[发明专利]电池组包装组件及相关方法

说明书

发明背景

本发明一般性地涉及一种电绝缘涂层。更具体地，本发明涉及在电池组包装组件中用于钠电池的电隔离的高温电绝缘涂层。本发明还涉及一种制造所述电池组包装的方法。

电池组为用于在移动系统例如电动交通工具、混合电动交通工具和非交通工具(例如机车、越野采矿交通工具、船用应用、公交车和汽车)和固定应用例如不间断电力供应(UPS)系统和“Telecom”(电信系统)中储存一部分能量的必要元件。在交通工具的情况下，能量通常在制动期间再生，用于在发动期间后来使用。总的来说，当后来使用的要求低时可产生能量，因此降低燃料消耗。总的来说，出于某些原因，电池组运行环境是苛刻的，包括但不限于环境运行温度的大变动、延长的机械颤动以及存在腐蚀性污染物。

此外，在严格的条件下实现充电和放电，包括在重型交通工具加速时大量的放电电流以及在制动时大量的充电电流。然而，假定高初始资金成本，混合交通工具电池组通常预期具有延长的寿命。通常，这些电池组由许多电池组成。每个电池与相邻的电池电隔离，同时，各电池以串联或并联排列彼此电连接。通常，单个的电池通过放置在电池之间的云母片材或云母卷或箔分隔，用于电绝缘。

已知存在许多不同类型的电池组。然而，如普通技术人员所理解的，当前的高温电池组(例如，钠金属卤化物电池组)易于由于对电池组的机械颤动破坏而失效。机械颤动引起在云母片材和电池之间的相对运动，导致由于电蠕变而在电池之间损失电连接。颤动还可导致在密封空间中的击打失效，并且可导致破坏云母片材的机械和绝缘性质。

因此，期望开发一种具有高可靠性和延长的寿命的电池组包装，具有改进的电绝缘以用于混合运输交通工具例如机车的高颤动环境。

发明概述

根据本发明的一些实施方案，提供了包含多个电化学电池的电池组包装组件。所述电化学电池通过施用于电化学电池的外表面的高温电绝缘涂层彼此隔离。

本发明的一些实施方案还提供了一种用于在电池组包装组件中在单个电化学电池之间提供电隔离的方法。所述方法包括通过高温热沉积方法将高温绝缘材料的涂层施用于电池的外表面的步骤。高温绝缘材料的熔点大于电化学电池的运行温度。

附图

参考附图，阅读以下详细说明可更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中：

图1为本发明的一个实施方案的示意图；

图2为本发明的另一个实施方案的示意图。

发明详述

如以下详细讨论的，本发明的一些实施方案提供了在电池组包装中用于单个电化学电池的电隔离的高温电绝缘涂层。这些实施方案有利地避免在运行期间破坏电池之间的电绝缘的风险。本发明的实施方案还描述了一种在每个电池的外表面上施用这种高温涂层的方法。虽然本讨论在用于电池组的涂层的上下文中提供了实例，本领域普通技术人员将容易地理解这些涂层在其他上下文中的应用也在本发明的范围内，例如用于热阻挡涂层或腐蚀阻挡涂层。

本发明将描述关于用于移动系统的电池组包装。然而，本发明同样适用于可在高温(通常大于约250℃)下运行的其他类型的电池组。此外，本发明可用于固定应用，例如不间断电力供应(UPS)系统和电信系统。

本文在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可应用于修饰任何数量表示，这些数量可允许变化但不会导致相关的基本功能的变化。因此，被一个或多个术语例如“约”修饰的数值不局限于指定的精确值。在一些情况下，近似语言可相应于测量该值的仪器的精度。

本文使用的“阴极材料”为在充电期间供应电子的材料，并且作为氧化还原反应的一部分存在。“阳极材料”在充电期间接受电子，并且作为氧化还原反应的一部分存在。

本文使用的术语“电隔离”是指相对于并排排列的电池，在电池组包装组件中每个电化学电池与相邻的电池电分离。

本文使用的“击穿强度”是指在施用的AC或DC电压下材料的介质击穿抗性的度量。将在击穿前施用的电压除以材料的厚度，以提供击穿强度值。其通常以相对于单位长度的单位电位差来测量，例如千伏/毫米(kV/mm)。除非另外说明，否则本文使用的术语“高温”通常是指超过约250摄氏度(℃)的温度。

根据本发明的一个实施方案，提供了一种电池组包装组件。所述电池组包装组件包含多个电化学电池，所述电化学电池通过施用于每个电化学电池的外表面的高温电绝缘涂层而电隔离。