一種鋰離子動力電池安全保護套的製作方法

2023-06-27 06:57:01 1

一種鋰離子動力電池安全保護套的製作方法
【專利摘要】一種鋰離子動力電池安全保護套，由設有納米粘土的改性複合塑料製成。納米粘土的製備有：先選購經過提純的初級蒙脫土；將有機陽離子或酸與初級蒙脫土混合加熱，獲得活化蒙脫土；其中，所述的酸至少為鹽酸、硝酸或硫酸的一種，溶度為1～10mol/L；將酸與初級蒙脫土按照1g粘土：3~10mL酸的比例混合，並加熱煮沸1.5h以上，再水洗至中性，則獲得活化蒙脫土；再將活化蒙脫土以去離子水洗淨後過濾，在200℃焙燒2h以上乾燥，最後研磨以60目過篩，獲得納米級蒙脫土成品，即為納米粘土。該保護套具有散熱、絕緣的作用，並通過塑料和無機材料的複合，可快速高效地吸收易燃易爆的電解液而達到安全防護之目的。
【專利說明】一種鋰離子動力電池安全保護套

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及鋰電池，尤其涉及一種鋰離子動力電池的保護裝置。

【背景技術】
[0002]鋰離子動力電池以其長壽命、高能量密度的優點，在動力應用領域得到迅速的發展。然而不可忽視的是，儘管鋰離子動力電池通過先進的電池管理系統對電池的過充放電、熱管理、短路已經具備較好的管理。但是，動力電池幾乎都是屬於高電壓高容量電池，其電芯必須通過「多並多串」的模式達到使用需求，有時需要上千顆電芯集合一起，因此，安全係數較低。另外，鋰離子動力電池的電芯主要原材料一電解液，通常為易燃易爆的有機碳酸酯材料，一旦動力電池在後期使用中一致性差異化增加，管理系統管理不及時，過充電使得電池的電解液分解或者遭受外力衝撞擠壓，可能導致電池內的電解液通過防爆膜(片)噴出，以致電解液在高電壓的電池包內起火燃燒，將造成嚴重的安全事故。目前行業內為了鋰電池組的散熱和絕緣安全性，採用一種保護裝置，如圖1所示，即在每一電池芯101的上下兩端套上一塑料保護套202，該保護套可以將相鄰電池芯隔離出一間隙，留出的間隙有利於電池散熱，塑料保護套還有利於絕緣，以提高電池組的安全性能。但電池芯意外噴出的電解液而帶來安全隱患，現有技術就不能有效防護。
[0003]如何防止電解液一旦噴出後，可以有效地消除其帶來的安全隱患，這是行業內亟待解決的問題。


【發明內容】

[0004]本發明為了解決現有鋰離子動力電池安全性能不高的技術問題，提供一種鋰電池安全保護套，該保護套具有散熱、絕緣的作用，並通過塑料和無機材料的複合，可快速高效地吸收易燃易爆的電解液而達到安全防護之目的。
[0005]本發明提出的一種鋰離子動力電池安全保護套，其由設有納米粘土的改性複合塑料製成；
所述的納米粘土由下列方式製備:
先根據需要市場選購經過提純的初級蒙脫土；
將有機陽離子或酸與所述的初級蒙脫土混合加熱，獲得活化蒙脫土 ；
其中，所述的酸至少為鹽酸、硝酸或硫酸的一種，溶度為I?10 mol/L ;將所述的酸與所述的初級蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，並加熱煮沸1.5h以上，再水洗至中性，則獲得所述的活化蒙脫土；
再將所述的活化蒙脫土以去離子水洗淨後過濾，在200°C焙燒2h以上乾燥，最後研磨以60目過篩，獲得納米級蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
[0006]較優的，所述的保護套可以包括:設於外部的塑料層和設於該塑料層內表面的所述的納米粘土層。
[0007]較優的，所述的納米粘土層與塑料層的厚度之比為:2.5?1.5。
[0008]較優的，所述的保護套還可以由所述的納米粘土的顆粒鑲嵌於塑料中的改性複合塑料製成。
[0009]與現有技術相比，本發明增加了電芯之間的絕緣安全性能，改善了電池組內部的散熱通風；使用改性複合塑料後，添加的無機納米材料一納米粘土增加了塑料強度的同時，最重要的是高比表面納米蒙脫土具有優異的物理和化學吸附性能，能夠快速高效地吸附由於電芯防爆膜片或防爆閥開啟溢出的電解液，從而杜絕電池包整體的短路起火爆炸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是安裝有現有塑料保護套的電池組的示意圖；
圖2是本發明第一種實施例的剖視圖；
圖3是本發明第二種實施例的剖視圖；
圖4是粘土的IR光譜分析圖。

【具體實施方式】
[0011]本發明提出的一種鋰離子動力電池安全保護套，由設有納米粘土的改性複合塑料製作而成。如圖2所示，為本發明第一種實施例的剖視圖，該保護套由設於外部的塑料層I和膠合於該塑料層I內表面的納米粘土層2的改性複合塑料，採用高溫壓合製成。
[0012]如圖3所示為本發明第二種實施例的剖視圖，保護套3由所述的納米粘土的顆粒4鑲嵌於塑料中構成的改性複合塑料製成。
[0013]本發明的納米粘土由下列步驟製作:
先根據需要市場選購經過提純的初級蒙脫土；
將有機陽離子或酸與所述的初級蒙脫土混合加熱，獲得活化蒙脫土 ；
其中，所述的酸至少為鹽酸、硝酸或硫酸的一種，溶度為I?10 mol/L ;將所述的酸與所述的初級蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，並加熱煮沸1.5h以上，再水洗至中性，獲得所述的活化蒙脫土。
[0014]再將所述的活化蒙脫土以去離子水洗淨後過濾，在200°C焙燒2h以上乾燥，最後研磨以60目過篩，獲得納米級蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
[0015]本發明採用的納米粘土是含水的2:1型層狀鋁矽酸鹽礦物，具有很大的比表面積，具有很強的吸附性能和陽離子交換性能。本發明採用的納米粘土經過酸處理高溫回流去除粘度雜質後，粘土微觀表面增加了羥基等活性化學基團，這些基團對電解液的有機成分具有高強的吸附性能。如圖4所示，經過IR光譜分析，位於3625CHT1的峰值為羥基的伸縮振動，因此經過改性後的粘土在處理有機廢料方面可以得到有效的應用。此外，經過科學實驗證實，添加納米粘土後對塑料的衝擊強度和彎曲強度提高50-400%，所以納米粘土 /塑料複合材料，在保證保護套骨架穩定的同時，可以大幅度增加對電解液(有機物)的吸附能力。
[0016]如圖2所示，根據動力電池不同使用場合和電芯的大小，經科學實驗和研究，納米粘土層2與塑料層I的厚度之比可以為:2.5?1.5。既可以保證保護套的絕緣安全性能和改善散熱通風的性能，又能夠快速高效地吸附電解液，以杜絕電池包整體的短路起火爆炸。
[0017]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種鋰離子動力電池安全保護套，其特徵在於，所述保護套由設有納米粘土的改性複合塑料製成； 所述的納米粘土由下列方式製備: 先根據需要市場選購經過提純的初級蒙脫土； 將有機陽離子或酸與所述的初級蒙脫土混合加熱，獲得活化蒙脫土 ； 其中，所述的酸至少為鹽酸、硝酸或硫酸的一種，溶度為I?10 mol/L ;將所述的酸與所述的初級蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，並加熱煮沸1.5h以上，再水洗至中性，則獲得所述的活化蒙脫土； 再將所述的活化蒙脫土以去離子水洗淨後過濾，在200°C焙燒2h以上乾燥，最後研磨以60目過篩，獲得納米級蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
2.如權利要求1所述的鋰離子動力電池安全保護套，其特徵在於，所述的保護套包括:設於外部的塑料層(I)和設於該塑料層(I)內表面的所述的納米粘土層(2)。
3.如權利要求2所述的鋰離子動力電池安全保護套，其特徵在於，所述的納米粘土層(2)與塑料層(I)的厚度之比為:2.5?1.5。
4.如權利要求1所述的鋰離子動力電池安全保護套，其特徵在於，所述的保護套(3)由所述的納米粘土的顆粒鑲嵌於塑料中的改性複合塑料製成。
【文檔編號】H01M2/02GK104332567SQ201410441220
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】袁甲, 塗繼軍 申請人:深圳市雄韜電源科技股份有限公司