具有聚有机硅氧烷泡沫屏障的电池模块的制作方法

背景技术：

1、本发明涉及用经处理的聚有机硅氧烷泡沫屏障绝缘的电池模块。

2、可再充电电池诸如锂离子电池(lib)通常用于多种应用(包括电动车辆(ev)和电网储能系统)中。尽管lib具有高能量密度和稳定性的理想特性，但安全问题目前限制了它们的有用性。首先，由于制造缺陷、内部短路、过热、过充电或机械冲击，可触发lib电池的故障；第二，从失效电池产生的热量可能传播，从而导致相邻电池中的热失控。由这些热事件引起的快速压力积累增加了着火和爆炸的风险。

3、热失控可通过在lib模块中的电池之间放置热障来减轻，这提供热绝缘和阻燃性。通常使用的热障诸如气凝胶、陶瓷纤维和云母板提供此类特性；然而，气凝胶和陶瓷纤维的机械弹性差，而云母板的可压缩性差。另一方面，尽管有机硅发泡泡沫提供了足够的可压缩性，因此适用于低能量密度和中等能量密度的电池，但是对于非常高能量密度的电池组来说，其热绝缘不足以防止热失控。因此，在用于可再充电电池的热障领域中，期望产生提供热绝缘、阻燃性和令人满意的可压缩性的屏障。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种电池模块解决了本领域中的需求，该电池模块包括含有空间上分离的电池单元的阵列的外壳和接触相邻电池单元的屏障材料，其中该屏障材料包含基于该屏障材料的重量计35重量％至95重量％的聚有机硅氧烷泡沫；1重量％至30重量％的阻燃剂；以及1重量％至35重量％的中空陶瓷颗粒，该中空陶瓷颗粒具有25μm至300μm范围内的体积平均粒度；其中该屏障材料具有0.10g/cm3至0.90g/cm3范围内的密度。

2、本发明的电池模块为诸如锂离子电池等应用提供了改进的耐热和阻燃特性。

技术特征：

1.一种电池模块，所述电池模块包括含有空间上分离的电池单元的阵列的外壳和接触相邻电池单元的屏障材料，其中所述屏障材料包含基于所述屏障材料的重量计35重量％至95重量％的聚有机硅氧烷泡沫；1重量％至30重量％的阻燃剂；以及1重量％至35重量％的中空陶瓷颗粒，所述中空陶瓷颗粒具有25μm至300μm范围内的体积平均粒度；其中所述屏障材料具有0.10g/cm3至0.90g/cm3范围内的密度。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述屏障材料包含50重量％至80重量％的所述聚有机硅氧烷泡沫和2重量％至20重量％的所述阻燃剂。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述阻燃剂是al(oh)3、mg(oh)2、mgco3·3h2o、或mg5(co3)4(oh)2·4h2o、mgca(co3)2、alo(oh)、nahco3或水合mgso4或它们的组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池模块，其中所述屏障材料具有0.15g/cm3至0.50g/cm3范围内的密度。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述中空陶瓷颗粒具有通过动态光散射测得的25μm至200μm范围内的体积平均粒度。

6.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述中空陶瓷颗粒具有通过动态光散射测得的50μm至150μm范围内的体积平均粒度。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的电池模块，其中所述中空陶瓷颗粒是结晶或半结晶al2o3颗粒、结晶或半结晶sio2颗粒、或者结晶或半结晶cao颗粒、或者结晶或半结晶al/mg/ca硅酸盐。

8.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块包括袋状或棱柱形电池单元和定位在相邻电池单元之间的所述屏障材料的片材。

9.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块包括圆柱形电池单元，其中所述屏障材料包围所述圆柱形电池单元。

技术总结
提供了一种电池模块，该电池模块包括空间上分离的电池单元的阵列和接触相邻电池单元的屏障材料。包含聚有机硅氧烷泡沫、阻燃剂和中空陶瓷颗粒的该屏障材料提供阻燃性、可压缩性和热绝缘。

技术研发人员：张继豪,C·F·戈兰,朱弼忠,M·惠特布罗特,邰向阳,胡敏标,姚学思
受保护的技术使用者：美国陶氏有机硅公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17