包括電池單元隔板的可充電電池的制作方法
【專利說明】包括電池單元隔板的可充電電池
【背景技術(shù)】
[0001] 鋰離子（Li-ion)電池（LIB)期望用于移動計算裝置、某些汽車以及某些飛機。與 諸如鎳氫電池和鎳鎘電池的可充電電池相比，它們具有更輕的重量和更高的能量密度。它 們沒有存儲劣化。
[0002] 然而，某些鋰離子電池具有的長期問題是熱失控。如本文中所使用的，熱失控是指 溫度增加引起可導(dǎo)致效率降低的溫度進一步增加的情況。例如，從放熱化學(xué)反應(yīng)生成的熱 量可增加化學(xué)反應(yīng)的速度。復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計者可以以各種方法解決這類低效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本文的實施方式，一種可充電電池包括：多個單獨密封的電池單元，以及電池 單元之間的介電隔板，用于在電池單元的相對面之間建立隔熱層。介電隔板是由纖維復(fù)合 材料制成。
[0004] 根據(jù)本文的另一實施方式，可充電電池包括介電隔板的格子，以及填充由格子形 成的空間的電池單元陣列。介電隔板被配置為防止電池單元之間的熱失控擴散。介電隔板 是由酚醛樹脂基質(zhì)中的纖維組成。
[0005] 根據(jù)本文的另一實施方式，一種用于防止熱失控在可充電電池單元的陣列中擴散 的設(shè)備，包括被互鎖以形成格子的多個介電隔板。格子形成用于填充電池單元的空間。介 電隔板是由酚醛樹脂基質(zhì)中的纖維組成。
[0006] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，提供了一種可充電電池，包括多個單獨密封的電池單 元；以及電池單元之間的介電隔板，用于在電池單元的相對面之間建立隔熱層，該介電隔板 由纖維復(fù)合材料制成。
[0007] 有利地，各個電池單元包括第一和第二電極、用于電極的殼體、以及密封在殼體內(nèi) 的電解質(zhì)。
[0008] 有利地，纖維復(fù)合材料包括酚醛樹脂基質(zhì)中的纖維。
[0009] 有利地，纖維復(fù)合材料包括玻璃纖維酚醛。
[0010] 有利地，纖維復(fù)合材料包括玄武巖纖維。
[0011] 有利地，隔板至少與電池單元的相對面一樣大。
[0012] 有利地，各個電池單元包裹有聚酰亞胺薄膜。
[0013] 有利地，電池單元是棱形的，其中，電池單元被布置成陣列，并且其中，介電隔板形 成格子。
[0014] 優(yōu)選地，介電隔板是可互鎖的。
[0015] 優(yōu)選地，電池單元是鋰離子電池單元，并且其中，該電池被配置為用于客運交通工 具。
[0016] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，提供了一種可充電電池，包括：介電隔板的格子；以及 填充由格子形成的空間的電池單元陣列；被配置為防止熱失控在電池單元之間擴散的介電 隔板，該介電隔板由酚醛樹脂基質(zhì)中的纖維組成。
[0017] 有利地，隔板是由玻璃纖維酚醛組成。
[0018] 有利地，介電隔板是可互鎖的。
[0019] 有利地，電池單元是鋰離子電池單元，并且其中，該電池被配置為用于客運交通工 具。
[0020] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，提供了一種用于防止熱失控在可充電電池單元陣列中 擴散的設(shè)備，該設(shè)備包括互鎖以形成格子的多個介電隔板，該格子形成用于填充電池單元 的空間，該介電隔板由酚醛樹脂基質(zhì)中的纖維組成。
[0021 ] 有利地，介電隔板是由玻璃纖維酚醛組成。
[0022] 有利地，介電隔板被配置為用于棱形鋰離子電池單元陣列。
[0023] 這些特征與功能可以在各種實施方式中獨立地實現(xiàn)或者可以在其他實施方式中 組合。參考以下描述和附圖可以了解實施方式的更多細節(jié)。
【附圖說明】
[0024] 圖1是可充電電池單元的示意圖。
[0025] 圖2是由介電隔板隔開的兩個可充電電池單元的示意圖。
[0026] 圖3是包裹有聚酰亞胺薄膜的電池單元的示意圖。
[0027] 圖4是包括多個電池單元的可充電電池的示意圖。
[0028] 圖5是用于可充電電池的介電隔板的格子的示意圖。
[0029] 圖6A和圖6B是被配置為用于組裝成格子的多個介電隔板的示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 參照圖1，示出了可充電電池單元110。電池單元110包括正電極120和負電極 130、用于電極120和電極130的殼體140、以及密封在殼體140內(nèi)的電解質(zhì)（未示出）。
[0031] 電池單元110不限于任何特定的化學(xué)物質(zhì)。實例包括但不限于鋰離子、金屬鎘和 鎳氫。根據(jù)電池的化學(xué)物質(zhì)，電池單元110可能易受熱失控的影響。
[0032] 電池單元110在其殼體140 -側(cè)處具有排氣孔（未示出）、以及覆蓋排氣孔的可 破裂板150。可破裂板150可以是作為抵抗焊接至殼體140的不銹鋼隔膜?？善屏寻?50 被設(shè)計為以預(yù)定內(nèi)部單元壓力（其可由熱失控引起）打開并且露出排氣孔。一旦露出排氣 孔，則可通過排氣孔從殼體140內(nèi)部排出材料。
[0033] 電池單元110不限于任何特定的幾何形狀。例如，電池單元110可以是棱形或圓 柱形的。圖1示出了棱形的電池單元110。
[0034] 現(xiàn)在參考圖2,其示出了由介電隔板210隔開的兩個電池單元110。介電隔板210 在電池單元110的相對面之間建立隔熱層。介電隔板210的主要目的是防止熱失控從一個 電池單元110擴散至另一個電池單元110。次要目的是防止在電池單元110之間形成非有 意的電流通路。介電隔板210提供熱絕緣，并且保持電池單元110之間的最小間距。
[0035] 介電隔板210可至少覆蓋各個電池單元相對表面的全部。圖2示出了與電池單元 110具有相同高度和寬度的介電隔板210。
[0036] 介電隔板210的厚度和合成物被選定為防止熱失控擴散。考慮在熱失控期間，電 池單元110達到900°F的溫度的實例。介電隔板210被設(shè)計成提供這個溫度以上的電熱 絕緣。
[0037] 所選擇的材料可以是其中纖維埋入基質(zhì)中的纖維復(fù)合材料。纖維和基質(zhì)可以承受 熱失控的高溫。這種纖維的實例包括但不限于，石英纖維、陶瓷纖維和碳化硅纖維。這種基 質(zhì)的實例是酚醛樹脂基質(zhì)。
[0038] 在一