一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，由設(shè)有納米粘土的改性復(fù)合塑料制成。納米粘土的制備有：先選購(gòu)經(jīng)過(guò)提純的初級(jí)蒙脫土；將有機(jī)陽(yáng)離子或酸與初級(jí)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(jí)蒙脫土按照1g粘土：3~10mL酸的比例混合，并加熱煮沸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凈后過(guò)濾，在200℃焙燒2h以上干燥，最后研磨以60目過(guò)篩，獲得納米級(jí)蒙脫土成品，即為納米粘土。該保護(hù)套具有散熱、絕緣的作用，并通過(guò)塑料和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合，可快速高效地吸收易燃易爆的電解液而達(dá)到安全防護(hù)之目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋰電池，尤其涉及一種鋰離子動(dòng)力電池的保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動(dòng)力電池以其長(zhǎng)壽命、高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)力應(yīng)用領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展。然而不可忽視的是，盡管鋰離子動(dòng)力電池通過(guò)先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)對(duì)電池的過(guò)充放電、熱管理、短路已經(jīng)具備較好的管理。但是，動(dòng)力電池幾乎都是屬于高電壓高容量電池，其電芯必須通過(guò)“多并多串”的模式達(dá)到使用需求，有時(shí)需要上千顆電芯集合一起，因此，安全系數(shù)較低。另外，鋰離子動(dòng)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(jī)碳酸酯材料，一旦動(dòng)力電池在后期使用中一致性差異化增加，管理系統(tǒng)管理不及時(shí)，過(guò)充電使得電池的電解液分解或者遭受外力沖撞擠壓，可能導(dǎo)致電池內(nèi)的電解液通過(guò)防爆膜(片)噴出，以致電解液在高電壓的電池包內(nèi)起火燃燒，將造成嚴(yán)重的安全事故。目前行業(yè)內(nèi)為了鋰電池組的散熱和絕緣安全性，采用一種保護(hù)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(hù)套202，該保護(hù)套可以將相鄰電池芯隔離出一間隙，留出的間隙有利于電池散熱，塑料保護(hù)套還有利于絕緣，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(lái)安全隱患，現(xiàn)有技術(shù)就不能有效防護(hù)。
[0003]如何防止電解液一旦噴出后，可以有效地消除其帶來(lái)的安全隱患，這是行業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有鋰離子動(dòng)力電池安全性能不高的技術(shù)問(wèn)題，提供一種鋰電池安全保護(hù)套，該保護(hù)套具有散熱、絕緣的作用，并通過(guò)塑料和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合，可快速高效地吸收易燃易爆的電解液而達(dá)到安全防護(hù)之目的。
[0005]本發(fā)明提出的一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，其由設(shè)有納米粘土的改性復(fù)合塑料制成；
所述的納米粘土由下列方式制備:
先根據(jù)需要市場(chǎng)選購(gòu)經(jīng)過(guò)提純的初級(jí)蒙脫土；
將有機(jī)陽(yáng)離子或酸與所述的初級(jí)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(jí)蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加熱煮沸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凈后過(guò)濾，在200°C焙燒2h以上干燥，最后研磨以60目過(guò)篩，獲得納米級(jí)蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
[0006]較優(yōu)的，所述的保護(hù)套可以包括:設(shè)于外部的塑料層和設(shè)于該塑料層內(nèi)表面的所述的納米粘土層。
[0007]較優(yōu)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(yōu)的，所述的保護(hù)套還可以由所述的納米粘土的顆粒鑲嵌于塑料中的改性復(fù)合塑料制成。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明增加了電芯之間的絕緣安全性能，改善了電池組內(nèi)部的散熱通風(fēng)；使用改性復(fù)合塑料后，添加的無(wú)機(jī)納米材料一納米粘土增加了塑料強(qiáng)度的同時(shí)，最重要的是高比表面納米蒙脫土具有優(yōu)異的物理和化學(xué)吸附性能，能夠快速高效地吸附由于電芯防爆膜片或防爆閥開(kāi)啟溢出的電解液，從而杜絕電池包整體的短路起火爆炸。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是安裝有現(xiàn)有塑料保護(hù)套的電池組的示意圖；
圖2是本發(fā)明第一種實(shí)施例的剖視圖；
圖3是本發(fā)明第二種實(shí)施例的剖視圖；
圖4是粘土的IR光譜分析圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明提出的一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，由設(shè)有納米粘土的改性復(fù)合塑料制作而成。如圖2所示，為本發(fā)明第一種實(shí)施例的剖視圖，該保護(hù)套由設(shè)于外部的塑料層I和膠合于該塑料層I內(nèi)表面的納米粘土層2的改性復(fù)合塑料，采用高溫壓合制成。
[0012]如圖3所示為本發(fā)明第二種實(shí)施例的剖視圖，保護(hù)套3由所述的納米粘土的顆粒4鑲嵌于塑料中構(gòu)成的改性復(fù)合塑料制成。
[0013]本發(fā)明的納米粘土由下列步驟制作:
先根據(jù)需要市場(chǎng)選購(gòu)經(jīng)過(guò)提純的初級(jí)蒙脫土；
將有機(jī)陽(yáng)離子或酸與所述的初級(jí)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(jí)蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加熱煮沸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凈后過(guò)濾，在200°C焙燒2h以上干燥，最后研磨以60目過(guò)篩，獲得納米級(jí)蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
[0015]本發(fā)明采用的納米粘土是含水的2:1型層狀鋁硅酸鹽礦物，具有很大的比表面積，具有很強(qiáng)的吸附性能和陽(yáng)離子交換性能。本發(fā)明采用的納米粘土經(jīng)過(guò)酸處理高溫回流去除粘度雜質(zhì)后，粘土微觀表面增加了羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，這些基團(tuán)對(duì)電解液的有機(jī)成分具有高強(qiáng)的吸附性能。如圖4所示，經(jīng)過(guò)IR光譜分析，位于3625CHT1的峰值為羥基的伸縮振動(dòng)，因此經(jīng)過(guò)改性后的粘土在處理有機(jī)廢料方面可以得到有效的應(yīng)用。此外，經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，添加納米粘土后對(duì)塑料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度提高50-400%，所以納米粘土 /塑料復(fù)合材料，在保證保護(hù)套骨架穩(wěn)定的同時(shí)，可以大幅度增加對(duì)電解液(有機(jī)物)的吸附能力。
[0016]如圖2所示，根據(jù)動(dòng)力電池不同使用場(chǎng)合和電芯的大小，經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(hù)套的絕緣安全性能和改善散熱通風(fēng)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(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，其特征在于，所述保護(hù)套由設(shè)有納米粘土的改性復(fù)合塑料制成； 所述的納米粘土由下列方式制備: 先根據(jù)需要市場(chǎng)選購(gòu)經(jīng)過(guò)提純的初級(jí)蒙脫土； 將有機(jī)陽(yáng)離子或酸與所述的初級(jí)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(jí)蒙脫土按照I g粘土:3?10 mL酸的比例混合，并加熱煮沸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凈后過(guò)濾，在200°C焙燒2h以上干燥，最后研磨以60目過(guò)篩，獲得納米級(jí)蒙脫土成品，即為所述的納米粘土。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，其特征在于，所述的保護(hù)套包括:設(shè)于外部的塑料層(I)和設(shè)于該塑料層(I)內(nèi)表面的所述的納米粘土層(2)。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，其特征在于，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(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池安全保護(hù)套，其特征在于，所述的保護(hù)套(3)由所述的納米粘土的顆粒鑲嵌于塑料中的改性復(fù)合塑料制成。
【文檔編號(hào)】H01M2/02GK104332567SQ201410441220
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】袁甲, 涂繼軍 申請(qǐng)人:深圳市雄韜電源科技股份有限公司