一种新能源动力电池及其防火罩的制作方法

1.本实用新型涉及一种新能源动力电池及其防火罩。


背景技术：

2.新能源汽车的电池组通常是固定放置于金属壳体内，然后使用云母板、气凝胶、或者陶瓷化硅橡胶等材料对电池组中的电池进行隔离防护。但是，云母板的密度较大，并且是刚性材料不易变形，较难成型且不易与电池充分贴合；气凝胶则成本高昂，并且耐不住热失控时电池爆炸的高温火焰(最高可达1500℃，远超气凝胶的熔点)；陶瓷化硅橡胶具有良好的成瓷性，但是单一使用往往效果不及云母板，通常需要搭配不同基材复合使用。
3.另外，现有的方式均无法很好的控制电池自燃引起的火灾，也无法很好的隔绝电池自燃产生的高温。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够有效隔绝热量的防火罩，以及采用该防火罩的新能源动力电池。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.本实用新型一方面提供一种防火罩，包括第一基材层、阻燃隔热层，所述阻燃隔热层的材质为陶瓷化硅橡胶或者气凝胶。
7.根据一些具体且优选实施方式，所述阻燃隔热层为具有阻燃性能和隔热性能的材质形成的单层结构，或者，所述阻燃隔热层为由具有阻燃性能的材质形成的层结构与具有隔热性能的材质形成的层结构复合而成的两层结构。
8.进一步优选地，当所述阻燃隔热层为由具有阻燃性能的材质形成的层结构与由具有隔热性能的材质形成的层结构复合而成的两层结构时，所述由具有隔热性能的材质形成的层结构位于靠近所述第一基材层的一面。
9.根据一些具体且优选实施方式，所述阻燃隔热层的阻燃性能达到v-0级，隔热效果在燃烧机火源1300℃试验下，半小时内远离所述阻燃隔热层的第一基材层侧温度小于600℃。
10.根据一些具体且优选实施方式，所述阻燃隔热层的耐高温范围为800～1600℃，和/或，所述阻燃隔热层在燃烧后成瓷，30分钟内成瓷片不开片、不掉落。
11.根据一些具体且优选实施方式，所述防火罩还包括设置在所述阻燃隔热层的与所述第一基材层所在侧相对的另一侧的主动灭火层；所述主动灭火层采用受热超过170℃时，能够向外释放灭火物质的材料；和/或，所述主动灭火层的材质为卤系灭火材料、有机磷系灭火材料、氮系灭火材料、磷-卤系灭火材料、氮-磷系灭火材料或无机灭火材料。
12.优选地，所述主动灭火层的厚度为50μm～500μm。
13.进一步优选地，所述主动灭火层的厚度为100μm～300μm。
14.优选地，所述防火罩还包括设置在所述主动灭火层和所述阻燃隔热层之间的第二
基材层。
15.根据一些具体且优选实施方式，所述防火罩还包括第二基材层，所述第一基材层和所述第二基材层分别设置于所述阻燃隔热层的相对两侧。
16.根据一些具体且优选实施方式，所述基材层的材质为无机耐高温纤维布或者有机耐高温纤维布；和/或，所述基材层的材质为能够承受1000℃以内高温燃烧，30分钟内火焰不外泄的材质。
17.根据一些具体且优选实施方式，所述基材层的厚度为50μm～500μm，和/或，所述阻燃隔热层的厚度为0.5mm～5mm。
18.进一步优选地，所述基材层的厚度为100μm～300μm，和/或，所述阻燃隔热层的厚度为 1mm～3mm。
19.本实用新型另一方面提供一种新能源动力电池，包括壳体、放置于所述壳体内的电池组、固定在所述壳体的内表面的防火罩，所述防火罩为上述防火罩。
20.具体地，所述防火罩的第一基材层与所述壳体的内表面相接触。
21.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
22.本实用新型的防火罩具有高阻燃性能、高强度防冲击性能，能够抵御电池燃烧的高温火焰并进行隔热，从而能够为相关人员争取逃生时间。
附图说明
23.附图1为实施例1的防火罩的结构示意图；
24.附图2为实施例2的防火罩的结构示意图；
25.附图3为实施例3的防火罩的结构示意图；
26.附图4为实施例4的防火罩的结构示意图；
27.附图5为实施例5的防火罩的结构示意图；
28.以上附图中：1、基材层；2、阻燃隔热层；3、主动灭火层；4、隔热层；5、阻燃层。
具体实施方式
29.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“内”、“上”等指示的方位或位置关系为基于图1的位置进行定义，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
33.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
35.本实用新型提供一种防火罩，其特别适用于新能源动力电池。新能源动力电池包括壳体、放置于壳体内的电池组、固定在壳体的内表面的防火罩；防火罩的第一基材层1与壳体的内表面相接触。
36.防火罩包括第一基材层1、阻燃隔热层2。防火罩还可以包括第二基材层1、主动灭火层3 等。
37.其中，第一基材层1和第二基材层1的材质为无机耐高温纤维布或者有机耐高温纤维布，其能够承受1000℃以内高温燃烧，30分钟内火焰不外泄的材质。例如第一基材层1和第二基材层1的材质可以采用购自宏和电子材料科技股份有限公司的牌号为7628的材料。
38.第一基材层1和第二基材层1的厚度为50μm～500μm，优选地，厚度为100μm～300μ m。
39.其中，阻燃隔热层2为具有阻燃性能和隔热性能的材质形成的单层结构。或者，阻燃隔热层2为由具有阻燃性能的材质形成的层结构(阻燃层5)与具有隔热性能的材质形成的层结构 (隔热层4)复合而成的两层结构，并且，隔热层4位于靠近第一基材层1的一面。
40.其中，具有阻燃性能和隔热性能的材质可以是添加了阻燃剂和隔热添加剂的陶瓷化硅橡胶或者气凝胶，例如购自淄博华星有机硅材料有限公司的vmq-8或者vmq-7s，徐州金亚粉体有限责任公司的wm-800或者wm-325。具有阻燃性能的材质可以是添加了阻燃剂的陶瓷化硅橡胶或者气凝胶，例如购自(深圳市博恩实业有限公司的bn-400)。具有隔热性能的材质可以是添加了隔热添加剂的陶瓷化硅橡胶或者气凝胶，例如购自(苏州赛伍应用技术股份有限公司的frsr-35)牌号。
41.用于形成阻燃隔热层2的材质也可以采用其他市售产品，只要使阻燃隔热层2能够满足以下性能即可：阻燃性能达到v-0级，隔热效果在燃烧机火源1300℃试验下，半小时内远离阻燃隔热层2的第一基材层1侧温度小于600℃，阻燃隔热层2的耐高温范围为800～1600℃，或者，阻燃隔热层2在燃烧后成瓷，30分钟内成瓷片不开片、不掉落。其中，耐高温范围通过如下方法测试获得：燃烧试验机是模拟电池包起火后防火材料阻燃隔温隔热的测试设备，目前行业内没有相关测试标准。我司目前测试方法为：将样品裁成100mm*150mm大小，
置于载具中，放入燃烧测试机测试载具槽中，控制乙炔气体气压阀的气压小于0.2mpa，设定火焰温度(火焰温度1500℃，背温大于500℃自动停止)，测试时间10min，按下启动按钮，待测试结束后读取相关数据(背温曲线，测试时间)。
42.阻燃隔热层2的厚度为0.5mm～5mm，优选地，阻燃隔热层2的厚度为1mm～3mm。
43.其中，主动灭火层3采用受热超过170℃时，能够向外释放灭火物质的材料；其中，灭活物质可以是氮气、二氧化碳。优选地，主动灭火层3的材质为卤系灭火材料、有机磷系灭火材料、氮系灭火材料、磷-卤系灭火材料、氮-磷系灭火材料或无机灭火材料。例如可以采用购自郑州翰硕化工原料有限公司的三聚氰胺氰尿酸盐，美国雅宝的8010，济南泰星精细化工有限公司的ath。
44.主动灭火层3的厚度为50～500μm，优选地，主动灭火层3的厚度为100～300μm。
45.通过将本技术的防火罩固定在新能源动力电池包表面，并且，使主动灭火层3位于靠近电池组的一侧。当电池组发生自燃爆炸时，主动灭火层3在高温或者火焰的作用下，能够释放灭火物质，从而可以尽可能阻止火势蔓延，甚至能够扑灭电池自燃的火焰，阻燃隔热层2和基材层1能够对主动灭火层3提供支撑，并且能够起到抵御火焰冲击的作用以及起到隔热的作用，从而能够尽可能阻止火势蔓延并尽可能为人员逃生提供时间。
46.本技术的防火罩在提高灭火隔热效果的同时，生产成本较低，总重量较小，大约每辆新能源汽车负载为1～2kg，从而能够尽可能减少新能源动力电池的重量，从而能够尽可能节约新能源电动车或新能源汽车的能耗。并且，本技术的防火罩的柔性好，能够贴合电池形状。本技术的防火罩用于磷酸铁锂、三元锂新能源动力电池时，能够在半小时内控制火焰不外泄，并且能够将电池包外侧的温度控制在600℃以内。
47.而采用0.5mm～5mm的气凝胶能够达到相当的隔热效果，但是阻燃和耐高温性能不及防火罩性能；采用0.5mm～5mm的陶瓷化硅橡胶成瓷后机械性能差，在1500℃乙炔火焰下容易烧穿脱落，并且对于低温火源的防火性能更差。
48.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
49.附图1示出了实施例1所示的防火罩，其由基材层1和阻燃隔热层2两层构成。
50.附图2示出了实施例2所示的防火罩，其由依次设置的基材层1、阻燃隔热层2、主动灭火层3三层构成。
51.附图3示出了实施例3所示的防火罩，其由依次设置的第一基材层1、阻燃隔热层2、第二基材层1、主动灭火层3四层构成。
52.附图4示出了实施例4所示的防火罩，其由依次设置的第一基材层1、隔热层4、阻燃层5、第二基材层1四层构成。
53.附图5示出了实施例5所示的防火罩，其由依次设置的第一基材层1、隔热层4、阻燃层5、第二基材层1、主动灭火层3五层构成。
54.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。