CN119518177A - 复合热障及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合热障及方法，具体为复合热障和相关的电池模块、电池组、热障和方法。一种装置可包括多个电池单元。一种装置可包括至少一个热障，用于将所述多个电池单元中的选定电池单元隔开，所述热障包括绝缘体层；以及介电增强层。

Description

复合热障及方法

技术领域

本公开内容一般涉及用于防止或减轻能量存储系统中的热事件(例如热失控问题)的材料和系统及方法。具体而言，本公开内容提供了热障材料。本公开内容还涉及具有一个或多个包括热障材料的电池单元的电池模块或电池组，以及包括这些电池模块或电池组的系统。一般描述的示例可以包括气凝胶材料。

背景技术

与传统电池相比，锂离子电池(LIB)具有高工作电压、低记忆效应和高能量密度，因此被广泛用于为便携式电子设备(如手机、平板电脑、笔记本电脑、电动工具和其他高电流设备(如电动汽车))供电。然而，安全性是一个问题，因为LIB在“滥用条件”下容易发生灾难性故障，例如当可充电电池过度充电(充电超过设计电压)、过度放电、在高温和高压下操作或暴露于高温和高压时。虽然以LIB为例，但本公开的技术可以与任何类型的电池一起使用。

为了防止发生级联热失控事件(cascading thermal runaway events)，需要有效的绝缘和散热策略来解决LIBs的这些和其他技术挑战。

发明内容

本发明公开一种一种电池模块，其特征在于，包括：多个电池单元，位于模块外壳内，每个所述电池单元具有相应的电池单元横向足迹；至少一个热障，用于将所述多个电池单元中的选定电池单元隔开，所述至少一个热障包括：绝缘体层，其绝缘体横向足迹等于或大于所述电池单元横向足迹；以及第一层，包括所述绝缘体层上的电介质，其中，所述第一层延伸超出所述绝缘体横向足迹。

附图说明

图1A示出了根据一些方面的电池模块。

图1B示出了根据一些方面的另一个电池模块。

图2示出了根据一些方面的热障。

图3示出了根据一些方面的另一个热障。

图4示出了根据一些方面的另一个热障。

图5示出了根据一些方面的另一个热障。

图6A示出了根据一些方面的另一个热障。

图6B示出了根据一些方面的电池模块。

图6C示出了根据一些方面的电池模块的横截面视图。

图6D示出了根据一些方面的电池模块的另一个横截面视图。

图7A示出了根据一些方面的另一个热障。

图7B示出了根据一些方面的热障的横截面视图。

图7C示出了根据一些方面的热障的另一个横截面视图。

图8A示出了根据一些方面的热障的另一横截面视图。

图8B示出了根据一些方面的热障的另一横截面视图。

图9A示出了根据一些方面的另一热障。

图9B示出了根据一些方面的另一热障。

图10A示出了根据一些方面的另一热障。

图10B示出了根据一些方面的另一热障。

图11A示出了根据一些方面的电池模块的等距分解视图。

图11B示出了根据一些方面的热障和壳体部分的选定横截面。

图12示出了根据一些方面的电池模块的等距分解图。

图13A示出了根据一些方面的另一种热障和电池单元。

图13B示出了根据一些方面的另一种热障和电池单元的端视图。

图13C示出了根据一些方面的另一种热障的等距视图。

图14A示出了根据一些方面的另一种热障的分解图。

图14B示出了根据一些方面的另一种热障的分解图。

图14C示出了根据一些方面的另一种热障的分解图。

图15A示出了根据一些方面的另一种热障的端视图。

图15B示出了根据一些方面的另一种热障的端视图。

图15C示出了根据一些方面的另一种热障的端视图。

图15D示出了根据一些方面的另一种热障的分解视图。

图16示出了根据一些方面的电池模块的横截面视图

图17示出了根据一些方面的电子装置。

图18示出了根据一些方面的电动车辆。

附图标记说明

100:电池模块

102:电池单元

104:电端子、端子

110:热障

112:电池单元子部分

114:电池单元子部分

150:电池模块

152:电池单元

154:散热器

160:热障

200:热障

202:绝缘体层

204:介电增强层

206:第二介电增强层、介电增强层

300:热障

302:绝缘体层

304:介电增强层

306:第二介电增强层、介电增强层

310:延伸部

400:热障

402:绝缘体层

404:介电增强层

406:第二介电增强层、介电增强层

410:延伸部

412:延伸部

500:热障

502:绝缘体层

504:介电增强层

506:第二介电增强层、介电增强层

510:第一延伸部

512:第二延伸部

600:热障

602:绝缘体层

604:介电增强层

606:第二介电增强层、介电增强层

610:第一延伸部

612:第二延伸部

614:第三延伸部

616:第四延伸部

650:电池模块

652:电池单元

654:模块外壳

656:盖子

657:侧面空间

658:顶部空间

659:隔间

700:热障

702:绝缘体层

704:介电增强层

706:第二介电增强层、介电增强层

708:边缘密封件

800:热障

802:绝缘体层

804:层

806:层

808:边缘密封件

810:介电增强层

812:粘合剂层

820:热障

822:绝缘体层

824:第一侧

825:粘合剂层

826:第二侧

827:介电增强层

828:边缘密封件

900:热障

902:绝缘体层

904:边缘密封件

906:介电增强层

909:折痕

910:特写图

912:接头

914:间隙

920:端视图

950:热障

952:绝缘体层

953:中间部分

954:间隙

956:介电边缘密封件

960:特写图

970:端视图

1000:热障

1002:绝缘体层

1004:间隙

1006:介电边缘密封件

1008:封装层

1010:特写图

1050:热障

1052:绝缘体层

1053:中间部分

1054:间隙

1056:介电边缘密封件

1058:封装层

1060:特写图

1070:端视图

1100:电池模块

1102:电池外壳、外壳

1104:第一槽

1106:凹槽板

1107:第二槽

1108:盖子

1110:冷却板

1112:电池单元

1113:通风口

1114:热障

1116:二次电池单元隔板

1120:视图

1121:凹槽

1122:尺寸

1123:绝缘体层、热障

1124:尺寸

1130:视图

1131:凹槽

1132:尺寸

1133:绝缘体层、热障

1134:尺寸

1140:视图

1141:凹槽

1142:尺寸

1143:绝缘体层、热障

1144:尺寸

1150:视图

1151:凹槽

1152:尺寸

1153:绝缘体层、热障

1154:尺寸

1200:电池模块

1202:电池外壳、外壳

1204:第一槽

1206:顶部槽板、槽板、顶板

1207:第二槽

1208:盖子

1212:电池单元

1213:通风口

1214:绝缘体层、热障

1216:二次电池单元隔板

1218:底部槽板、底板

1219:第三槽

1300:热障

1301:绝缘体层、核心

1302:电池单元

1303:横向电池足迹

1304:投影线

1306:介电边缘密封件

1308:角

1310:封装层

1350:热障

1352:中心部分

1353:第四边缘

1354:角

1356:介电边缘密封件

1400:热障

1402:绝缘体层

1403:介电增强层

1404:第一侧

1406:第二侧

1407:折叠

1408:边缘密封件

1410:热障

1412:绝缘体层

1413:介电增强层

1414:第一侧

1416:第二侧

1417:底侧

1418:边缘密封件

1420:热障

1422:绝缘体层

1423:介电增强层

1428:边缘密封件

1500:热障

1502:绝缘体层

1504:介电增强层

1506:介电增强层

1508:封装层

1510:热障

1512:绝缘体层

1514:介电增强层

1516:介电增强层

1518:封装层

1520:热障

1522:绝缘体层

1523:粘合剂

1524:介电增强层

1525:释放层

1526:介电增强层

1527:粘合剂

1528:封装层

1530:热障

1532:绝缘体层

1533:粘合剂

1534:介电增强层

1535:释放层

1536:介电增强层

1537:粘合剂层

1538:封装层

1600:电池模块

1602:电池单元

1604:模块外壳、外壳

1605:散热器

1606:盖子

1608:顶部绝缘体层

1610:热障

1700:电子装置

1702:外壳

1710:电池模块

1712:电路

1714:充电端口

1720:功能电子装置

1800:电动车辆

1802:底盘

1804:充电端口

1806:电路

1810:电池模块

1820:驱动电机

1822:车轮。

具体实施方式

以下描述和附图充分说明了具体实施例，以使本领域技术人员能够实践它们。其他实施例可以包含结构、逻辑、电气、过程和其他变化。一些实施例的部分和特征可以包括在其他实施例的部分和特征中或替代其他实施例的部分和特征。权利要求中所述的实施例涵盖了这些权利要求的所有可用等效物。

下文示例中描述的绝缘材料、热导体材料、弹性材料等可用于电池模块中，以将单个电池单元或电池装置中的电池单元组分隔开。本公开内容中将耦合在一起的多个电池单元称为电池模块。然而，所述装置和方法可用于多种类型的多电池单元布置中的任何一种，这些布置可称为电池组、电池系统等。

下文所述的绝缘材料可用作单个耐热层，或与其他层组合使用，为多层组构提供附加功能，例如机械强度、压缩性、散热/传导等。本文所述的绝缘层负责可靠地容纳和控制小空间内发热部件的热流，并为电子、工业和汽车技术领域的此类产品提供安全性和防止火势蔓延。

在本公开的许多方面中，绝缘层本身或与其他材料组合用作火焰/火焰偏转层，以增强遏制和控制热流的性能。例如，绝缘层本身可以耐火焰和/或热气，并且进一步包括改变或增强热量遏制和控制的夹带颗粒材料。

气凝胶

高效绝缘层的一个示例包括气凝胶。气凝胶根据其结构描述一类材料，即低密度、开孔结构、大表面积(通常为900m²/g或更高)和亚纳米级孔径。孔可以填充气体，例如空气。气凝胶可以通过其物理和结构特性与其他多孔材料区分开来。虽然气凝胶材料是示例性绝缘材料，但本发明并不限于此。在本公开的方面中也可以使用其他热绝缘材料层。

描述了气凝胶形成和特性的选定示例。在几个示例中，前体材料被凝胶化以形成充满溶剂的孔隙网络。然后提取溶剂，留下多孔基质。已知各种不同的气凝胶组合物，其可为无机的、有机的和无机/有机混合物。无机气凝胶通常基于金属醇盐，包括诸如二氧化硅、氧化锆、氧化铝和其他氧化物的材料。有机气凝胶包括但不限于聚氨酯气凝胶、间苯二酚甲醛气凝胶和聚酰亚胺气凝胶。

无机气凝胶可以由金属氧化物或金属醇盐材料形成。金属氧化物或金属醇盐材料可以基于任何可以形成氧化物的金属的氧化物或醇盐。此类金属包括但不限于硅、铝、钛、锆、铪、钇、钒、铈等。无机二氧化硅气凝胶传统上是通过二氧化硅基醇盐(例如四乙氧基硅烷)的水解和缩合，或通过硅酸或水玻璃的凝胶化制成的。用于二氧化硅基气凝胶合成的其它相关无机前体材料包括但不限于金属硅酸盐(例如硅酸钠或硅酸钾)、烷氧基硅烷、部分水解的烷氧基硅烷、四乙氧基硅烷(TEOS)、部分水解的TEOS、TEOS的缩合聚合物、四甲氧基硅烷(TMOS)、部分水解的TMOS、TMOS的缩合聚合物、四正丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷的部分水解和/或缩合聚合物、聚乙基硅酸酯、部分水解的聚乙基硅酸酯、单体烷基烷氧基硅烷、双三烷氧基烷基或芳基硅烷、多面体倍半硅氧烷或其组合。

在本公开的某些实施例中，预水解的TEOS，例如SilbondH-5(SBH5，SilbondCorp)，其水解的水/二氧化硅比为约1.9-2，可以作为市售品使用，或者可以在加入到胶凝工艺之前进一步水解。部分水解的TEOS或TMOS，例如聚乙基硅酸盐(Silbond40)或聚甲基硅酸盐，也可以作为市售品使用，或者可以在加入到胶凝工艺之前进一步水解。

无机气凝胶还可以包括含有至少一个疏水基团的凝胶前体，例如烷基金属醇盐、环烷基金属醇盐和芳基金属醇盐，其可赋予或改善凝胶中的某些性质，例如稳定性和疏水性。无机二氧化硅气凝胶可以具体包括疏水前体，例如烷基硅烷或芳基硅烷。疏水凝胶前体可以用作主要前体材料以形成凝胶材料的框架。然而，疏水凝胶前体更常用作共前体，与简单的金属醇盐结合形成汞合金气凝胶。用于二氧化硅基气凝胶合成的疏水性无机前体材料包括但不限于三甲基甲氧基硅烷(TMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷(DMDS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)、二乙基二乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷(PhTES)、六甲基二硅氮烷和六乙基二硅氮烷等。可以使用上述任何前体的任何衍生物，并且具体地，可以将某些其他化学基团的聚合物添加或交联到上述一种或多种前体上。

有机气凝胶通常由碳基聚合物前体形成。此类聚合物材料包括但不限于间苯二酚甲醛(RF)、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯低聚物、聚氧化烯、聚氨酯、多酚、聚丁二烷、三烷氧基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚糠醛、三聚氰胺甲醛、甲酚甲醛、苯酚糠醛、聚醚、多元醇、聚异氰酸酯、聚羟基苯、聚乙烯醇二醛、聚氰脲酸酯、聚丙烯酰胺、各种环氧树脂、琼脂、琼脂糖、壳聚糖及其组合。作为一个示例，有机RF气凝胶通常由间苯二酚或三聚氰胺与甲醛在碱性条件下进行溶胶-凝胶聚合制成。

有机/无机混合气凝胶主要由有机改性二氧化硅(“ormosil”)气凝胶组成。这些ormosil材料包括与二氧化硅网络共价结合的有机组分。Ormosil通常通过有机改性硅烷R-Si(OX)₃与传统醇盐前体Y(OX)₄的水解和缩合形成。在这些公式中，X可以表示，例如CH₃、C₂H₅、C₃H₇、C₄H₉；Y可以表示，例如Si、Ti、Zr或Al；并且R可以是任何有机片段，例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、乙烯基、环氧化物等。ormosil气凝胶中的有机成分也可以分散在整个二氧化硅网络中或与二氧化硅网络化学结合。

气凝胶可由柔性凝胶前体形成。各种柔性层(包括柔性纤维增强气凝胶)可容易地组合和成型以得到预成型件，当沿一个或多个轴机械压缩时，所述预成型件可沿任何这些轴产生抗压强度高的主体。

气凝胶形成的一种方法包括批量铸造。批量铸造包括催化整个体积的溶胶以同时诱导整个体积的凝胶化。凝胶形成技术包括调节稀金属氧化物溶胶的pH值和/或温度至发生凝胶化的程度。适合形成无机气凝胶的材料包括大多数可以形成氧化物的金属的氧化物，例如硅、铝、钛、锆、铪、钇、钒等。特别优选的是主要由水解硅酸酯的醇溶液形成的凝胶，因其易于获得且成本低廉(醇凝胶)。有机气凝胶也可以由三聚氰胺甲醛、间苯二酚甲醛等制成。

在一个示例中，气凝胶材料可以是整体的(monolithic)，也可以是连续的，贯穿整个结构或层。在其他示例中，气凝胶材料可以包括复合气凝胶材料，其中气凝胶颗粒与粘合剂或载体混合。复合气凝胶材料中可以包括其他添加剂，包括但不限于有助于气凝胶颗粒在粘合剂或载体内分散的表面活性剂。复合气凝胶浆料可以施加到支撑板(例如网、毡、网等)上，然后干燥以形成复合气凝胶结构。

增强

如上所述，气凝胶可以是有机的、无机的或其混合物。在一些示例中，气凝胶包括二氧化硅基气凝胶。热障中的一个或多个层可以包括增强材料。增强材料可以是为气凝胶材料提供弹性、顺应性或结构稳定性的任何材料。增强材料的示例包括但不限于开孔大孔框架增强材料、闭孔大孔框架增强材料、开孔膜、蜂窝状增强材料、聚合物增强材料和纤维增强材料，例如离散纤维、编织材料、非织造材料、针刺非织造物、棉絮、网、垫和毡。

增强材料可以选自有机聚合物基纤维、无机纤维、碳基纤维或其组合。无机纤维可选自玻璃纤维、岩石纤维、金属纤维、硼纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、其他无机纤维或其组合。有机聚合物基纤维可以选自聚酯聚丙烯纤维、丙烯酸纤维、聚氯乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、斯潘德克斯(spandex)纤维、尼龙纤维、预氧化纤维、预氧化聚丙烯腈(OPAN)纤维、其他有机纤维或其组合。在一些示例中，增强材料可以包括多层材料。

介电增强层

除其他功能外，介电增强层还为热障提供机械强度。其低电导率可防止电池模块或电池组中意外电短路。介电增强层包括介电材料和介电聚合物。例如，介电增强层可以包括选自陶瓷、玻璃、橡胶、油、纸、树脂、环氧树脂、塑料和聚合物的材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯(PVC)、PVC弹性材料、PVC刚性材料、其他介电材料及其组合。

或者，介电增强层可以包括云母。使用云母作为介电增强层的优点包括低热导率和低成本的此类材料的丰富可用性。云母还天然以片状或片状形式存在，其以低成本提供良好的结构性能。与粉末状介电材料相比，云母片具有机械强度，并为绝缘层提供所需的增强和封装。在一个方面，介电增强层包括与粘合剂(例如，聚合物粘合剂)结合在一起以形成结构片的云母颗粒。在一个方面，介电增强层是柔性的。在一个方面，粘合剂可以包括硅基聚合物，尽管本公开内容不限于此。硅聚合物具有高耐热性和低热导率的优点。

热传导

除了热绝缘层之外，热传导层与热绝缘层结合可有效地将不需要的热量引导到所需的外部位置，例如外部散热片、散热外壳或其他外部结构，以将不需要的热量散发到外部环境空气中。在一个示例中，一个或多个热传导层有助于将热量从电池模块或电池组内的局部热负荷中散发出去。高导热率材料的示例包括碳纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨、热解石墨片、碳化硅、金属(包括但不限于铜、不锈钢、铝等)及其组合。

为了帮助分配和去除热量，在至少一个实施例中，热传导层与散热器耦合。应理解，存在各种散热器类型和配置，以及用于将散热器耦合到热传导层的不同技术，并且本公开不限于使用任何一种散热器/耦合技术。例如，本文公开的多层材料的至少一个热传导层可以与电池模块或组的冷却系统的元件(例如冷却系统的冷却板或冷却通道)热连通。另一个例子是，至少一个热传导层可以与电池组、电池模块或电池系统中可以用作散热器的其他元件(例如组、模块或系统的壁)或与设置在电池单元之间的其他多层材料热连通。电池系统内的导热层和散热器元件之间的热连通可以将来自多层材料附近的一个或多个电池单元的多余热量散发到散热器，从而降低可能产生多余热量的热事件的影响、严重程度或传播。除了散发热量之外，热传导层还可以将热量从高热量集中区域扩散或消散到热量集中度较低的较大区域。

热传导层除了起到支撑热障中其他层的机械功能外，还可以在需要导热的应用中替代介电增强层。

弹性材料

除了热绝缘层和热传导层之外，还可以在电池单元附近或电池单元之间包括一个或多个弹性材料层。在一个示例中，弹性层吸收一个或多个电池单元正常运行期间的任何体积膨胀。例如，在充电期间，电池单元可能膨胀，而在放电期间，电池单元可能收缩。在一个示例中，弹性层还可以吸收由任何电池单元退化和/或热失控引起的永久性体积膨胀。弹性材料层可以包括但不限于泡沫、纤维、织物、海绵、弹簧结构、橡胶、聚合物等。

带有延伸边缘的热障

图1A示出了电池模块100的一个示例。模块100包括电池单元102的堆叠。在一个示例中，电池单元102的堆叠包括锂离子电池单元102，但是其他电池单元类型也在本公开的范围内。电池单元102的几种配置是可能的。在一个示例中，电池单元102的堆叠包括棱柱形电池单元(prismatic battery cells)或袋式电池单元(pouch battery cells)，但是本公开并不限于此。在一个示例中，锂离子电池单元102的堆叠包括锂镍锰钴(NMC)氧化物电池单元，但是本公开并不限于此。多个电池单元102被分组为多个电池单元子部分112、114。如上所述，希望停止或缓解电池单元(例如锂离子电池单元102)中可能发生的热失控情况。图中所示的热障110位于相邻的电池单元子部分112、114之间，以停止或缓解电池单元子部分112、114之间的热失控。

图1A中的电池单元102各自包括电端子104。尽管图1A的示例中示出了电池单元102在其顶部表面上具有端子104，但其他配置也在本发明的范围内，包括但不限于下图中所示的其他示例。

本公开内容涉及各种组件的“横向足迹(lateral footprint)”，包括电池单元102和热障110。组件的横向足迹是指由组件周长定义的组件主要表面的面积。如图1A所示，电池单元102和热障110的主要表面是Y-Z平面中的那些表面(参见图1A中的参考轴)。为了解释的清楚和方便，术语电池单元(等同于“电池”或“单元”)横向足迹(“足迹”)是指电池单元在Y-Z平面中的主要表面。类似地，热障横向足迹(“足迹”)是指Y-Z平面中的热障的主要表面。在下文描述的一些示例中，热障可以由多个层压层制成，每个层压层可以具有其对应的横向足迹(即绝缘体横向足迹、介电增强层横向足迹)。为清楚起见，“次要表面”是指与主要表面正交的表面，并使用图中的参考坐标轴，位于X-Y平面中。

图1B示出了电池模块150的可选配置，其包括位于模块150的一侧并与电池单元152热连通的散热器154或冷却板。图1B示出了电池模块150的横截面。一个或多个电池单元152被示出由一个或多个热障160隔开。尽管在图1B中，只有选定的电池单元152组或子部分被热障160隔开，但本公开内容并不限于此。在其他示例中，每个电池单元152都被热障160包围。电池模块150的侧面、底部或顶部表面也可以包括热障160。热障110、160的示例在下文的附图讨论中更详细地示出。

在图1A和1B中，热障110、160的横向足迹与电池单元102的横向足迹相匹配。换句话说，热障110、160的横向表面积与电池单元本身的横向表面积相似或相同。热障110、160不延伸超出电池单元102的横向尺寸。术语“足迹”用于说明图1A和1B的示例中未示出的不同电池单元如何包括除矩形或正方形之外的不同横向几何形状。例如，袋式电池单元通常可以是矩形的，但可能具有不太明确的轮廓。袋式电池单元的不太明确的轮廓仍将定义横向足迹，但是所述足迹可能不像矩形电池单元那样完全由长度乘以宽度来定义。

图2示出了根据本公开内容的热障200的一个方面。图2的热障200包括绝缘体层202和介电增强层204，介电增强层204与绝缘体层202形成层压板。在一个方面，介电增强层204附接到绝缘体层202，例如使用粘合剂。介电增强层204的附接在机械上比绝缘体层202更强，因此为绝缘体层202提供结构支撑。在一个方面，绝缘体层202包括气凝胶层，但本公开内容不限于此。气凝胶材料包括非常低的热导率，而介电增强层204的添加为绝缘体层202提供了所需的机械强度，而不会增加不必要的更高热导率。增强的机械强度提高了热障200的耐久性，尤其是在极端条件下(例如热失控)的粒子轰击期间。介电增强层204还用作绝缘体层202的封装，以减少或防止绝缘体层202中的灰尘。

在一个方面中，介电增强层204可以从聚氯乙烯(PVC)、PVC弹性材料、PVC硬质材料、橡胶、其他介电材料及其组合中选择。

在一个方面，介电增强层204包括云母。使用云母作为介电增强层的优点包括低热导率和低成本的此类材料的丰富可用性。云母还天然地以片状或片状形式存在，其以低成本提供良好的结构特性。与粉末状介电材料相比，云母片具有机械强度，并为绝缘体层202提供所需的增强和封装。在一个方面，介电增强层204包括与粘合剂(例如，聚合物粘合剂)结合在一起以形成结构片的云母颗粒。在一个方面，介电增强层204是柔性的。在一个方面，粘合剂可以包括硅基聚合物，但是本公开内容不限于此。硅聚合物具有高耐热性和低热导率的优点。

在一些方面，绝缘体层(例如202、302、402、502、602、702、802、822、902、952、1002、1052、1123、1133、1143、1153、1214、1301、1402、1412、1422、1502、1512、1522、1532)可以包括多层的复合材料。例如，绝缘体层可以包括绝缘层和其他材料的层，例如结构层、导电层、可压缩层、弹性层、介电层、粘合剂层、膨胀层、吸热层、放热层、其他合适的层或其组合。在一个示例中，绝缘体层可以包括结构核心层和设置在结构核心层的两个表面上的绝缘层。在一个方面，绝缘体层可以包括结构核心层和设置在结构核心层的一个主要表面上的绝缘层。

在一个方面中，结构核心层可以包括前面描述的介电增强层和/或热传导层。在一个示例中，结构核心层可以包括云母层、不锈钢层和/或聚合物层。

在一个方面，绝缘体层可以是泡沫、玻璃纤维、无纺布、气凝胶、气凝胶复合材料、纤维增强气凝胶、其他合适的绝缘材料或其组合。在其他示例中，绝缘体层可以是复合材料，例如美国专利公开号2021/0163303、2021/0167438、2023/0032529和美国序列号18/571,175、18/571,178、18/571,172中公开的复合材料，这些专利中的每一个都通过引用整体并入本文。

在图2的方面中，热障200还包括第二介电增强层206。第二介电增强层206、介电增强层204和位于其间的绝缘体层202形成具有夹层结构(sandwiched structure)的热障200。介电增强层204、206在绝缘体层202的两个主要表面上形成一对介电增强层。这种配置为绝缘体层202提供了额外的结构支撑。

在一个方面，一个或多个介电增强层204、206使用粘合剂附着到绝缘体层202。在一个方面，粘合剂包括压敏粘合剂(PSA)。PSA很有用，因为它的使用可以简化零件的制造和组装。通过将PSA施加到一个或多个层的表面并将这些层压在一起以激活PAS，可以附接诸如介电增强层204、206和绝缘体层202之类的层。在一个方面，PSA包括在每个介电增强层204、206的一个或多个主要表面的全部或部分上，但本公开内容不限于此。介电增强层的一个主要表面上的PSA可帮助介电增强层附接到绝缘体层202，而另一个主要表面上的PSA可帮助介电增强层附接到电池单元(例如，电池单元102或152)。

图3示出了热障300的另一个方面。在图3的方面中，热障300包括绝缘体层302和与绝缘体层302形成层压板的介电增强层304。在一个方面中，包括第二介电增强层306，并且在绝缘体层302的两个主要表面上形成一对介电增强层304、306。

在图3所示的方面中，介电增强层304或306中的至少一个延伸到绝缘体横向足迹之外，如延伸部310所示。包括一个或多个延伸部310的示例在电池足迹之外的电池模块中相邻电池单元之间提供了增强的屏障。一个或多个延伸部310减少或防止热量或热失控喷出物穿过电池模块。下面图6B中关于非限制性延伸几何形状更详细地说明了一个或多个延伸部310的功能。

图4示出了热障400的另一个方面。在图4的方面中，热障400包括绝缘体层402和介电增强层404，介电增强层404与绝缘体层402形成层压板。在一个方面中，包括第二介电增强层406，并在绝缘体层402的两个主要表面上形成一对介电增强层404、406。在图4所示的方面中，介电增强层404、406中的一个或多个在多个维度上延伸超出绝缘体横向足迹。在图4的一个方面中，增强层404、406各自横向向上(Z方向)并从绝缘体层的侧面(Y方向和负Y方向)延伸。更具体地说，在图4的示例中，图4中示出介电增强层404、406在延伸部410处延伸超出顶部尺寸(Z方向)，并且在延伸部412处延伸超出侧面尺寸(Y方向)。在这些方面，增强层404、406可以延伸超出绝缘体层的足迹，以便接触、接合或以其他方式与模块外壳的侧壁、底面或顶盖相互作用，如下文更详细讨论的，以减少或防止热量或热失控喷出物穿过电池模块。

图5示出了热障500的另一个方面。在图5的方面中，热障500包括绝缘体层502和介电增强层504，介电增强层504与绝缘体层502形成层压板。在一个方面中，包括第二介电增强层506，并在绝缘体层502的两个主要表面上形成一对介电增强层504、506。在图5所示的方面中，介电增强层504、506中的一个或多个包括一个或多个向外倾斜远离绝缘体层的延伸部。介电增强层504的第一延伸部510被示出为相对于与Y-Z平面共面的绝缘体层502向上(正Z方向)和向右(正X方向)倾斜。第二延伸部512被示出为从绝缘体层502向上(正Z方向)和向左(负X方向)倾斜。第一和第二延伸部510和512各自与正Z方向形成角度θ。角度θ可以是锐角或直角。角度θ为介电增强层504和506提供柔性，例如，沿延伸部的长度或在延伸部和增强层主体之间的交叉处的弯曲柔性。当设置电池模块的盖子时，角度增加(第一和第二延伸部510和512在负Z方向上向下移动)，因此密封了电池单元和盖子之间的空间。下面将结合图6B进一步解释此功能。

图6A示出了热障600的另一个方面。在图6A的方面中，热障600包括绝缘体层602和与绝缘体层602形成层压板的介电增强层604。在一个方面中，包括第二介电增强层606，并且在绝缘体层602的两个主要表面上形成一对介电增强层604、606。

在图6A所示的方面中，一个或多个介电增强层604、606从绝缘体层向外倾斜。介电增强层604的第一延伸部610从绝缘体层602的顶部边缘向上(Z方向)向右(X方向)倾斜。第二延伸部612从绝缘体层602的顶部向上(Z方向)向左(负X方向)倾斜。

此外，在图6A的一个方面中，增强层604、606各自横向向上延伸并从绝缘体层602的侧面延伸到电池单元横向足迹之外。更具体地说，在图6A的示例中，第三延伸部614进一步显示为向侧面倾斜并远离绝缘体层602的侧边缘。第四延伸部616进一步显示为向侧面倾斜并远离绝缘体层602的侧边缘。在一个方面中，延伸部610的一个边缘通过连接件连接到延伸部614的一个边缘。在一个方面中，连接件呈三角形。连接件有助于防止在热失控事件期间热量和颗粒穿过电池模块。

图6B显示了热障600如何在电池模块650中使用。模块外壳654内显示了多个电池单元652。一个或多个电池单元652由至少一个热障600隔开。图6B的示例中示出了图6A中的热障600，但是本公开中描述的其他热障几何形状也可以如图6B中所示的模块650中所示进行配置。

如图6A所示，延伸部610、612的位置使得延伸部610、612延伸到电池单元652的顶部与盖子656之间的顶部空间658中。延伸部610、612将顶部空间658分成多个独立的隔间659，这些隔间659可以更好地容纳可能因一个或多个电池单元652故障而产生的火焰和/或喷出物。

如上所述，在图6B的示例中，延伸部610、612从绝缘体层602向外成角度θ。在一个方面，角度θ是锐角或直角。在一个方面，向外的角度便于抵靠盖子656弯曲，从而与盖子656以及盖子656和电池单元652之间的间距中的任何缺陷形成更好的密封。与非柔性延伸部相比，延伸部610、612弯曲和适应间距差异的能力与盖子656形成更好的密封。

图6C示出了图6B中的电池模块650沿线AA’切割绝缘体层602的横截面视图。绝缘体层602具有一个边缘(例如，底部边缘)，所述边缘接触模块外壳654的底面或底面上的冷却板(未示出)。绝缘体层602的顶部边缘和盖子656由顶部空间658隔开。绝缘体层602的侧边缘和模块外壳654的侧壁由侧面空间657隔开。

图6D示出了图6B中的电池模块650沿线BB'切割增强层604的延伸部610、614的横截面视图。延伸部610和614延伸到侧面空间657和顶部空间658中，以角度θ推压模块外壳654的盖子656和侧壁。因此，延伸部610和614将顶部空间658和侧面空间657分隔成独立的隔间，从而防止热失控期间热量或颗粒穿过侧面空间657和顶部空间658。

具有密封边缘的热障

图7A示出了具有密封边缘的热障700的另一个方面。图7B和7C是沿线CC’的热障700的横截面图。在图7A和7B的方面中，热障700包括绝缘体层702和介电增强层704，介电增强层704与绝缘体层702形成层压板。在一个方面中，包括第二介电增强层706，并在绝缘体层702的两个主要表面上形成一对介电增强层704、706。图中示出边缘密封件708覆盖绝缘体层702和增强层704、706的周边的至少一部分。也就是说，边缘密封件708设置在热障700的一个或多个次要表面的至少一部分上(即，图7A的X-Y平面中的表面)。

在一个方面，边缘密封件708包括弹性材料，所述弹性材料变形以提供改进的带盖的密封，如上文讨论的图6B所示。在一个方面，边缘密封件708不具有弹性，并且仅使用紧密贴合的尺寸提供带盖的密封。在一个方面，边缘密封件708密封绝缘体层702的所有四个边缘。在一个方面，边缘密封件708包括胶带或其他粘合剂膜。例如，胶带或其他粘合剂膜可以固定在热障的一个或多个次要表面的至少一部分上(即，图7A的X-Y平面中的表面)。在一些方面，边缘密封件可以延伸到热障的主要表面的一部分上，例如延伸到增强层的表面上。在一个方面，边缘密封件708包括模制聚合物通道。在一个方面中，聚合物边缘密封件708包括橡胶、硅树脂、树脂、其他弹性聚合物材料或其组合。

在图7C中，示出了浸渍或涂漆的边缘密封件720。边缘密封件720的优点包括易于制造和聚合物材料的替代选择。与图7B中的边缘密封件708相比，浸渍或涂漆的边缘密封件720具有圆形边缘。在一个方面，边缘密封件720包括气凝胶成分(例如，气凝胶涂料)、云母、其他隔热或阻燃材料或其组合。在一个方面，边缘密封件720包括膨胀材料。膨胀材料的优点是当暴露于高于激活温度的热量或火焰时会膨胀以与盖子形成更好的密封。如上所述，电池模块盖子的改进密封可以更好地遏制失控热事件，从而提高安全性并改善相邻组件的保护。

图8A和8B示出了热障800、820的进一步方面，其可并入本公开中的其他热障中。热障800包括绝缘体层802的两个相对主要表面上的多个层804和806。图8A中还示出了边缘密封件808。多个层可以包括若干不同的层，每个层在多层热障中起不同的作用。层的示例包括但不限于介电增强层、弹性层、热导体层、粘合剂层等。热导体层可用于将热障给定侧的热量传输到散热器或冷却板，例如图1B中的散热器154。在图8A的一个方面中，多个层804和806包括相等数量的层，并且可以包括对称类型和顺序的层。在一个方面，多个层804和806各自包括通过粘合剂层812附着到绝缘体层802的介电增强层810。

在图8B中，热障820包括绝缘体层822的两个相对主要表面上的多个层。图8B中还示出了边缘密封件828。在图8B的示例中，第一侧824上的多个层与第二侧826上的多个层不对称。绝缘体层822的第一侧824和第二侧826之间可以使用不同的层顺序、不同的材料层和不同的层数，以更好地匹配电池模块内电池单元之间不同位置的条件。此外，减少层数可以减小电池模块的尺寸和成本。

在图8B的一个方面中，第一侧824上的多层包括通过粘合剂层825附接到绝缘体层822的介电增强层827。第二侧826上的多层包括粘合剂层825。热障820可用于电池模块的末端，其中热障820的仅一侧具有电池单元。第二侧826上的仅具有粘合剂层825且不具有介电增强层的多层可用于将热障820附接到相邻的电池单元上。

图9A示出了热障900的另一个方面。热障900包括核心902。在一个示例中，核心902包括单层热绝缘材料，例如图2-8B中的绝缘体层202、302、402、502、602、702和802。在一个示例中，核心902包括多个层。在一个示例中，多个层中的至少一个包括热绝缘材料。在一个示例中，热绝缘材料包括气凝胶材料，但本发明不限于此。在一个示例中，热绝缘材料包括增强气凝胶材料，例如纤维增强气凝胶材料或泡沫增强气凝胶材料。在所选示例中，核心902中的附加层可包括但不限于热传导层(例如金属层)、封装层(例如聚合物膜层)等。在一个示例中，核心902是图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800之一。在一个示例中，核心902包括从图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800的层中选择的一个或多个层。

在图9A的示例中，热障900还包括封装核心902的介电增强层906。介电增强层906包括位于介电增强层906端部的边缘密封件904。边缘密封件904覆盖核心902的边缘。在一个示例中，介电增强层906包括比核心902的一个或多个层更坚固的材料。在核心902中包含的气凝胶隔热材料的示例中，气凝胶隔热材料可能易于产生灰尘，和/或可能在处理时容易破裂。包含介电增强层906以抑制灰尘，并减少处理对核心902造成的损坏。介电增强层906的一个示例包括含云母层。在一个示例中，含云母层具有一定的柔韧性，并且具有高度的热绝缘性。含云母层可以包括粘合剂材料，例如硅树脂或其他聚合物。硅树脂具有优势，因为它具有柔韧性，并且具有高度的热绝缘性。

图9A进一步示出了介电增强层906的边缘密封件904的特写图910。图中示出了一片介电增强层906包裹在核心902周围并覆盖核心902的整个表面。边缘密封件904和核心902之间有间隙914。间隙914中夹有空气，用作绝缘，以防止在热失控的情况下热量和颗粒扩散到相邻的电池单元。在一些示例中，间隙914可以填充一种或多种其他绝缘材料，例如泡沫材料、膨胀材料、电子玻璃、陶瓷、聚合物、橡胶、气凝胶、空气、油、其他绝缘材料或其组合。在一个示例中，核心902的一部分延伸到间隙914中。对于包裹的介电增强层906，需要一定程度的柔性以方便包裹。图中示出了形成包裹折痕的第一边缘密封件908A，图中示出了包裹的介电增强层906的端部在连接或接头912处包裹后相遇的第二边缘密封件908B。图9A中进一步示出了热障900的端视图920。

图9B示出了热障950的另一个方面。热障950包括核心952。与图9A的示例类似，在一个示例中，核心952包括单层热绝缘材料，例如图2-8B中的绝缘体层202、302、402、502、602、702和802。在一个示例中，核心952包括多个层。在一个示例中，多个层中的至少一个包括热绝缘材料。在一个示例中，热绝缘材料包括气凝胶材料，但本发明不限于此。在一个示例中，热绝缘材料包括增强气凝胶材料，例如纤维增强气凝胶材料或泡沫增强气凝胶材料。在所选示例中，核心952中的附加层可包括但不限于热传导层(例如金属层)、封装层(例如聚合物膜层)等。在一个示例中，核心902是图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800之一。在一个示例中，核心902包括从图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800的层中选择的一个或多个层。

在图9B的示例中，热障950包括包围核心952的边缘的介电边缘密封件956。介电边缘密封件956和核心952之间形成间隙954。在一些示例中，间隙954可以用另一种材料填充，例如泡沫材料、膨胀材料、电子玻璃、陶瓷、聚合物、橡胶、气凝胶、空气、油、其他绝缘材料或其组合。在一个示例中，核心902的一部分延伸到间隙914中。仅增强核心952的边缘的一个优点包括减少所需的增强材料。仅增强核心952的边缘的另一个优点包括仅保护在处理过程中可能发生断裂的边缘。仅增强核心952的边缘的另一个优点包括在电池单元之间保持薄的热障950，同时增强热障950中暴露而与相邻组件(例如电池外壳组件)接触的部分。仅增强核心952的边缘的另一个优点包括制造柔性。通过仅增强核心952的边缘，介电边缘密封件956可应用于多种区域配置的热障950。不同区域配置之间仅要关注的点包括选择适当长度的介电边缘密封件956以覆盖核心952的边缘。虽然在图9B中核心952的两个相对边缘被介电边缘密封件956覆盖，但本发明并不限于此。也可以增强三个边缘，或者可以增强所有四个边缘。

图9B进一步示出了介电边缘密封件956的特写图960，其被示出为包裹在核心952的边缘周围。在图9B的示例中，在介电边缘密封件956的一端形成折痕909。图9B进一步示出了热障950的端视图970。如上所述，保持热障950的较薄中间部分(其位于电池单元之间)可能是有利的。热障950的中间部分953在视图970中示出，其中中间部分953比增强边缘密封件956更薄。

图10A示出了热障1000的另一个方面。热障1000包括核心1002。与其他示例类似，在一个示例中，核心1002包括单层热绝缘材料，例如图2-8B中的绝缘体层202、302、402、502、602、702和802。在一个示例中，核心1002包括多个层。在一个示例中，多个层中的至少一个包括热绝缘材料。在一个示例中，热绝缘材料包括气凝胶材料，但本发明不限于此。在一个示例中，热绝缘材料包括增强气凝胶材料，例如纤维增强气凝胶材料或泡沫增强气凝胶材料。在选定的示例中，核心1002中的附加层可以包括但不限于热传导层(例如金属层)、封装层(例如聚合物膜层)等。在一个示例中，核心902是图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800之一。在一个示例中，核心1002包括从图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800的层中选择的一个或多个层。

在图10A的示例中，热障1000包括介电边缘密封件1006。介电边缘密封件1006和核心1002形成间隙1004。在一些示例中，间隙1004可以用另一种材料填充，例如泡沫材料、膨胀材料、膨胀材料、电子玻璃、陶瓷、聚合物、橡胶、气凝胶、空气、油、其他绝缘材料或其组合。在一个示例中，核心1002的一部分延伸到间隙1004中。如上文关于其他示例配置所讨论的，仅增强核心1002的边缘具有许多优点。尽管在图10A中示出核心1002的两个相对边缘被介电边缘密封件1006覆盖，但本发明并不限于此。也可以增强三个边缘，或者增强所有四个边缘。

图10A的配置还显示了封装层1008。在图10A的示例中，封装层1008覆盖核心1002的所有主要表面，并覆盖核心1002的边缘周围。在一个示例中，封装层1008覆盖核心1002的整个表面。封装层1008显示为将介电边缘密封件1006连同热障1000的其他组件封装在连续的薄片中。介电边缘密封件1006设置在核心1002和封装层1008之间。在一个示例中，封装层1008包括柔性聚合物薄片。其他柔性薄片材料也在本发明的范围内。在一个示例中，封装层1008使用压敏胶条、胶带等固定。在一个示例中，封装层1008包括在一个表面的全部或部分上的粘合剂，以提供到核心1002和介电边缘密封件1006的附接机制。在一个示例中，封装层1008是粘合剂层，例如压敏胶层。

图10A进一步示出了介电边缘密封件1006的特写图1010，其被示出为包裹在核心1002的边缘周围，两者之间具有间隙1004。在图10A的示例中，封装层1008被示出为覆盖核心1002和介电边缘密封件1006。介电边缘密封件1006布置在核心1002和封装层1008之间。图10A进一步示出了热障1000的端视图1020。如上所述，保持热障1000的较薄中间部分(其位于电池单元之间)可能是有利的。视图1020示出了热障1000的中间部分1003，其中中间部分1003比核心1002的增强边缘更薄。

图10B示出了热障1050的另一个方面。隔热层1050包括核心1052。与其他示例类似，在一个示例中，核心1052包括单层热绝缘材料，例如图2-8B中的绝缘体层202、302、402、502、602、702和802。在一个示例中，核心1052包括多个层。在一个示例中，多个层中的至少一个包括热绝缘材料。在一个示例中，热绝缘材料包括气凝胶材料，但本发明不限于此。在一个示例中，热绝缘材料包括增强气凝胶材料，例如纤维增强气凝胶材料或泡沫增强气凝胶材料。在选定的示例中，核心1052中的附加层可以包括但不限于热传导层(例如金属层)、封装层(例如聚合物膜层)等。在一个示例中，核心902是图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800之一。在一个示例中，核心902包括从图1A-8B中的热障110、160、200、300、400、500、600、700或800的层中选择的一个或多个层。

在图10B的示例中，热障1050包括包围核心1052的边缘的介电边缘密封件1056。介电边缘密封件1056和核心1052之间形成间隙1054。如上文关于其他示例配置所讨论的，仅增强边缘具有许多优点。尽管在图10B中示出核心1052的两个相对边缘被介电边缘密封件1056覆盖，但本发明并不限于此。也可以增强三个边缘，或者可以增强所有四个边缘。

图10B的配置还示出了封装层1058。在图10B的示例中，封装层1008仅覆盖介电边缘密封件1056和与介电边缘密封件1056相邻的核心1052的表面。在一个示例中，封装层1058包括柔性聚合物片。其他柔性片材料也在本发明的范围内。在一个示例中，使用压敏胶条、胶带等固定封装层1058。在一个示例中，封装层1058包括在一个表面的全部或部分上的粘合剂，以提供到核心1052和介电边缘密封件1056的附接机制。在一个示例中，封装层1058包括胶带。

图10B进一步显示了热障1050边缘的特写图1060。介电边缘密封件1056被显示为包裹在核心1052的边缘周围。在图10B的示例中，封装层1058被显示为仅覆盖核心1052的边缘部分和电介质边缘密封件1056。图10B进一步显示了热障1050的端视图1070。如上所述，保持热障1050的较薄中间部分(位于电池单元之间)可能是有利的。热障1050的中间部分1053在视图1070中显示，其中中间部分1053比增强边缘更薄。

图11A示出了电池模块1100，其包括一个或多个热障，如本公开内容中所述。电池模块1100包括多个电池单元1112。电池单元1112被配置为位于电池外壳1102内。电池模块1100包括一个或多个热障1114，其类似于关于图9A-10B描述的热障。在图11A的示例中，冷却板1110包括在电池单元1112的堆叠的一侧上。在选定的配置中，热障1114仅在三侧延伸超出电池单元1112的横向足迹，从而允许冷却板1110在第四侧接触热障1114。在一个示例中，热障1114在其核心内包括热传导板。在这些示例中，热传导板与冷却板1110的接触有利于电池单元1112之间的热量传导至冷却板1110，以扩散或消散热量。

在图11A的示例中，包括一个或多个槽，以接合热障1114并将其固定在外壳1102内。在热失控事件中，气体和/或喷出物可能从通风口1113或电池单元1112上的其他位置喷出。添加槽有助于控制任何热气体和/或喷出物。图11A显示了外壳1102侧壁中的第一槽1104。尽管外壳1102的侧面显示有槽1104，但槽也可包括在外壳1102的底部或盖子上。在图11A的示例中，包括凹槽板1106，凹槽板1106中包括多个第二槽1107。第一槽1104和/或第二槽1107定位成与热障1114对齐并将其固定就位。尽管凹槽板1106显示为与盖子1108相邻，但本发明不限于此。凹槽板1106也可在外壳1102底部附近或外壳1102侧面使用。

图11A还示出了一个或多个二次电池单元隔板1116。二次电池单元隔板1116未延伸超过电池单元1112的横向单元足迹。在一个示例中，二次电池单元隔板1116包括热传导板。尽管示出了热障1114和二次电池单元隔板1116的组合，但本发明并不限于此。其他示例仅包括热障1114和二次电池单元隔板1116中的一个或另一个。

图11B示出了槽的多种可能的横截面配置，例如图11A中所示的第一槽1104和第二槽1107。视图1120示出了凹槽1121。凹槽1121包括锥形，其中凹槽1121的顶部(例如，面向外壳内部的开口)比凹槽1121的底部(例如，与顶部相对的凹槽内表面)宽。尺寸1122表示凹槽1121在顶部的宽度。尺寸1124表示热障1123的介电边缘密封件的宽度。如图所示，锥形的尺寸1122有助于在组装过程中捕获和对准热障1123。

视图1130显示了凹槽1131。凹槽1131包括一种几何形状，其中凹槽1131的顶部比凹槽1131的底部窄。尺寸1132表示凹槽1131在顶部的宽度。在一个示例中，凹槽1131包括轮廓横截面，所述轮廓横截面基本上与热障1133的介电边缘密封件的横截面成镜像。尺寸1134表示热障1133的介电边缘密封件(具有封装层)的宽度。如图所示，尺寸1132略窄于尺寸1134。窄顶部和轮廓形状改善了热障1133在凹槽1131内的保持力。

视图1140显示了凹槽1141。凹槽1141包括一种几何形状，其中凹槽1141的顶部比凹槽1141的底部更窄。尺寸1142表示凹槽1141在顶部的宽度。在一个示例中，凹槽1141包括梯形横截面。与凹槽1131的轮廓横截面相比，梯形横截面允许热障1143的边缘尺寸有更多变化。尺寸1144表示热障1143的介电边缘密封件的宽度。如图所示，尺寸1142略窄于尺寸1144。窄顶部和梯形横截面改善了热障1143在凹槽1141内的保持力。

视图1150显示了凹槽1151。凹槽1151包括一种几何形状，其中凹槽1141的顶部与凹槽1151的底部基本相同。尺寸1152表示凹槽1151在顶部和底部的宽度。尺寸1154表示热障1153的介电边缘密封件的宽度。如图所示，尺寸1152略宽于尺寸1154。这种配置便于将热障1153轻松定位在凹槽1151内，特别是当热障1153的介电边缘密封件不是非常有弹性并且不容易变形到凹槽1151中时。

图12示出了电池模块1200，其包括一个或多个热障，如本公开内容中所述。电池模块1200包括多个电池单元1212。电池单元1212被配置为位于电池外壳1202内。电池模块1200包括一个或多个热障1214，其类似于针对图9A-10B描述的热障。

在图12的示例中，包括一个或多个槽，以接合热障1214并将其固定在外壳1202内。在热失控事件中，气体和/或喷出物可能从通风口1213或电池单元1212上的其他位置喷出。增加槽有助于控制任何热气体和/或喷出物。图12示出了外壳1202侧壁中包括的第一槽1204。尽管外壳1202的侧面显示有槽1204，但槽也可以包括在外壳1202的底部或盖子上。在图12的示例中，包括顶部槽板1206，其中在与盖子1208相邻的槽板1206中包括多个第二槽1207。还示出了底部槽板1218，其中在底部槽板1218中包括多个第三槽1219。在一个示例中，底部槽板1218是冷却板。例如，底部槽板1218中可以包括冷却剂流。第一槽1204、第二槽1207和第三槽1219定位成与热障1214对齐并将它们保持就位。

图12还示出了一个或多个二次电池单元隔板1216。二次电池单元隔板1216未延伸超过电池单元1212的横向单元足迹(例如，电池单元的最大表面)。在一个示例中，二次电池单元隔板1116包括热传导板，并且顶板1206和底板1218中的一个或多个由金属或其他导体形成，并用作冷却板。在一个示例中，热障1214延伸超过电池单元1212的横向单元足迹。尽管示出了热障1214和二次电池单元隔板1216的组合，但本发明并不限于此。其他示例仅包括热障1214和二次电池单元隔板1216中的一个或另一个。

图13A示出了热障1300的另一个示例。热障1300被示出为与电池单元1302对齐。横向电池足迹1303由投影线1304示出，位于热障1300的中间部分内。尽管仅示出了一个热障1300和一个电池单元1302，但应理解的是，所述配置可以扩展到具有多个热障1300和多个电池单元1302的电池模块，如本公开内容中所述。

在图13A的示例中，介电边缘密封件1306显示在热障1300的核心1301的边缘周围。在图13A的示例中，核心1301的角1308未被介电边缘密封件1306覆盖。由于避免了角处的介电边缘密封件1306的双倍厚度，因此这种配置易于制造。

图13B显示了热障1300的端视图，其中电池单元1302位于热障1300附近。核心1301被示出为具有位于热障1300边缘的介电边缘密封件1306。电池单元1302被示出位于横向电池足迹1303(例如，电池的最大表面)内。所示的介电边缘密封件1306比核心1301厚。电池足迹小于核心1301的最大表面。介电边缘密封件1306上方的封装层1310的一部分位于电池单元1302和核心1301之间，而介电边缘密封件1306位于电池单元1302的足迹之外。如上文其他示例中所述，在此配置中，热障1300的边缘得到增强，同时仍允许在横向电池足迹1303内使用薄热障1300，从而使电池模块的整体尺寸更小。

在一个示例中，封装层1310延伸以覆盖整个横向电池足迹1303。在选定的示例中，固定介电边缘密封件1306的胶带、封装层等部分位于横向电池足迹1303内。封装层1310的厚度显着小于介电边缘密封件1306。因此，热障在电池足迹1303内较薄，在电池足迹1303之外较厚，以与电池外壳接合。

图13C示出了热障1350的另一个示例。图中示出了热障1350的中心部分1352，其对应于与图13A中所示的示例类似的横向电池足迹。

在图13C的示例中，介电边缘密封件1356显示在热障1350的核心的三个边缘周围。在图13C的示例中，核心的角1354被介电边缘密封件1356覆盖。这种配置消除了可能存在于核心角的任何通道，在发生热失控时，气体和/或喷射物可能通过热障1350逸出。在图13C的示例中，第四边缘1353不包括任何介电边缘密封件1356。这种配置可以允许与冷却板进行热接触，如图11A所示。

具有各种配置的介电增强层的热障

图14A示出了热障1400的另一个方面。热障1400包括绝缘体层1402和介电增强层1403，介电增强层1403与绝缘体层1402形成层压板。在图14A中，介电增强层1403包括折叠1407，折叠1407形成具有第一侧1404和第二侧1406的封套。在图14A的方面中，还示出了与上述边缘密封件类似的边缘密封件1408作为选项。在一个方面中，边缘密封件1408密封绝缘体层1402的三个边缘。包括封套结构的热障具有以下优点：更容易沿折叠1407进行边缘控制，并降低制造成本。

图14B示出了热障1410的另一个方面。热障1410包括绝缘体层1412和介电增强层1413。介电增强层1413呈U形，具有第一侧1414和第二侧1416。第一侧1414和第二侧1416通过底侧1417连接。底侧1417与第一侧1414和第二侧1416垂直。边缘密封件1418密封第一侧1414和第二侧1416之间的间隙，将绝缘体层1412封闭在其间。

图14C示出了热障1420的另一个方面。热障1420包括绝缘体层1422和介电增强层1423。介电增强层1423具有槽，所述槽在其一个表面中具有开口，例如形成口袋。绝缘体层1422通过开口装入槽中，例如装入口袋中。热障1420还包括边缘密封件1428，以将绝缘体层1422密封到介电增强层1423的槽中，例如密封口袋的开口。

具有介电增强层和封装层的热障

图15A示出了热障1500的横截面视图。热障1500包括绝缘体层1502和位于绝缘体层1502的两个相对主要表面上的介电增强层1504和1506。热障1500还包括包裹绝缘体层1502的封装层1508，以防止或容纳来自绝缘体层1502的灰尘。封装层1508可以完全或部分地包围绝缘体层1502。在一个方面，封装层1508完全包围绝缘体层1502。封装层1508设置在介电增强层1504和1506之间。热障1500还可以包括封装层1508和每个介电增强层1504和1506之间的粘合剂层(未示出)。

在一个方面中，封装层1508可以包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、其他聚合物、橡胶或树脂膜，或其组合。

在一个方面，封装层1508可以包括粘合剂层，例如压敏粘合剂(PSA)。封装层1508被压在绝缘体层1502上并完全包围绝缘体层1502。介电增强层1504和1506可以通过封装层1508压在绝缘体层1502的两个主要表面上并附接在绝缘体层1502的两个主要表面上。

图15B示出了热障1510的横截面视图。热障1510包括介电增强层1514、1516和位于其间的绝缘体层1512。与图15A所示的热障1500不同，绝缘体层1512和介电增强层1514和1516均被封装在封装层1518中。封装层1518可防止绝缘体层1512或介电增强层1514和1516上的任何可能的灰尘。封装层1518还可用于保持绝缘体层1512和介电增强层1514和1516，而无需在它们之间使用粘合剂。在其他方面，增强层1514和1516可以附接或粘附到绝缘体层1512，例如，使用粘合剂，并且封装层1518可以附接或粘附到热障1510的外表面，例如，使用粘合剂。在某些方面，封装层可以仅附接或粘附到其自身，例如，通过热封或在重叠表面上选择性使用粘合剂。

图15C示出了热障1520的横截面视图。热障1520包括绝缘体层1522和通过粘合剂1523附接到绝缘体层1522的两个介电增强层1524和1526。在一个方面，粘合剂1523是喷涂粘合剂、双面胶带或PSA。

可选地，图15C中的热障1520还可以包括粘合剂1527，以附接到相邻的电池单元(未示出)。在一个方面中，粘合剂1527是双面胶带、PSA或喷涂粘合剂。在一个方面中，粘合剂1527呈多条条纹形状。在一个方面中，粘合剂1527位于热障1520的相对表面上的不同位置，以在电池模块中使用多个热障1520时减少堆叠厚度。

在图15C的某些方面中，粘合剂1527和封装层1528受到释放层(release layer)1525的保护，当将热障1520应用于电池单元(未示出)时，可以移除释放层1525以露出粘合剂1527。在封装层1528为PSA的情况下，释放层1525直接附接到封装层1528上，而无需粘合剂1527。

图15D示出了热障1530的分解图。热障1530包括绝缘体层1532和介电增强层1534和1536。在一个方面，介电增强层1534和1536通过粘合剂1533附接到绝缘体层1532的主要表面上。粘合剂1533可以完全或部分覆盖绝缘体层1532的主要表面。在一个方面，粘合剂1533可以是粘合剂条。在一个方面，粘合剂可以喷涂到绝缘体层1532或介电增强层1534上。

图15D中的热障1530还可以包括包裹绝缘体层1532和介电增强层1534和1536的封装层1538。封装层1538中的至少一个各自包括主要表面和与主要表面相邻的至少一个翼片(flap)1539。在一些方面中，一个封装层具有主要表面，其足迹与绝缘体层1532和介电增强层1534和1536相同或更小，而另一个封装层包括至少一个翼片1539。在各个方面中，至少一个翼片1539可以折叠以环绕并接触另一个封装层，从而封闭绝缘体层1532和介电增强层1534和1536。

图15D中的热障1530还可以包括粘合剂层1537，以将热障1530附接到电池单元(未示出)。粘合剂1537可以是双面胶带或喷涂粘合剂。粘合剂层1537可以可选地由释放层1535保护，免受外部损坏，例如划痕或灰尘。当将热障1530施加到电池单元(未示出)上时，释放层1535是可移除的。图16示出了电池模块1600，其可以包括一个或多个热障，如本公开内容中所述。图中示出了模块外壳1604内的许多电池单元1602。一个或多个电池单元1602由至少一个热障1610隔开。在图16中，在电池单元1602和热障1610的一个边缘附近包括散热器1605或冷却板。如上所述，在一个示例中，一个或多个热障1610包括热传导层，所述热传导层有助于将热量横向移至散热器1605。图中示出了盖子1606，其包含电池单元1602和外壳1604内的热障1610。在一个方面，包括顶部绝缘体层1608以防止热量从电池模块1600向上逸出。在一个方面，顶部绝缘体层1608可以在极端条件下(例如热失控)承受粒子轰击，以保护盖子1606上方的组件(未示出)。顶部绝缘体层1608的示例包括但不限于气凝胶材料。在一个示例中，顶部绝缘体层1608包括与本公开中描述的热障类似的结构，例如介电增强层。

如上所述，具有热障的电池模块和/或电池组用于多种电子装置中。图17示出了包括电池模块1710的示例电子装置1700。电池模块1710通过电路1712耦合到功能电子装置1720。在所示的示例中，电池模块1710和电路1712包含在外壳1702中。充电端口1714被示出耦合到电池模块1710，以便在需要时方便对电池模块1710进行充电。

在一个示例中，功能电子装置1720包括诸如具有晶体管和存储电路的半导体装置之类的装置。示例包括但不限于电话、计算机、显示屏、导航系统等。

图18示出了另一种电子系统，其利用包括如上所述的热管理系统的电池模块。图18示出了电动车辆1800。电动车辆1800包括底盘1802和车轮1822。在所示的示例中，每个车轮1822都耦合到驱动电机1820。电池模块1810显示为通过电路1806耦合到驱动电机1820。充电端口1804显示为耦合到电池模块1810，以便在需要时为电池模块1810充电。

电动车辆1800的示例包括但不限于消费车辆，例如汽车、卡车等。商用车辆，例如拖拉机和半挂卡车，也属于本发明的范围。虽然图中示出了四轮车辆，但本发明并不限于此。例如，两轮车辆，例如摩托车和踏板车，也属于本发明的范围。

为了更好地说明本文公开的方法和设备，这里提供了非限制性的实施例列表：

方面1.一种电池模块，包括：多个电池单元；至少一个热障，用于将多个电池单元中的选定电池单元分隔开，所述热障包括绝缘体层；以及介电增强层，与所述绝缘体层形成层压板。

方面2.根据方面1的电池模块，其中，介电增强层包括云母。

方面3.根据方面2的电池模块，其中云母包含在硅树脂粘合剂中。

方面4.根据方面1的电池模块，其中绝缘体层包括气凝胶。

方面5.根据方面1的电池模块，其中介电增强层包括绝缘体层两个主要表面上的一对介电增强层。

方面6.根据方面1的电池模块，其中介电增强层用粘合剂附接到绝缘体层。

方面7.根据方面6的电池模块，其中粘合剂包括第一压敏粘合剂。

方面8.根据方面6的电池模块，还包括将热障附接到至少一个电池单元的第二压敏粘合剂。

方面9.一种电池模块，包括：模块外壳内的多个电池单元，所述电池单元具有电池单元横向足迹；封闭模块外壳并覆盖多个电池单元的盖子，其中盖子在多个电池单元和盖子之间限定顶部空间；至少一个热障，用于将多个电池单元中的选定电池单元隔开，所述热障包括：绝缘体层，其具有等于或大于电池单元横向足迹的绝缘体横向覆盖面积；以及包括电介质的增强层，其与绝缘体层形成层压板，其中包括电介质的增强层延伸超出绝缘体横向足迹。

方面10.根据方面9的电池模块，其中，增强层包括绝缘体层的两个主要表面上的一对增强层。

方面11.根据方面10的电池模块，其中，增强层延伸到顶部空间中。

方面12.根据方面9的电池模块，还包括电池单元和盖子之间的密封件。

方面13.根据方面9的电池模块，其中，增强层横向向上延伸并从绝缘体层的侧面延伸。

方面14.根据方面9的电池模块，还包括冷却板，所述冷却板邻近多个电池单元的底部边缘。

方面15.根据方面9的电池模块，其中，增强层从绝缘体层向外倾斜。

方面16.根据方面9的电池模块，其中，绝缘体层包括气凝胶。

方面17.根据方面9的电池模块，其中，增强层包括云母。

方面18.根据方面9的电池模块，还包括位于多个电池单元和盖子之间的顶部热障。

方面19.根据方面18的电池模块，其中，顶部热障包括气凝胶和云母层压板。

方面20.一种电池模块，包括：多个电池单元，位于模块壳体内，所述电池单元具有电池单元横向足迹；盖子，其封闭模块壳体，并覆盖多个电池单元，其中，盖子在多个电池单元和盖子之间限定顶部空间；至少一个分层热障，其将多个电池单元中的选定电池单元分隔开，所述热障包括绝缘体层；增强层，其包括与绝缘体层形成层压板的电介质；以及边缘密封件，其中，分层热障的尺寸使得边缘密封件接触盖子。

方面21.根据方面20的电池模块，其中，增强层包括位于绝缘体层的两个主要表面上的一对增强层。

方面22.根据方面20的电池模块，其中，增强层包括具有折叠的封套。

方面23.根据方面20的电池模块，其中，盖子包括与下盖表面相邻的顶部绝缘体层。

方面24.根据方面23的电池模块，其中，顶部绝缘体层包括气凝胶和云母层压板。

方面25.根据方面20的电池模块，其中，绝缘体层包括气凝胶。

方面26.根据方面20的电池模块，其中，增强层包括云母。

方面27.根据方面20的电池模块，其中，边缘密封件包括胶带。

方面28.根据方面20的电池模块，其中，边缘密封件包括膨胀材料。

方面29.根据方面20的电池模块，其中，边缘密封件比绝缘体层和增强层的宽度宽。

方面30.一种热障，包括：绝缘体层；封装层，其包裹所述绝缘体层；以及介电增强层，其与所述绝缘体层和所述封装层形成层压板。

方面31.根据方面30的热障，其中，封装层包裹介电增强层。

方面32.根据方面30的热障，其中，绝缘体层和介电增强层由封装层隔开。

方面33.根据方面30的热障，其中，封装层是粘合剂层。

方面34.根据方面30的热障，其中，封装层是压敏粘合剂层。

方面35.根据方面30的热障，其中，热障还包括绝缘体层和介电增强层之间的粘合剂层。

方面36.根据方面30的热障，其中，热障还包括封装层上方的粘合剂层。

方面37.根据方面33的热障，其中，热障还包括粘合剂层上方的释放层。

方面38.根据方面30中的热障，其中，介电增强层是设置在绝缘体层一侧上的第一介电增强层，并且其中，热障还包括设置在绝缘体层另一侧上的第二介电增强层。

方面39.一种电池模块，包括：多个电池单元，位于模块外壳内，每个电池单元具有对应的电池单元横向足迹；至少一个热障，用于将多个电池单元中的选定电池单元分隔开，所述至少一个热障包括：核心绝缘体层；以及介电边缘密封件，用于封闭核心绝缘体层的一个或多个边缘。

方面40.根据方面39的电池模块，其中，核心绝缘体层包括气凝胶层。

方面41.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件包括云母。

方面42.根据方面39的电池模块，还包括覆盖介电边缘密封件的封装层。

方面43.根据方面39的电池模块，还包括覆盖整个介电边缘密封件和整个核心绝缘体层的封装层。

方面44.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件覆盖整个核心绝缘体层。

方面45.根据方面42的电池模块，其中，封装层包括胶带。

方面46.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件包围三个边缘，并且热障的第四边缘接触冷却板。

方面47.根据方面39的电池模块，其中，壳体的一个或多个侧面包括与至少一个热障的边缘相对应的凹槽。

方面48.根据方面47的电池模块，其中，凹槽的顶部比凹槽的底部窄。

方面49.根据方面47的电池模块，其中，凹槽的底部比凹槽的顶部窄。

方面50.根据方面47的电池模块，其中，凹槽包括外壳侧壁中的一个或多个凹槽。

方面51.根据方面39的电池模块，还包括包含在外壳内的一个或多个凹槽板。

方面52.根据方面51的电池模块，其中，一个或多个凹槽板包括顶部凹槽板和底部凹槽板。

方面53.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件包围核心绝缘体层的边缘，但不包围核心绝缘体层的角。

方面54.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件包围核心绝缘体层的边缘和角。

方面55.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件连续跨越核心绝缘体层的三个边缘。

方面56.根据方面39的电池模块，其中，介电边缘密封件覆盖绝缘体层的一部分，所述部分横向位于电池单元横向足迹之外。

方面57.根据方面39的电池模块，其中，电池模块还包括二次电池单元隔板，所述二次电池单元隔板的足迹小于热障。

上述描述旨在说明，而非限制。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以相互组合使用。可以使用其他实施例，例如本领域的普通技术人员在查看上述描述后可以使用。摘要符合37C.F.R.§

1.72(b)，以便读者快速确定技术公开的性质。提交时应理解，它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上述具体实施方式中，各种特征可以组合在一起以简化公开内容。这不应被解释为意图将未要求保护的公开特征视为任何权利要求的必要特征。相反，发明主题可能存在于特定公开实施例的所有特征中。因此，以下权利要求特此并入具体实施方式中，每个权利要求独立作为单独的实施例，并且预期这些实施例可以以各种组合或排列相互组合。本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等效物的全部范围来确定。

尽管已经参考具体示例实施例描述了本发明主题的概述，但是可以对这些实施例进行各种修改和改变，而不会背离本公开内容的实施例的更广泛范围。本发明主题的这些实施例可以在本文中单独或集体地用术语“发明”来提及，这只是为了方便，并且如果实际上公开了多个公开内容或发明概念，则无意自愿将本申请的范围限制为任何单个公开内容或发明概念。

本文中所示的实施例被充分详细地描述，以使本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用并从中衍生其他实施例，使得可以进行结构和逻辑替换和改变而不偏离本公开的范围。因此，具体实施方式不应被理解为限制性的，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所享有的全部等效物范围来定义。

如本文所用，术语“或”可以解释为包含或排他意义。此外，可以为本文中作为单个实例描述的资源、操作或结构提供多个实例。此外，各种资源、操作、模块、引擎和数据存储之间的边界有些任意，并且特定操作在特定说明性配置的上下文中示出。设想了其他功能分配，并且这些功能分配可能属于本公开内容的各种实施例的范围。一般而言，在示例配置中作为单独资源呈现的结构和功能可以实现为组合结构或资源。类似地，作为单个资源呈现的结构和功能可以实现为单独资源。这些和其他变化、修改、添加和改进属于所附权利要求所表示的本公开内容的实施例的范围。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。

出于解释目的，上述描述已参考具体示例实施例进行了描述。但是，上述说明性讨论并非旨在详尽无遗或将可能的示例性实施例限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，可以进行许多修改和变型。选择并描述示例实施例是为了最好地解释所涉及的原理及其实际应用，从而使本领域的技术人员能够最好地利用具有适合预期特定用途的各种修改的各种示例实施例。

还应理解，尽管本文可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一触点可称为第二触点，类似地，第二触点可称为第一触点，而不脱离本示例实施例的范围。第一触点和第二触点都是触点，但不是同一触点。

本文中示例实施例的描述中使用的术语仅用于描述特定示例实施例，并非旨在限制。如示例实施例和所附示例的描述中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括复数形式。还应理解，本文中使用的术语“和/或”指代并涵盖一个或多个相关列出项目的任何和所有可能组合。还应理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

如本文所用，术语“如果”可解释为“当”或“在”或“响应于确定”或“响应于检测”，具体取决于上下文。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所述条件或事件]”可解释为“在确定”或“响应于确定”或“在检测到[所述条件或事件]”或“响应于检测到[所述条件或事件]”，具体取决于上下文。

Claims (15)

1.一种电池模块，其特征在于，包含：

多个电池单元，位于模块外壳内，每个所述电池单元具有相应的电池单元横向足迹；

至少一个热障，用于将所述多个电池单元中的选定电池单元隔开，所述至少一个热障包含：

绝缘体层，其绝缘体横向足迹等于或大于所述电池单元横向足迹；以及

第一层，包括所述绝缘体层上的电介质，其中，所述第一层延伸超出所述绝缘体横向足迹。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，包括所述电介质的所述第一层位于所述绝缘体层的第一主要表面上，并且还包含包括所述电介质的第二层，所述第二层位于所述绝缘体层的第二主要表面上。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一层、所述第二层或两者延伸到顶部空间，其中，所述顶部空间由所述模块外壳、封闭所述模块外壳并覆盖所述多个电池单元的盖子定义，并且其中，所述顶部空间是所述电池单元的顶部表面和所述盖子之间的体积。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，还包括所述电池单元和所述盖子之间的密封件。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一层从所述绝缘体层的侧面横向向上延伸。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包括邻近所述多个电池单元的底部边缘的冷却板。

7.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一层从所述绝缘体层向外倾斜。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述绝缘体层包括气凝胶。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一层包括云母。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述云母被包含在硅树脂粘合剂中。

11.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包括位于所述多个电池单元和封闭所述模块外壳并覆盖所述多个电池单元的盖子之间的顶部热障。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于，所述顶部热障包括气凝胶和云母层压板。

13.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述至少一个热障还包含在所述至少一个热障的至少一个次要表面上的边缘密封件，其中，所述热障的尺寸使得所述边缘密封件的至少一部分接触封闭所述模块外壳并覆盖所述多个电池单元的盖子。

14.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包含围绕所述第一层的封装层。

15.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，还包含设置在所述绝缘体层和所述第一层之间的封装层。