求作设计上的调整。圆形孔尺寸大小也根据电芯实际泄压阀门大小选定。
【主权项】
1.一种散热防爆的大容量锂离子电池组，包括电池模块组(12)和设置在电池模块组电芯正负极两侧的绝缘板(I)，其特征在于所述的绝缘板为开有复数个圆孔(11)的电木板，每个圆孔中心线与相对电芯的中心线重合，圆孔大小与电芯泄压阀门直径相适配，圆孔的数量与电池模块组电芯的数量相同，绝缘板朝向电芯正、负极的一面设置有导热防爆绝缘片(2)，导热防爆绝缘片上开有微形透气体孔。2.如权利要求1所述的大容量锂离子电池组，其特征在于所述的导热防爆缘片为PP-PE-PP制成的三层一体绝缘片，其表面涂覆导热硅脂和凝胶，所述的微形透气体孔尺寸为0.03?0.2um，开孔面积占总面积的40%，导热防爆缘片的熔点为130?150摄氏度。3.如权利要求1或2所述的大容量锂离子电池组，其特征在于所述的导热防爆绝缘片与绝缘板压合成为一体。
【专利摘要】一种散热防爆的大容量锂离子电池组，包括电池模块组和设置在电池模块组电芯正负极两头的绝缘板，所说的绝缘板为开有复数个圆孔的电木板，圆孔中心线与电芯中心线重合，圆孔大小与电芯泄压阀门直径相适配，绝缘板朝向电芯正负极的一面设置有导热防爆绝缘片，绝缘片为PP-PE-PP制成的三层一体绝缘片，绝缘片2上开有微形透气体孔，孔径为0.03～0.2um，开孔面积占总面积的40％，绝缘片的熔点为130～150摄氏度，绝缘片可与绝缘板压合成为一体。本实用新型解决了现有技术中动力锂离子电池组的散热不良问题，电池工作异常时可以泄压从而避免电池爆炸起火，且结构简单，成本低，容易实施。
【IPC分类】H01M2/12, H01M10/655, H01M10/0525
【公开号】CN204651414
【申请号】CN201520054930
【发明人】李永洪, 曾锦辉, 李纪洲
【申请人】珠海市嘉德电能科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年1月23日