本實用新型屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本實用新型涉及一種電池模組。

背景技術(shù)：

目前，動力電池安全性一直是制約新能源汽車快速推廣的主要障礙。研究表明，熱失控是導致電池發(fā)生不安全行為的根本原因，尤其是成組后的動力電池模組。因此，如何提高電池濫用導致的熱失控安全性意義重大。一般情況下，控制電池失控產(chǎn)生的熱量是改善熱失控的主要方向，然而要求電池組既能導熱也能隔熱，是一個矛盾又艱難的設(shè)計。

現(xiàn)有技術(shù)中，動力電池模組的熱失控防護措施主要包括：

1)氣凝膠隔熱墊：動力電池成組后，于電池單體間夾入隔熱墊，利用隔熱材料導熱能力差的特點阻斷失控電池的熱量快速轉(zhuǎn)移給相鄰電池。氣凝膠隔熱墊的使用一定程度上阻斷或延緩了失控電池的熱量傳遞。但是，一般來說，電池失控時會伴隨快速的膨脹變形，導致氣凝膠隔熱墊局部區(qū)域壓縮變薄，隔熱效果顯著降低。

2)安全閥：電池單體中加入安全閥來響應由于過熱、過充等濫用條件導致的電池內(nèi)壓異常升高，從而避免電池出現(xiàn)爆炸。安全閥雖然可以起到泄壓防爆的作用，但是電芯失控時往往是伴隨高熱高速的氣體噴出，甚至帶著濃濃的火焰，而這些會導致相鄰電芯過熱進而出現(xiàn)整個電池模塊過熱而失控。

3)正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC(Positive Temperature Coefficient Materials)：當電池異常時可能會產(chǎn)生大電流并導致電池溫度快速升高出現(xiàn)熱失控；電池單體材料內(nèi)部或電路中加入PTC，可利用PTC通過大電流導致其溫度升高，進而發(fā)生電導率轉(zhuǎn)變，元器件電阻值迅速增大幾個數(shù)量級從而起到限流作用。但是，PTC材料主要區(qū)分其使用狀況，若作為元器件使用，可起到過流保護的作用，對于短路保護作用明顯；但對于過充這種逐步失效的過程則作用有限；而且PTC作為溫度敏感電極使用，無論是底涂還是混涂，都不可避免增加了電池的內(nèi)阻，導致電池性能下降。

4)熱熔保險絲：在電池中串聯(lián)熱熔保險絲可以防止大電流持續(xù)通過電池；當大電流通過電池導致元件溫度達到熔斷溫度，元件斷開切斷回路，避免進一步失控。熱熔保險絲的作用類似于作為元器件用的PTC，對于短路保護作用明顯，但對于過充濫用其作用就相對有限。

5)SSD翻轉(zhuǎn)片：電池單體中加入氣壓響應的SSD翻轉(zhuǎn)片，當電池內(nèi)部氣壓達到臨界值時，SSD翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)導通正負極，避免外部電源持續(xù)供電進一步過充。SSD翻轉(zhuǎn)片雖然可以阻止電池進一步過充，但是電池內(nèi)部熱量若沒有及時的排出，即使SSD翻轉(zhuǎn)片發(fā)生翻轉(zhuǎn)，也無法阻止電池過充致熱失控。

6)過充保護技術(shù)：于電池體系中加入電氧化聚合單體，或者氧化還原穿梭劑，亦或是采用電壓敏感的隔離膜；這幾種技術(shù)主要是利用過充濫用發(fā)生時，電池電壓逐步上升，到達一定值時，單體聚合并在活性材料表面形成保護膜防止活性材料與電解液直接接觸發(fā)生進一步的失控反應；或是氧化還原穿梭劑在過充時發(fā)生可逆的氧化還原反應來避免活性材料的氧化分解；又或者是利用可參雜聚合物，過充時形成P型參雜，隔膜導通，電流直接流過隔膜，避免電壓進一步上升。過充保護技術(shù)可以說是從本質(zhì)上解決電池的過充濫用，但是這些材料添加到電池體系中，對電池的正常電化學性能的影響有待評估，而且這些材料的使用增加了電池的制造成本和電池內(nèi)阻。

有鑒于此，確有必要提供一種能提高熱失控安全性的電池模組。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種能提高熱失控安全性的電池模組。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種電池模組，包括模組外殼、置于模組外殼內(nèi)的電池單體，以及設(shè)于相鄰兩個電池單體間并與電池單體貼合的隔熱裝置，所述隔熱裝置為具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片。

電池成組一般是通過電池單體緊貼的方式成型，因此在相鄰電池單體間放置隔熱裝置，可阻斷或抑制熱量的快速傳遞。云母片具有導熱性能差、強度高和抗壓縮能力強的特點，因此電池單體間放置導熱性能較差的云母片可降低失控電池傳至相鄰正常電池的熱量，使得失控電池單體不會影響其他正常電池，同時利用云母片的硬度高、抗壓縮能力突出的特點可抑制失控電池的產(chǎn)氣膨脹，保持阻熱效果不變。

鏤空設(shè)計避免失控電池單體與相鄰電池單體膨脹接觸，而且空氣間隙的存在，增大電池單體間的傳熱熱阻，可顯著增強隔熱效果。鏤空結(jié)構(gòu)可為長方形、正方形或圓形。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述云母片的厚度為0.5-2mm。云母片具有低導熱性，不用刻意通過增加厚度來增加隔熱效果，但是若云母片太薄，效果也會大打折扣，因此考慮所占用的空間以及隔熱效果，當云母片的厚度為0.5-2mm時，隔熱效果好，而且占用空間小，不會對電池模組的能量密度產(chǎn)生不利影響。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述電池模組還包括與電池單體接觸連接的吸熱裝置。阻斷電池單體間熱傳導的同時增強電池單體的熱傳導，可將電池單體內(nèi)部熱量導出，避免電池單體長時間過熱而失效。利用吸熱裝置快速吸收失控電池產(chǎn)生的熱量，間接降低電池單體間的傳熱，增強電池模塊失控安全性。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述吸熱裝置采用復合相變材料壓鑄成型，吸熱裝置的厚度小于10mm。復合相變材料具有較高的導熱性和壓縮強度，能快速吸收失控電池單體產(chǎn)生的熱量，間接降低電池單體間的傳熱，增強電池模組失控安全性。原則上復合相變材料越多，可吸收熱量越多，但是過多的復合相變材料會降低電池模組的能量密度，而且會增加成本，因此復合相變材料的厚度在滿足吸熱要求的情況下，要盡可能小，因此限定其厚度小于10mm。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述復合相變材料包括工業(yè)石蠟、膨脹石墨和碳纖維或所述復合相變材料包括泡沫金屬骨架和石蠟。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述泡沫金屬骨架包括泡沫銅、泡沫鋁。由于石蠟的導熱性和強度不夠，結(jié)合泡沫金屬骨架可得到較好的導熱性，并對整體結(jié)構(gòu)提供支撐的作用。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述電池單體與吸熱裝置之間設(shè)有導熱裝置。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述導熱裝置選自導熱硅脂或?qū)峁枘z墊，所述導熱裝置的厚度為0.5-2mm。

導熱裝置可降低電池單體與復合相變材料之間的界面熱阻，加快傳熱速度，增強導熱能力。因此在電池單體與復合相變材料之間設(shè)有導熱硅脂或?qū)峁枘z墊，可顯著降低界面熱阻，增強電池單體底部熱傳導，降低電池單體的傳熱負擔，避免電池單體因長時間過熱而失效。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述吸熱裝置設(shè)于模組外殼的底部，所述導熱裝置分別與吸熱裝置的上表面和電池單體的底部連接。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述模組外殼包括兩個端板，兩個端板通過螺栓連接固定。

作為本實用新型電池模組的一種改進，所述模組外殼包括兩個端板和兩個側(cè)板，端板和側(cè)板形成具有上下開口結(jié)構(gòu)的模組外殼。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型電池模組具有以下有益技術(shù)效果：

采用具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片作為隔熱裝置，利用其高硬度低導熱的特點，抑制電池單體失效膨脹，增強電池單體間的隔熱效果，并將電池單體內(nèi)部的熱量通過導熱裝置快速轉(zhuǎn)移至吸熱裝置，快速的熱量吸收可有效降低電池單體的內(nèi)部溫升，從而減輕電池單體內(nèi)部的副反應，提高電池模組的熱失控安全性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本實用新型電池模組進行詳細說明，其中：

圖1為本實用新型電池模組的立體示意圖。

圖2為圖1所示電池模組的主視圖。

圖3為圖1所示電池模組的左視圖。

圖4為圖1所示電池模組中隔熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實施方式，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本實用新型，并非為了限定本實用新型。

請參照圖1至圖3所示，本實用新型提供了一種電池模組，包括模組外殼10，置于模組外殼10內(nèi)的電池單體20，以及設(shè)于相鄰兩個電池單體20間并與電池單體貼合的隔熱裝置30，其中，隔熱裝置30為具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片。

模組外殼10包括兩個端板12，兩個端板12之間通過螺栓14進行連接固定，如圖1中所示，端板12兩側(cè)均分別通過兩個螺栓14與另一個端板12連接形成模組外殼10。

模組外殼10還可以為其他結(jié)構(gòu)，如包括兩個端板12和兩個側(cè)板，兩個端板12和兩個側(cè)板形成上下開口結(jié)構(gòu)，不同類型的電池模組可根據(jù)需要選擇使用不同類型的模組外殼10。

多個電池單體20位于模組外殼10內(nèi)，堆疊設(shè)置，串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組。

請參照圖1和圖4所示，隔熱裝置30為云母片，且云母片具有鏤空結(jié)構(gòu)。相鄰電池單體20間放置云母片進行隔熱并與電池單體20貼合，利用云母片的低傳熱性，將云母片放置于相鄰電池單體20之間，降低失控電池單體20傳至相鄰正常電池單體20的熱量，可阻斷或抑制熱量的快速傳遞，同時利用云母片硬度高的特點，抑制電池單體20失效膨脹，鏤空結(jié)構(gòu)中空氣間隙的存在可顯著增強隔熱效果，從而保持阻熱效果不變。

由于云母片的導熱性差，無需太厚就可以達到隔熱的效果，同時為了增大電池模組的能量密度，應盡可能選擇較薄的云母片，但是太薄隔熱效果不佳，經(jīng)試驗驗證，選擇云母片的厚度為0.5-2mm。云母片上的鏤空形狀可以為長方形、正方形或圓形。

在阻斷相鄰電池單體20間熱傳導的同時，需增強電池單體20熱量的導出，以進一步保證電池模組的安全性，因此需要設(shè)置吸熱裝置50。

請參照圖1至圖2所示，吸熱裝置50設(shè)于模組外殼10的底部。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，吸熱裝置50為采用工業(yè)石蠟、膨脹石墨和碳纖維壓鑄成型的平板結(jié)構(gòu)，為復合相變材料，具有較高的導熱性和壓縮強度，能快速吸收失控電池單體20產(chǎn)生的熱量。原則上復合相變材料越多，可吸收的熱量越多，但是考慮到電池模組的能量密度和制造成本，應在滿足將電池單體20熱量導出的前提下，盡可能降低吸熱裝置50的厚度，經(jīng)反復驗證，要求其厚度小于10mm。需要說明的是，吸熱裝置50還可采用其他的復合相變材料，例如包括泡沫金屬骨架和石蠟的復合相變材料，泡沫金屬可為泡沫銅或泡沫鋁。

為了進一步降低電池單體20底部與吸熱裝置50之間的界面熱阻，本實用新型電池模組在電池單體20底部與吸熱裝置50之間設(shè)有導熱裝置40。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，導熱裝置40為導熱硅脂，導熱硅脂成膏狀，具有良好的導熱性和潤濕性，可顯著降低界面熱阻，增強電池單體20底部熱傳導，從而降低電池單體20的傳熱負擔，避免電池單體20因長時間過熱而失效。根據(jù)本實用新型的其他實施方式，導熱裝置40還可選用導熱硅膠墊?？紤]到導熱性能和電池模組的能量密度，導熱裝置40的厚度選擇為0.5-2mm。

本實用新型電池模組的組裝過程為：將工業(yè)石蠟與膨脹石墨及碳纖維壓鑄成平板結(jié)構(gòu)，尺寸與模組外殼10的底部相匹配，得到吸熱裝置50，在吸熱裝置50的上表面均勻涂覆一層導熱硅脂形成導熱裝置40，依次放置電池單體20和隔熱裝置30云母片，云母片具有長方形鏤空結(jié)構(gòu)，將隔熱裝置30云母片放置于相鄰電池單體20間并緊貼，阻斷相鄰電池單體20間的熱傳遞，電池單體20內(nèi)的熱量通過導熱裝置40快速傳遞至吸熱裝置50，從而增強電池模組失控安全性，最后在兩端加入端板12，利用螺栓14將兩端的端板12固定，從而固定整個電池模塊。

結(jié)合以上對本實用新型的詳細描述可以看出，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型至少具有以下有益技術(shù)效果：

采用具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片作為隔熱裝置30，利用其高硬度低導熱的特點，抑制電池單體20失效膨脹，增強電池單體20間的隔熱效果，并將電池單體20內(nèi)部的熱量通過導熱裝置40快速轉(zhuǎn)移至吸熱裝置50，快速的熱量吸收可有效降低電池單體20的內(nèi)部溫升，從而減輕電池單體20內(nèi)部的副反應，提高電池模組的熱失控安全性。

根據(jù)上述原理，本實用新型還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。