[发明专利]膨胀式电池垫

说明书

本发明涉及一种膨胀式电池垫。在一方面，用于锂离子电池的膨胀式电池垫包括：聚氨酯泡沫，其具有5千帕斯卡至1035千帕斯卡的根据ASTM D3574‑17确定的在25％挠度下的压缩力挠度；以及膨胀材料，其包括酸源、碳源和发泡剂；其中，膨胀式电池垫具有1毫米厚度下的UL‑V0等级。在另一方面，电池可以包括：至少两个电池单体；以及位于至少两个电池之间的膨胀式电池垫。

技术领域

本申请涉及一种电池组合件，并且特别地涉及一种可以用于锂离子电池的包括膨胀式电池垫的电池组合件。

背景技术

由于诸如电动交通工具和电网储能系统的应用以及诸如电动自行车、不间断电源电池系统和铅酸替代电池的其他多单元电池应用的增长，对诸如锂离子电池的电化学储能装置的需求正在增长。对于大型应用例如电网存储和电动交通工具，经常使用串并联阵列连接的多个单元。这样的单元可能是大型的(例如，至少有10安培小时(Ah))。大型单元的一个持续存在的问题是安全性，因为进入热失控的单元中释放的能量与留在单元内部并且在热失控期间可使用的电解质和活性物质的量成比例。换言之，因为大型单元包含更大量的电解质和活性物质，所以热失控会导致更严重的火灾。另外，一旦大型单元处于热失控模式，由该单元产生的热会在相邻单元中引发热失控传播反应，从而引起点燃整个组的级联效应，导致对组和周围设备的破坏以及对于用户的潜在不安全条件。

虽然已经考虑了降低这样的电池的易燃性的尝试，但是它们并非没有缺点。例如，已经考虑了通过添加阻燃剂添加剂或通过使用本来就不易燃的电解质来修改电解质，但是这些尝试会负面地影响锂离子电池单体的电化学性能。用于防止级联热失控的其他方法涉及在单元或单元群组之间并入更大程度的绝缘，以便减少在热事件期间的热传递的量。这些方法可以限制可以实现的能量密度的上界。

随着对具有高能量密度的电池的需求的增加，火焰发生和传播的风险增加。因此，在本领域中需要能够满足或超过当前火焰安全标准的电池。如果电池还可以在期望的更高能量下起作用，则将是进一步的优势。

发明内容

本文公开了一种电池组合件，其包括：至少两个电池单体；以及位于所述至少两个电池单体之间的膨胀式电池垫。膨胀式电池垫包括：聚氨酯泡沫，其具有5kPa至1035kPa的根据ASTM D3574-17确定的在25％挠度下的压缩力挠度；以及膨胀材料，其包括酸源、碳源和发泡剂，其中，膨胀式电池垫具有1毫米厚度下的UL-V0等级。

上述特征和其他特征通过以下附图、详细描述和权利要求来例示。

附图说明

以下附图为示例性实施方案，提供这些示例性实施方案以说明本公开内容。说明实施例的附图不旨在将根据本公开内容制造的装置限制于本文中阐述的材料、条件或过程参数。

图1是包括位于两个电池单体之间的膨胀式电池垫的电池组合件的一方面的图示；

图2是包括位于两个电池单体之间的膨胀式电池垫的电池组合件的另一方面的图示；

图3是包括位于电池单体的阵列之间的膨胀式电池垫的电池组合件的一方面的图示；

图4是包括位于电池单体的阵列中的电池单体之间的膨胀式电池垫的电池组合件的一方面的图示；

图5是包括电池单体的阵列的电池的一方面的图示；

图6是形成膨胀材料的一方面的图示；以及

图7是实施例1的膨胀式电池垫的照片。

具体实施方式

包括多个单元的电池中的热失控的问题是一个难题，因为与正经历热失控的单元相邻的单元可以从事件吸收足够的能量，以使它们被触发而也进入热失控。引起热失控事件的这种传播可以导致连锁反应，其中，存储装置随着单元点燃相邻的单元而进入一系列级联的热失控。