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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池模组热蔓延抑制领域,尤其涉及一种电池模组用热蔓延抑制装置、电池模组和电池包。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。
2、锂离子电池是一种高效而且轻量化的能量存储设备,因其具有高能量密度、长循环寿命和高可靠性等优点而被广泛应用于各种电子设备、电动汽车和可再生能源系统等领域。但是,随着动力电池能量密度不断提高,电池的稳定性也逐渐下降。锂离子电池在某些极端条件下,例如过充、过放、高温、物理损伤等情况,在电池内部会发生许多剧烈化学反应,产生大量热量,引发一系列严重的危害。因此,提高锂离子电池安全性成为当前亟待解决的问题。通过引入新的材料、设计更安全的电池结构、制定更为严格的管理规范等手段,虽然可以有效降低锂离子电池的潜在危险,但难以从根源上完全杜绝热失控问题。因此,有效的热管理和热蔓延抑制技术是保障电池系统安全的最后屏障,将电池热失控传播行为扼杀在“萌芽”阶段。
3、锂离子电池模组热蔓延是指在一个电池组中,当其中一个电池单体发生热失控时,该热失控的过程可能迅速蔓延到相邻的电池单体,形成所谓的“热蔓延”效应。这种情况可能导致严重的危害,诸如电池之间的连锁反应导致更大范围的火灾和爆炸,大量有毒气体泄漏为救援带来困难,整个安全系统崩溃引发安全隐患扩散。为了减少锂离子电池模组热蔓延的危害,相关领域一直在努力研发和采用先进的电池管理系统(bms)和安全措施,以及改进电池设计和材料,以提高整体的热稳定性和安全性。此外,建立完善的防范、监测和应急处理体系也
4、专利技术人发现,现阶段的热蔓延防控多采用相变材料与热管参与的主动防控,如公开号为cn114707184a,专利技术名称为基于集总模型的动力电池热管理及热蔓延抑制方法的方案,其虽然散热效果良好,但是整个系统设计复杂,成本较高,且整体占用空间较大;
5、一般的被动散热由于相变材料的导热性差,难以将单点的热量均匀扩散,失控电池的高温依然会波及相邻电池,如公开号cn111082185b的方案。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题,本专利技术的第一个方面提供一种电池模组用热蔓延抑制装置,其通过石墨烯薄膜将复合相变材料吸收的热能传递至其他电池单体附近的相变材料中以抑制单节电池热失控导致的热蔓延行为。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
3、一种电池模组用热蔓延抑制装置,包括多个电池单体、电池连接器、相变材料,石墨烯薄膜和外包装;
4、所述外包装空腔内嵌入按行列均匀分布排列的多个电池单体;
5、多个电池单体采用电池连接器连接形成电池模组,电池模组整体包裹外包装,电池模组表面涂覆绝缘涂料,包装内部充斥复合相变材料;
6、多个电池单体间隙布设石墨烯薄膜,所述石墨烯薄膜的边缘嵌入复合相变材料;
7、通过石墨烯薄膜将复合相变材料吸收的热能传递至其他电池单体附近的相变材料中以抑制单节电池热失控导致的热蔓延行为。
8、作为一种实施方式,所述石墨烯薄膜中,石墨烯使用还原石墨烯。
9、作为一种实施方式,还原石墨烯薄膜导热系数为5300w/(m*k),密度为2.259kg/m3,恒压热容约为710j/(kg*k),厚度为1μm-50μm。
10、作为一种实施方式,所述复合相变材料采用复合定型相变材料和无机复合相变材料采用熔融法制备得到;所述复合相变材料中复合定型相变材料与无机复合相变材料比在1/20~1/3之间。
11、作为一种实施方式,所述无机复合相变材料为无机盐相变材料、氧化物相变材料或硝酸盐相变材料中的一种或复合种类。
12、作为一种实施方式,所述相变材料为硫酸钠十水合物或者以其为基准的复合相变材料;硫酸钠十水合物相变温度为32℃,相变潜热为256kj/kg。
13、作为一种实施方式,所述绝缘涂料采用硅橡胶涂料,聚醯亚胺涂料或阻燃涂料中的一种。
14、作为一种实施方式,电池单体间隙设置为0.01mm-2mm。
15、为了解决上述问题,本专利技术的第二个方面提供一种电池模组,其通过石墨烯薄膜将复合相变材料吸收的热能传递至其他电池单体附近的相变材料中以抑制单节电池热失控导致的热蔓延行为。
16、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
17、一种电池模组,包括第一方面所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置。
18、为了解决上述问题,本专利技术的第三个方面提供一种电池包,其通过石墨烯薄膜将复合相变材料吸收的热能传递至其他电池单体附近的相变材料中以抑制单节电池热失控导致的热蔓延行为。
19、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
20、一种电池包,其特征在于,包括如第二方面所述的电池模组。
21、本专利技术的有益效果是:
22、本专利技术结合石墨烯与复合相变材料,相变材料有较高的潜热,当一节或几节电池发生热失控时,可以吸收大量热量。石墨烯具有极强的导热性能与良好的韧性,可以快速将热失控电池周围相变材料吸收的热量传递至电池模组全部的相变材料中,维持整个电池模组的稳定性。通过石墨烯薄膜将复合相变材料吸收的热能传递至其他电池单体附近的相变材料中以抑制单节电池热失控导致的热蔓延行为。
23、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,包括多个电池单体、电池连接器、相变材料,石墨烯薄膜和外包装;
2.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述石墨烯薄膜中,石墨烯使用还原石墨烯。
3.如权利要求2所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,还原石墨烯薄膜导热系数为5300W/(m*K),密度为2.259Kg/m3,恒压热容约为710J/(kg*K),厚度为1μm-50μm。
4.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述复合相变材料采用复合定型相变材料和无机复合相变材料采用熔融法制备得到;所述复合相变材料中复合定型相变材料与无机复合相变材料比在1/20~1/3之间。
5.如权利要求4所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述无机复合相变材料为无机盐相变材料、氧化物相变材料或硝酸盐相变材料中的一种或复合种类。
6.如权利要求4所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述相变材料为硫酸钠十水合物或者以其为基准的复合相变材料;硫酸钠十水合物相变温度为
7.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述绝缘涂料采用硅橡胶涂料,聚醯亚胺涂料或阻燃涂料中的一种。
8.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,电池单体间隙设置为0.01mm-2mm。
9.一种电池模组,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置。
10.一种电池包,其特征在于,包括如权利要求8所述的电池模组。
...【技术特征摘要】
1.一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,包括多个电池单体、电池连接器、相变材料,石墨烯薄膜和外包装;
2.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述石墨烯薄膜中,石墨烯使用还原石墨烯。
3.如权利要求2所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,还原石墨烯薄膜导热系数为5300w/(m*k),密度为2.259kg/m3,恒压热容约为710j/(kg*k),厚度为1μm-50μm。
4.如权利要求1所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,其特征在于,所述复合相变材料采用复合定型相变材料和无机复合相变材料采用熔融法制备得到;所述复合相变材料中复合定型相变材料与无机复合相变材料比在1/20~1/3之间。
5.如权利要求4所述的一种电池模组用热蔓延抑制装置,...
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