电池模块及其阻燃隔热板的制作方法

本发明涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种阻燃隔热板，应用该阻燃隔热板的电池模块，以及由该电池模块组成的电池包。

背景技术：

锂离子电池作为新能源汽车的“心脏”，是新能源汽车核心动力源之一，且其容量、安全性一直属于公众关注的焦点。因此新能源汽车电池模块、电池包的热失控识别、热扩散预防和异常热源消除方面解决方案成为新能源汽车开发关键技术之一。

catl、lg和sk头部锂离子电池厂家往往采用阻燃聚氨酯泡棉、气凝胶毡、硅酸盐或硅胶等材料构筑“防火墙”，但这种“防火墙”存在火焰下自身燃烧、热收缩大或隔热性差的缺陷，并且无法提供软包锂离子电池所需的刚性支撑功能。

在当下追求高续航、高安全性能锂离子动力电池的大背景下，亟需一种阻燃性佳、隔热性强和绝缘性优的锂离子电池热防护方案。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面实施例提出一种阻燃隔热板，该阻燃隔热板阻燃性佳、隔热性强和绝缘性优，并且强度大。

本发明第二方面实施例提出一种应用该阻燃隔热板的电池模块，该电池模块具有较高的安全性能。

根据本发明第一方面实施例的阻燃隔热板，包括：绝缘隔热模块；两个绝缘阻燃模块，两个所述绝缘阻燃模块相对设置且限定出安装空间，所述绝缘隔热模块设于所述安装空间内，其中所述绝缘阻燃模块的长度不小于所述绝缘隔热模块的长度，所述绝缘阻燃模块的宽度不小于所述绝缘隔热模块的宽度；其中所述绝缘隔热模块的导热系数低于所述绝缘阻燃模块的导热系数；所述绝缘阻燃模块的最高耐热温度大于所述绝缘隔热模块的最高耐热温度。

根据本发明实施例的阻燃隔热板，通过将绝缘隔热模块设置在两个绝缘阻燃模块之间，从而可以使该阻燃隔热板的具有绝缘、阻燃和隔热的特点，可以满足电池模块不同部位的功能需求，提高了电池模块的安全性和整体性。

而且，通过使绝缘阻燃模块的长度不小于绝缘阻燃模块的长度，绝缘阻燃模块的宽度不小于绝缘阻燃模块的宽度，从而可以利用绝缘阻燃模块在长度和宽度的范围内，覆盖绝缘阻燃模块，由此可以使阻燃隔热板的结构更加稳定，绝缘、阻燃和隔热的效果更好，产品的结构和尺寸具有可靠的保证。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘隔热模块的至少一侧边缘的中部向外凸出，所述绝缘阻燃模块的相应侧边缘与所述绝缘隔热模块的相应侧边缘形状对应。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘隔热模块的宽度方向的一侧边缘具有凸出部，所述凸出部位于所述绝缘隔热模块的长度方向的中部。

根据本发明的一个实施例，所述凸出部的两端具有倾斜延伸部。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘隔热模块包括多个，多个所述绝缘隔热模块彼此间隔开设置。

根据本发明的一个实施例，相邻两个所述绝缘隔热模块的间隙内填充有耐压隔热模块。

根据本发明的一个实施例，多个所述绝缘隔热模块沿所述绝缘阻燃模块的长度方向间隔开设置。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘隔热模块上设有盲孔或贯穿孔，所述盲孔和所述贯穿孔内填充有耐压隔热模块。

根据本发明的一个实施例，所述盲孔或所述贯穿孔为封闭孔。

根据本发明的一个实施例，所述盲孔或所述贯穿孔的形状包括圆形、椭圆形、多边形中的至少一种或其中多种组合而成的形状。

根据本发明的一个实施例，所述盲孔或所述贯穿孔包括多个，多个所述盲孔或所述贯穿孔沿所述绝缘阻燃模块的长度或宽度方向间隔开设置。

根据本发明第二方面实施例的电池模块，包括：电池堆；根据上述阻燃隔热板，所述电池堆的至少一侧面设有所述阻燃隔热板。

根据本发明实施例的电池模块具有较高的强度，具有良好的抗压缩性，电池模块的安全性和整体性好。

本发明的附加方面和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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的阻燃隔热板的示意图；

图2-图7是根据本发明不同实施例的阻燃隔热板的部分结构示意图，其中该阻燃隔热板的其中一个绝缘阻燃模块被隐藏；

图8是根据本发明实施例的电池模块的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的电池包的结构示意图；

图10是图9所示的电池包的俯视图。

附图标记：

电池包2000；

电池模块1000；

高强度阻燃模块3000；连接孔3001；

阻燃隔热板100；

绝缘隔热模块10；凹入部11；齿部12；凸出结构13；倾斜延伸部14；空隙15；盲孔16；贯穿孔16；

高强度绝缘阻燃模块20；间隙21；凸出部22；齿槽23；第一通孔24；

绝缘阻燃模块30；第二通孔31；

电池堆200；电芯201；阻燃隔热顶板300；阻燃导热单元400；阻燃缓冲单元500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图7描述根据本发明第一方面实施例的阻燃隔热板100。

根据本发明的一个实施例，如图1-图7所示，阻燃隔热板100包括：绝缘隔热模块10以及两个绝缘阻燃模块30。

两个绝缘阻燃模块30相对设置且限定出安装空间，绝缘阻燃模块10设于安装空间内，其中绝缘阻燃模块30的长度不小于绝缘阻燃模块10的长度，绝缘阻燃模块30的宽度不小于绝缘阻燃模块10的宽度；其中绝缘阻燃模块10的导热系数低于绝缘阻燃模块30的导热系数；绝缘阻燃模块30的最高耐热温度大于绝缘阻燃模块10的最高耐热温度。

绝缘隔热模块10的导热系数最低，由此绝缘隔热模块10具有较好的隔热性能；绝缘阻燃模块30的耐热温度最高，这样，绝缘阻燃模块30位于阻燃隔热板100的最外侧，由此可以保证阻燃隔热板100具有较强的抗变形的能力，从而保证阻燃隔热板100的强度。

其中，绝缘隔热模块10可以具有绝缘和隔热的特性，可选择地，绝缘隔热模块10可以包括无机陶瓷纤维、气凝胶、气凝胶毡、复合硅酸盐板、复合硅酸盐管、强阻燃性硅胶泡棉、涂敷防火绝缘涂料的泡沫，中的一种或多种的组合。

绝缘阻燃模块30可以包括云母板、芳纶纤维、刚玉莫来石、氧化硅纤维板、碳化硅、氧化锆、二硫化钼中的一种或多种组合物。

由此，根据本发明实施例的阻燃隔热板100，通过将绝缘隔热模块10设置在两个绝缘阻燃模块30之间，从而可以使该阻燃隔热板100的具有绝缘、阻燃和隔热的特点，可以满足电池模块1000不同部位的功能需求，提高了电池模块1000的安全性和整体性。

而且，通过使绝缘阻燃模块30的长度不小于绝缘阻燃模块10的长度，绝缘阻燃模块30的宽度不小于绝缘阻燃模块10的宽度，从而可以利用绝缘阻燃模块30在长度和宽度的范围内，覆盖绝缘阻燃模块10，由此可以使阻燃隔热板100的结构更加稳定，绝缘、阻燃和隔热的效果更好，产品的结构和尺寸具有可靠的保证。

如图1-图7所示，根据本发明另一个实施例的阻燃隔热板100包括：绝缘隔热模块10、至少两个高强度绝缘阻燃模块20以及两个绝缘阻燃模块30。

在本发明的一些实施例中，绝缘隔热模块10、绝缘阻燃模块30和高强度绝缘阻燃模块20，这三种模块中，绝缘隔热模块10的导热系数最低，由此绝缘隔热模块10具有较好的隔热性能；高强度绝缘阻燃模块20的强度最高，由此可以满足阻燃隔热板100的整体强度和连接要求；绝缘阻燃模块30的耐热温度最高，这样，绝缘阻燃模块30位于阻燃隔热板100的最外侧，由此可以保证阻燃隔热板100具有较强的抗变形的能力，从而保证阻燃隔热板100的强度。

其中，高强度绝缘阻燃模块20具有较高的强度，而且具有绝缘和阻燃的特性，可选地，高强度绝缘阻燃模块20可以采用具有防火绝缘涂料的蜂窝铝、硅橡胶泡棉和环氧板，由此可以满足阻燃隔热板100的整体强度和连接要求。

其中，在本发明的一些实施例中，至少两个高强度绝缘阻燃模块20，至少设于绝缘隔热模块10的左右两侧，例如在绝缘隔热模块10的左侧设有一个高强度绝缘阻燃模块20，在绝缘隔热模块10的右侧也设有一个高强度绝缘阻燃模块20。两个绝缘阻燃模块30相对设置且限定出安装空间，绝缘隔热模块10和高强度绝缘阻燃模块20均设于安装空间内。

根据本发明实施例的阻燃隔热板100，通过设置绝缘隔热模块10、至少两个高强度绝缘阻燃模块20以及两个绝缘阻燃模块30，由此不仅使得该阻燃隔热板100具有绝缘、阻燃和隔热的特点，同时具有较高的强度，具有良好的抗压缩性，可以满足电池模块1000不同部位的功能需求，提高了电池模块1000的安全性和整体性。

下面将参考附图详细描述根据本发明实施例的阻燃隔热板100。

如图1-图7所示，绝缘隔热模块10的至少一侧边缘的中部向外凸出，绝缘阻燃模块30的相应侧边缘与绝缘隔热模块10的相应侧边缘形状对应，即绝缘阻燃模块30的相应侧边缘与绝缘隔热模块10的相应侧边缘的中部也向外凸出，由此该组装成型后的阻燃隔热板100，该中部凸出的部分可以高出电池堆200，以达到阻挡火焰、隔离火焰和高温的目的。此外，当电池模块1000组装到位后，阻燃隔热板100的中部凸出结构13两侧可以低于电池堆200的顶部，由此电池堆200部分结构可以露出，方便电池堆200的相关检测元件的安装。

具体地，如图1-图7所示，绝缘隔热模块10的宽度方向的一侧边缘具有凸出结构13，凸出结构13位于绝缘隔热模块10的长度方向的中部。该凸出结构13位于阻燃隔热板100在中部且沿长度方向延伸，由此可以对电池堆200的大部分结构进行防火的阻挡。

如图1-图7所示，凸出结构13的两端具有倾斜延伸部14，由此可以是凸出结构13的过渡更加圆滑，避免产品具有尖锐的凸出，提高产品的结构稳定性。

在本发明的一些实施例中，绝缘隔热模块10包括多个，多个绝缘隔热模块10彼此间隔开设置，相邻两个绝缘隔热模块10彼此之间具有空隙15，由此可以在保证阻燃隔热板100具有一定的隔热性能的前提下，降低成本和减轻产品的质量，达到产品轻质、高效的目的。

优选地，相邻两个绝缘隔热模块10的空隙15内填充有耐压隔热模块，由此可以提高阻燃隔热板100在厚度方向上的抗压缩性能。可选地，绝缘隔热模块10和耐压隔热模块的位置可以互换，绝缘隔热模块10和耐压隔热模块的产品尺寸可以相当、用料相当，或可以根据不同型号的电池包2000的压缩、隔热性能的要求进行确定。可选地，绝缘隔热模块10的数量可以是大于或等于一个，由此可以方便产品的结构布局。空隙15内填充耐压隔热模块可包括氧化硅纤维板、复合硅酸盐板、陶瓷化硅橡胶，含刚玉&硅酸钛纳米粉体&氧化硅絮状物的佑热板、热压的三聚氰胺泡棉中的一种或多种的组合体。

可选地，多个绝缘隔热模块10沿绝缘阻燃模块30的长度方向间隔开设置，如图3所示，由此可以使产品的结构更加简单，容易制造。

在本发明的一些实施例中，绝缘隔热模块10上还可以设有盲孔16或贯穿孔16，由此也可以起到降低成本和减轻产品的质量，达到产品轻质、高效的目的。优选地，盲孔16和贯穿孔16内填充有耐压隔热模块，由此可以提高阻燃隔热板100在厚度方向上的抗压缩性能。需要说明的是，盲孔16是指绝缘隔热模块10的一侧面设置的凹槽结构，该盲孔16并不贯穿绝缘隔热模块10的厚度，贯穿孔16是指该贯穿孔16沿绝缘隔热模块10的厚度方向贯穿其的孔。

在绝缘隔热模块10上可以同时设有盲孔16和贯穿孔16，或者在绝缘隔热模块10上可以仅设置盲孔16，或者在绝缘隔热模块10上可以仅设置贯穿孔16。

在本发明的一些实施例中，盲孔16或贯穿孔16为封闭孔，也就是说，盲孔16或贯穿孔16的边缘均位于绝缘隔热模块10的产品内部。

可选地，如图4、图5所示，盲孔16或贯穿孔16的形状包括圆形、椭圆形、多边形中的至少一种或其中多种组合而成的形状，由此可以使产品的结构更加多样化，适用产品的实际需要。

优选地，盲孔16或贯穿孔16可以包括多个，多个盲孔16或贯穿孔16沿绝缘阻燃模块30的长度或宽度方向间隔开设置。由此可以根据需要设置不同数量的盲孔16或贯穿孔16。

如图4所示，多个盲孔16或贯穿孔16可以是圆形，多个圆形的盲孔16或贯穿孔16沿绝缘阻燃模块30的长度方向间隔开，多个圆形的盲孔16或贯穿孔16的尺寸可以相同也可以不同。

如图5所示，盲孔16或贯穿孔16可以是长条形，且均沿绝缘阻燃模块30的长度方向延伸，多个长条形的盲孔16或贯穿孔16沿绝缘阻燃模块30的宽度方向间隔开。

在本发明的一些实施例中，绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间具有间隙21，如图2-图7所示，由此绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间不会紧密贴近，由此不仅可以提高二者之间的定位安装的能力，而且当产品在受到高温时，可以提供二者之间变形空间，进一步提高整个阻燃隔板的抗变形能力。

在本发明的一些实施例中，上述间隙21的至少一部分形成为弧形，或者，该间隙21的至少一部分形成为齿状。由此不仅可以利用上述间隙21的形状，在组装阻燃隔板的时候，提高绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间定位的效果，以配合绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间连接，而且还可以为绝缘隔热模块10和高强度绝缘阻燃模块20之间提供一定的强度，即可以改善阻燃隔热板100的弯折性能，以及长度方向的扭折性能。

具体地，如图6所示，绝缘隔热模块10的左右两侧设有向内凹入的凹入部11，高强度绝缘阻燃模块20的朝向绝缘隔热模块10的一侧设有向外凸出的凸出部22，凹入部11和凸出部22配合，由此在安装到位后，绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间的间隙21具有弧形的部分。

可选地，如图6所示，高强度绝缘阻燃模块20的相对的两侧均具有凸出部22，由此可以使高强度绝缘阻燃模块20的结构成对称结构，方便产品的成型。

如图7所示，在本发明的另一些实施例中，绝缘隔热模块10的左右两侧设有向内凸出的多个齿部12，高强度绝缘阻燃模块20的朝向绝缘隔热模块10的一侧设有向内凹入的多个齿槽23，多个齿部12和多个齿槽23一一对应配合。由此在安装到位后，绝缘隔热模块10和相邻的高强度绝缘阻燃模块20之间的间隙21具有齿形的部分。在该图7所示的示例中，该齿形为矩形齿形状，当然该齿形还可以是三角形齿形状等其他形状的齿结构形式。

如图1-图7所示，高强度绝缘阻燃模块20上设有第一通孔24，两个绝缘阻燃模块30上均设有第二通孔31，第二通孔31与第一通孔24对应。其中第二通孔31与第一通孔24对应是指，第二通孔31与第一通孔24二者在形状、数量和位置上均对应，由此，通过设置第一通孔24和第二通孔31，从而可以方便阻燃隔热板100的安装，即由此不仅可以使阻燃隔热板100自身可以利用第一通孔24和第二通孔31进行定位安装，而且可以方便将该阻燃隔热板100定位固定在电池堆200上。

下面参考图8-图9描述根据本发明第二方面实施例的一种电池模块1000，其包括电池堆200和阻燃隔热板100，电池堆200的至少一侧面设有阻燃隔热板100。由于根据本发明实施例的阻燃隔热板100具有上述有益的技术效果，因此通过设置该阻燃隔热板100的电池模块1000也具有相应的技术效果，即根据本发明实施例的电池模块1000具有较高的强度，具有良好的抗压缩性，电池模块1000的安全性和整体性好。

具体地，根据本发明实施例的电池模块1000中，电池堆200包括多个电芯201，阻燃隔热板100包括两个，两个阻燃隔热板100分别设于电池堆200的前后两侧，其中阻燃隔热板100的长度不小于电池堆200的长度，阻燃隔热板100的宽度不小于电池堆200的宽度。

根据本发明实施例的电池模块1000，通过在电池堆200的前后两侧均设置如上实施例所述的阻燃隔热板100，从而可以对电池堆200进行良好的防护，保证电池堆200在内部燃烧或高温时，通过上升的阻燃隔热板100进行阻燃、隔热，而且该电池堆200的两侧均设置阻燃隔热板100，可以使电池堆200的相对两侧的尺寸能够得到有效保证，即可以保证电池模块1000的产品结构稳定性，而且可以方便电池模块1000在车辆上的安装和定位，产品更加平整。

优选地，如图8所示，电池模块1000还包括：阻燃隔热顶板300和阻燃导热单元400，阻燃隔热顶板300形成为中空结构，阻燃隔热顶板300覆盖在电池堆200的顶部，阻燃导热单元400覆盖在电池堆200的底部。由此，可以利用前后两侧的阻燃隔热板100、阻燃隔热顶板300和阻燃导热单元400，对电池堆200进行四周的完全防护，保证整个电池模块1000的安全性和整体性。

可选地，阻燃隔热顶板300具有阻燃和隔热的特性，阻燃隔热顶板300的材质可以包括云母板、涂覆防火涂料的蜂窝铝板、氧化硅纤维板，刚玉莫来石板中的一种或多种的组合体。

阻燃隔热顶板300的内部为中空结构，可以利用内部的空气进行绝缘、隔热，由此电池模块1000的整体安全性更好。

优选地，阻燃隔热顶板300内填充有高温相变吸热材料。如氢氧化铝等絮状物，由此可以快速有效地吸收和降低电池模块1000的温度。优选地，阻燃隔热顶板300的底壁设有与其空腔连通的第三通孔，由此当电池模块1000内部产生火焰或高温后，火焰或高温可以迅速通过第三通道进入到阻燃隔热顶板300的内腔中，与其中的高温相变吸热材料接触从而快速降低稳定，进而保证电池模块1000的安全性。

优选地，如图8所示，电池模块1000还可以包括阻燃缓冲单元500，阻燃缓冲单元500设于每个阻燃隔热板100的外侧面上。由此可以确保电池模块1000宽度方向的尺寸稳定性，提高电池模块1000的产品结构稳定性，而且方便电池模块1000的组合、拼装和安装定位。阻燃缓冲单元500可以包括pu泡棉、pi泡棉，发泡硅橡胶、热压后的三聚氰胺泡棉，或云母纸包覆的预氧化丝气凝胶毡中的一种或多种组合体。

下面参考图9和图10描述根据本发明第三方面实施例的电池包2000，电池包2000包括根据本发明上述实施例的电池模块1000。

由于根据本发明实施例的电池模块1000，具有上述有益的技术效果，因此有上述的电池模块1000构成的电池包2000也具有相应的有益效果，即根据本发明实施例的电池包2000，产品结构稳定，阻燃性佳、隔热性强和绝缘性优。

如图9和图10所示，可选地，电池包2000中的电池模块1000包括多个，多个电池模块1000沿第一方向间隔开布置，第一方向与阻燃隔热板100的长度方向平行，沿第一方向的相邻两个电池模块1000通过高强度阻燃模块3000进行连接。通过设置高强度阻燃模块3000，从而可以方便相邻两个电池模块1000的连接。可选地，高强度阻燃模块3000可以与高强度绝缘阻燃模块20的材质相同，或者高强度阻燃模块3000也可以是阻燃隔热板100的产品构造相同。

在本发明的另一个可选实施例中，电池模块1000包括多个，多个电池模块1000沿第二方向间隔开布置，第二方向与第一方向垂直，沿第二方向，电池模块1000通过穿过高强度阻燃模块3000的连接件进行连接。由此，可以在高强度阻燃模块3000上设置连接孔3001，从而可以方便电池模块1000在第二方向上的布置和安装。

根据本发明实施例的电池模块1000或电池包2000的其他结构特征可以是现有的，在此不再详述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。