一种新能源汽车动力电池阻燃技术的制作方法

本发明属于电池阻燃，具体涉及新能源汽车动力电池电芯发生故障着火时，主动阻燃绝热和灭火的技术方案。

背景技术：

1、近年来，新能源汽车普及率不断提升。夏季到来，气温升高，新能源汽车电池自燃现象也日益增加，严重威胁了驾乘人员的生命财产安全。所以解决这一问题的需求迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的主要内容是：一种新能源汽车动力电池的阻燃技术，提供一种新的电池结构方案，解决现有新能源汽车动力电池自燃的问题。

2、本技术的优点是：其具有强度高，阻燃、隔热性能好并具有主动灭火等优点。在电池内部发生异常发热至燃点温度且产生电火花、火焰时，能够主动灭火阻止燃烧；阻止高温、火焰扩散至电池以外的其他车身零部件或减缓高温、火焰向电池以外的其他车身零部件扩散的速度。为驾乘人员逃生争取宝贵的时间。

技术特征：

1.一种新能源汽车动力电池阻燃技术，提供一种新的电池结构方案，解决现有新能源汽车动力电池自燃的问题。其特征如下：

2.根据权利要求项1所述，第三层的隔热层：材料为具有耐高温1700℃以上的材料，包括但不限于氧化铝陶瓷材料。隔热层形状是一个腔体，腔体内侧具有数条长方形沟槽（用于填充灭火剂）；长方形沟槽壁的形状为t字型（用于支承电芯）；长方形沟槽壁上围绕电芯一圈，均开有直径为21mm的孔（用于安装和支承灭火剂加注通道）；其性能特点为：耐高温，高硬度，高抗压强度，导热系数低，热膨胀系数低等。作用：抗冲击，承受高温高压、防爆炸，隔热，安装并支承灭火剂加注通道，安装并支承电芯、容纳灭火剂。

3.根据权利要求项1所述，第二层的灭火剂：灭火剂位于隔热层的长方形沟槽内，充满长方形沟槽且与最中心的电芯紧密接触，其材料包括但不限于干粉灭火器所用的干粉灭火剂或超细干粉灭火剂等，性能为：流动性好，灭火效果良好，保质期限为10年以上且可保养更换。作用：隔绝空气、防止明火、阻断燃烧。

4.根据权利要求项1所述，最中心的电芯：电芯为常用的新能源汽车的动力电池电芯，其安装于隔热层腔体之内，与灭火剂和隔热层的长方形沟槽壁紧密接触。

5.根据权利要求项1所述，第四层和外壳上方的防火墙：第四层的防火墙紧密包裹在隔热层上的除电池底部以外的所有地方。外壳上方的防火墙覆盖在电池外壳的上方，电池安装在车身上后，直接与车身接触。材料包括但不限于玻璃纤维材料，其性能为：耐高温2000℃左右，导热系数低，隔热效果好。作用：阻断燃烧、隔热，防止火焰扩散，防止电池内部燃烧后高温传导至车身及电池周边的零部件引起车身着火燃烧。

6.根据权利要求项1所述，灭火剂加注通道：是一根软管，管外径20mm，材料是耐高温500℃左右的软性材料，管身布满蜂窝状密集小孔，柔软可弯曲。管身穿过并安装在隔热层的长方形沟槽壁上所开的直径为21mm的孔中，围绕电芯一圈，管端安装在灭火剂灌装阀内端处。作用，加注灭火剂的通道。

7.根据权利要求项1所述，真空阀：性能要求：单向导通，密封性好，寿命长，防锈且稳定性好，耐高温材料制作。安装在电池底部所开的真空阀孔上。作用：抽真空，使电池内部保持真空状态、无氧气这状态。

8.根据权利要求项1所述，泄压阀：性能要求：单向导通，密封性好，寿命长，防锈且稳定性好，耐高温材料制作。安装在电池底部所开的泄压阀孔上。作用：当电池内部压力达到一定标准时，将电池内的压力释放方向向地面引导并及时泄压，降低压力，防止爆炸。其单向导通的性能还能隔绝氧气，使电池内部保持无氧气状态。

9.根据权利要求项1所述，灭火剂灌装阀：性能要求：密封性好，寿命长，防锈且稳定性好，耐高温材料制作。安装在电池底部所开的灭火剂加注阀孔上。作用：加注灭火剂。

10.根据权利要求项1-9所述的结构特征，本发明阻燃原理如下：（1）由于电池内部是真空状态，没有氧气，加上配套的水循环电池冷却系统，可降低电芯温度，所以不容易产生明火燃烧的现象。（2）若电芯异常发热至燃点温度且产生电火花、火焰时，电火花、火焰时最先接触的是灭火剂，此时灭火剂覆盖火焰，可以达到隔绝空气、防止明火、阻断燃烧等灭火的目的。（3）如果持续产生电火花、火焰，火势较大灭火剂难以覆盖火焰时，隔热层能够发挥其能够抗冲击，承受高温高压、防爆炸，隔热的性能，最终阻止火焰烧穿电池外壳而向电池外延伸。（4）如果电池继续产生电火花、火焰，温度和压力会继续升高，当电池内压力上升到一定压力值（暂定：0.2mpa-0.4mpa，具体压力值根据各生产厂商生产工艺及实验结果而定）时，泄压阀在压力的作用下打开并释放电池内部的温度和压力，从而减少爆炸的危险。（5）电池内部的防火墙和电池外壳上方的防火墙可以阻止电池内部燃烧后高温传导至车身及电池周边的零部件引起车身着火燃烧。

技术总结
本技术提供一种电池结构方案，解决现有新能源汽车动力电池自燃的问题。1、结构特征：（1）如图1所示，其结构由内向外分别是：电芯、灭火剂、隔热层、防火墙、外壳；外壳上方再增加一层防火墙。（2）电池底部分别安装有一个真空阀，一个灭火剂灌装阀，一个泄压阀。（3）密封电池，并给电池内部抽真空。2、阻燃原理：若电芯异常产生电火花、火焰时，电火花、火焰最先接触的是灭火剂，此时灭火剂覆盖火焰，从而达到阻断燃烧的目的。隔热层能够承受高温高压，可以防止火焰烧穿电池外壳、防止爆炸。泄压阀能够迅速释放电池内部过高的温度和压力并隔绝氧气，从而防止爆炸。防火墙可以阻止电池燃烧后高温传导至车身引起电池周边零部件着火。

技术研发人员：张金山,王涛,杨秀雄
受保护的技术使用者：张金山
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15