一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫

文档序号:579185 发布日期:2021-05-25 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫 (Hollow rubber composite pad for lithium ion battery pack ) 是由 沈川杰 李克锋 朱兼 张懋慧 王舒丹 吕士银 杨志云 于 2020-12-10 设计创作,主要内容包括:本发明实施例提供了一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫,其特征在于,包括:聚酰亚胺膜、中空橡胶板,其中,所述聚酰亚胺膜为两片,分别粘贴在所述中空橡胶板的两侧,形成所述中空橡胶复合垫;所述中空橡胶复合垫置于应用电池组两个相邻单体电池相邻面之间。(The embodiment of the invention provides a hollow rubber composite pad for a lithium ion battery pack, which is characterized by comprising the following components in parts by weight: the composite pad comprises a polyimide film and a hollow rubber plate, wherein the two polyimide films are respectively adhered to two sides of the hollow rubber plate to form the hollow rubber composite pad; the hollow rubber composite pad is arranged between adjacent surfaces of two adjacent single batteries of the application battery pack.)

一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫

技术领域

一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫,特别是一种锂离子电池单体为金属外壳的方形锂离子电池组用的结构稳定的中空橡胶复合垫。

背景技术

中空橡胶垫具有摩擦力大、可压缩、质量轻的特性,可以克服单体电池充放电过程的形变。然而单一的中空橡胶垫在实际应用中同样具有一定的缺陷,导致其大量应用受到限制。当单体电池处于进装配时,单体之间产生一个相互的挤压压力F1,进而,单体电池对中间的橡胶垫产生的压力为F2,由于单体电池与橡胶垫的接触面实际上是具有一定弧度的,形成向外的推动力F3。单体电池进行装配时,考虑到高强度的需求,一般橡胶垫与单体电池之间涂覆硅橡胶进行粘结,然而硅橡胶在固化前处于流动状态时,粘结界面的摩擦系数异常偏低,导致摩擦力骤降,单体电池弧形造成的向外的推动力F3大于摩擦力f,在该机制下中空橡胶垫发生形变,造成中空橡胶垫两侧突出超出单体电池的外形包络,导致后续电池组装配不匹配,造成质量隐患。本发明克服现有结构的缺陷,采用聚酰亚胺膜与橡胶垫复合的方法,在解决单体电池充放电体积膨胀变形的问题的同时,还可防止装配过程中空橡胶垫的变形对后续装配造成干涉,进而导致质量问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫,其特征在于,包括:聚酰亚胺膜、中空橡胶板,其中,所述聚酰亚胺膜为两片,分别粘贴在所述中空橡胶板的两侧,形成所述中空橡胶复合垫;所述中空橡胶复合垫置于应用电池组两个相邻单体电池相邻面之间。

优选地,两片所述聚酰亚胺膜通过不干胶分别粘贴在所述中空橡胶板的两侧,实现对中空橡胶板结构稳定和绝缘加强等的组合技术效果。

优选地,所述中空橡胶板为航空橡胶板、硅橡胶板、氟橡胶板、丁晴橡胶、三元乙丙橡胶等其中的一种。

优选地,所述中空橡胶板包括中空区域和环周区域,中空区域实现容纳单体电池充放电形变量的技术效果,环周区域实现弧形匹配、增大摩擦力和增大旋转扭力等组合技术效果,进一步达到抗震能力的提高的技术效果。

优选地,所述中空橡胶板厚度为0.4mm~2mm,与充放电形变量所匹配,实现形变量、弧形匹配以及抗震能力等最佳组合的技术效果。

优选地,所述中空区域的每个边长是中空橡胶板的每个边长的0.5~0.8倍,实现最优压力分布的技术效果。

优选地,中空橡胶板的宽度以单体电池宽度为基准,减少6mm~2mm,实现挤压匹配变形会后的装配匹配的技术效果。

优选地,中空橡胶板的长度以单体电池宽度为基准,减少4mm~2mm,实现挤压匹配变形会后的装配匹配的技术效果。

优选地,所述聚酰亚胺膜厚度为0.025mm~0.1mm,实现聚酰亚胺膜厚度最小且力学性能和抗拉力最优组合的技术效果。

优选地,所述单体电池为金属外壳结构的方形锂离子电池单体。

本专利具有的优点如下:

(1)中空橡胶复合垫仍然保持有中空的结构,可以克服单体电池充放电过程的形变造成的体积变化。

(2)中空橡胶复合垫中部的中空橡胶垫具有可压缩性,可以更好地自动匹配和适应金属外壳的方形锂离子电池的弧形接触面,提供更大的摩擦力和更好地减振作用,提高应用电池组的抗震能力。

(3)中空橡胶复合垫中空位置采用了两层聚酰亚胺膜,双层聚酰亚胺膜可以避免单层聚酰亚胺膜破损不绝缘的缺陷,因此具有较好的绝缘性能。

(4)中空橡胶复合垫中空位置采用了两层聚酰亚胺膜,双层聚酰亚胺膜可以避免单层聚酰亚胺膜破损不绝缘的缺陷,因此具有较好的绝缘性能。

(5)中空橡胶复合垫中的聚酰亚胺膜对中空橡胶垫起到结构稳定的作用,可以防止装配过程质量问题的发生,确保电池组的可靠性。

(6)中空橡胶复合垫制造简单,可以大量推广应用,具有较大的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种中空橡胶复合垫结构组成示意图;

图2为本发明锂离子单体电池与中空橡胶复合垫安装关系示意图;

图3为本发明的中空橡胶板结构示意图;

图4为本发明的应用电池组内部锂离子单体电池尺寸示意图;

图5(a)、图5(b)分别为本发明的单一和复合两种中空橡胶垫在挤压力作用下的横截面受力分析图;

图6(a)、图6(b)分别为本发明的单一和复合两种中空橡胶垫在挤压力作用下的形变对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种锂离子电池组用中空橡胶复合垫,其特征在于,包括:聚酰亚胺膜、中空橡胶板,其中,所述聚酰亚胺膜为两片,分别粘贴在所述中空橡胶板的两侧,形成所述中空橡胶复合垫;所述中空橡胶复合垫置于应用电池组两个相邻单体电池相邻面之间。

根据本发明的一个实施例,两片所述聚酰亚胺膜通过不干胶分别粘贴在所述中空橡胶板的两侧。

根据本发明的一个实施例,所述中空橡胶板为航空橡胶板、硅橡胶板、氟橡胶板、丁晴橡胶、三元乙丙橡胶等其中的一种。

根据本发明的一个实施例,所述中空橡胶板包括中空区域和环周区域。

根据本发明的一个实施例,所述中空橡胶板厚度为0.4mm~2mm。

根据本发明的一个实施例,所述中空区域的每个边长是中空橡胶板的每个边长的0.5~0.8倍。

根据本发明的一个实施例,中空橡胶板的宽度以单体电池宽度为基准,减少6mm~2mm。

根据本发明的一个实施例,中空橡胶板的长度以单体电池宽度为基准,减少4mm~2mm。

根据本发明的一个实施例,所述聚酰亚胺膜厚度为0.025mm~0.1mm。

根据本发明的一个实施例,所述单体电池为金属外壳结构的方形锂离子电池单体。

下面,以具体实例说明本发明的技术方案。

如图1所示,一种锂离子电池组用结构稳定的中空橡胶复合垫,包括聚酰亚胺膜层11、中空橡胶板12;两片聚酰亚胺膜层11的一面涂覆有不干胶,粘贴到中空橡胶板12上。

如图2所示,粘贴成型的中空橡胶复合层放入需要装配的锂离子电池组中,两个面分别与应用电池组两个相邻单体电池相邻面接触,所述单体电池为金属外壳结构的方形锂离子电池单体。

如图3所示,所述中空橡胶板2为航空橡胶板、硅橡胶板、氟橡胶板、丁晴橡胶、三元乙丙橡胶等其中的一种,确保复合层可以适当发生变形与单体电池的平面匹配,增大接触面积,提高摩擦力,同时,其本体为弹性体,可一定程度提高其内部的抗震性能。整体外形尺寸为矩形,与单体电池外形尺寸所匹配,可以起到绝缘隔离的作用。所述中空橡胶板2包括中空区域201和环周区域202,厚度为0.4mm~2mm之间,以适应锂离子单体电池(如图4所示)充放电过程尺寸的变化的最大值。中空橡胶板的宽度a1以单体电池宽度a3为基准减少6mm~2mm,长度b1以单体电池宽度b3为基准减少4mm~2mm,确保单体电池有效隔离,又可防止中空橡胶板2挤压变形造成其两侧或上下突出单体电池外形包络范围。中空橡板中空位置的尺寸a2=k1×a1,且b2=k2×b1,k1取值为 0.5~0.75之间,k2取值为0.5~0.8之间,确保中空橡胶垫发生形变满足与锂离子单体电池弧形结构匹配的要求,同时防止剩余橡胶垫面积过小造成不可逆压缩形变。

所述聚酰亚胺膜为聚酰亚胺绝缘膜材料,聚酰亚胺材料本身具有相当好的绝缘性能,两层薄膜,可以有效防止相邻单体电池中间位置接触而导通;聚酰亚胺膜层厚度均在0.025mm~0.1mm之间,一方面可以减少该膜的厚度,进而减少电池组的体积,同时,其最低厚度所具有的强度而形成的拉力可以保证整个中空橡胶复合垫在受到挤压时不发生的向外挤出的情况。

中空橡胶垫具有摩擦力大、可压缩、质量轻的特性,可以克服单体电池充放电过程的形变。然而单一的中空橡胶垫在实际应用中同样具有一定的缺陷,导致其大量应用受到限制。如图5(a)、图5(b)所示,当单体电池处于进装配时,单体之间产生一个相互的挤压压力F1,进而,单体电池对中间的橡胶垫产生的压力为F2,由于单体电池与橡胶垫的接触面实际上是具有一定弧度的,形成向外的推动力F3。单体电池进行装配时,考虑到高强度的需求,一般橡胶垫与单体电池之间涂覆硅橡胶进行粘结,然而硅橡胶在固化前处于流动状态时,粘结界面的摩擦系数异常偏低,导致摩擦力骤降,单体电池弧形造成的向外的推动力F3大于摩擦力f,在该机制下中空橡胶垫发生形变,造成中空橡胶垫两侧突出超出单体电池的外形包络(如图6(a)所示),导致后续电池组装配不匹配,造成质量隐患,而本发明克服现有结构的缺陷,采用聚酰亚胺膜与橡胶垫复合的方法,有效地提高中空橡胶垫的稳定性(如图6(b)所示)。

显然,本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

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