[发明专利]用于防火的材料

说明书

一种用于防火的复合材料，所述用于防火的复合材料包含：‑a)无机纤维芯，所述无机纤维芯包括无机纤维，所述无机纤维经互锁或缠结以形成抗分离的粘结体，所述无机纤维芯层压在b)至少两层页硅酸盐绝缘体之间，所述材料还包含阻挡层，所述阻挡层是所述材料不可或缺的，用以阻止湿气进入所述无机纤维芯的边缘。

技术领域

本发明涉及用于防火的材料。本发明的材料尤其可用于提供被动防火以防止电存储装置中的热失控，例如电动车辆动力总成中的热失控，然而本发明不限于在此类组件中使用。

背景技术

电存储装置可以例如包括多个电池单元或电池(例如，锂离子电池单元)。锂离子电池单元可能在运行中发生故障，这可能导致存储能量从故障电池不受控制地释放，这可导致局部极高温区域。例如，各种类型的电池单元已显示为在所谓的“热失控”条件下产生在600-900℃范围内的温度。

如此高的温度可能会点燃附近的可燃物，从而引起火灾。高温还可能导致一些材料开始分解并产生气体。在此类事件期间产生的气体可能是有毒和/或易燃的，从而进一步增加了与热失控事件相关的危害。

锂离子电池单元可能使用具有高挥发性和易燃性的有机电解质。此类电解质往往在150℃至200℃范围内的温度下开始分解，并且无论如何甚至在分解开始之前就具有很大的蒸气压。一旦分解开始，产生的气体混合物(通常为CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₅F等的混合物)就能够燃烧。由于电解质分解而产生此类气体会导致压力升高，并且所述气体通常排放到大气中；然而，这种排气过程是危险的，因为用空气稀释所述气体可导致形成爆炸性的燃料-空气混合物，该爆炸性的燃料-空气混合物如果被点燃，就可使火焰燃烧回到所讨论的电池单元中，从而点燃整个布置。

热失控的问题在包括多个电池单元的装置中变得复杂化，因为与故障电池单元相邻的电池单元可能从故障电池吸收足够的能量而升温到高于所设计的其工作温度，由此被触发而进入热失控。这可导致连锁反应，在所述连锁反应中当一个电池单元点燃相邻的电池单元时，各电池单元进入一系列级联的热失控。

包括层压在云母纸片材之间的陶瓷纤维纸的绝缘材料已知用于炉子的绝缘，但是未已知被用于防火。

然而，对为电动汽车动力总成提供防火的具体要求可能包括以下中的一项或多项：-

·用于防止短路的低电导率(例如，优选小于1.0×10^-13S/cm，更优选小于1.0×10^-14S/cm)。

·耐湿性

·用于满足电动汽车动力总成的特定设计的适当压缩特性

·不含硅胶以允许在使用寿命结束后进行回收。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种复合材料，所述复合材料包括：-

a)无机纤维芯，所述无机纤维芯包含无机纤维，所述无机纤维经互锁或缠结以形成抗分离的粘结体所述无机纤维芯层压在

b)至少两层页硅酸盐绝缘体之间所述材料还包括

c)阻挡层，所述阻挡层是所述材料不可或缺的，用以阻止湿气进入所述无机纤维芯的边缘。

密封的无机纤维芯层的水分吸收(当样品暴露于40℃、95％相对湿度的环境23小时时)优选小于5重量％，更优选小于4重量％，甚至更优选小于3重量％，最优选小于2.5重量％。

除了无机纤维芯层的密封边缘阻止水分进入之外，所述密封边缘还阻止无机芯层内形成的灰尘被排放到环境中。