CN101931102A - 格栅窗口气道散热防爆包装锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种格栅窗口气道散热防爆包装锂电池，设有气道出口、进气道口、格栅窗口的机箱壳，接电端螺栓、单体锂电池极耳、散热压板、单体锂电池、左侧有肋导热板、右侧有肋导热板、压紧螺栓组成，两个单体锂电池之间，是左侧有肋导热板和右侧有肋导热板组成格栅窗口气道，单体锂电池充放电发热可以通过格栅窗口气道与机箱壳外空气对流散热，导热板组成的格栅还可以将单体锂电池产生的高温或是爆燃隔离，从而起到防爆作用。

Description

格栅窗口气道散热防爆包装锂电池

技术领域

本发明涉及一种锂电池，特别是格栅窗口气道散热防爆包装锂电池。

技术背景

现有的锂电池包装其壳有铝塑复合膜结构和钢材外壳，为了避免钢材外壳在某种情况短路引起事故，通常在钢材外壳内设置一层绝缘材料隔离电池与外壳，这样做的结果导致电池在充放电过程散热不良，电池内部温升过高，电池内部温升过高引起电解液汽化量增加，电解液汽化量增加引起电池包装内压力增高，当电池包装内压力增加到一定值时，容易引起击穿铝塑复合膜包装材料形成漏气，电池包装漏气之后，电池即随之损坏，参照图7，某一个单体锂电池温升过高的同时，与其相邻的单体锂电池即处于受热状态，其内部温升显著增加，内部温升显著增加，引起电解液汽化量增加，电解液汽化量增加引起电池包装内压力增高，内压力增加，过高的压力击穿铝塑复合膜包装材料形成漏气，就成了连锁反应，受热的单体锂电池如果是钢材外壳其内聚压力更大，极其容易引起爆炸，由于某个单体锂电池爆炸所形成瞬间高温还会引起相邻的单体锂电池连锁爆炸，锂电池的散热隔爆成了锂电池的安全的十分重要的技术要素。

发明内容

众所周知，商用锂电池都是通过单体锂电池通过串联获得更高电压，通过并联获得更大电流，通常商用锂电池都是多个单体锂电池组件，参照图7，多个单体锂电池整齐的依次排列挤在一个密封的容器内，其散热不良是显而易见的，为了改善单体锂电池散热，为了避免相邻的单体锂电池受热，采用两个单体锂电池之间，设置有肋导热板组成的格栅窗口气道，有肋导热板格栅窗口气道，不仅将单体锂电池在充放电过程的发热量传导出去，同时格栅窗口气道，还与包装电池盒外形成空气对流，达到了单体锂电池以对流换热的方式散热。为了保证导热板格栅窗口气道有一定的刚度，同时还需要考虑比重不宜过大，故采用导热良好的材质铝板制造。

实现本发明技术方案是，机箱壳顶端面有气道出口，机箱壳底面有进气道出口，左侧有肋导热板与右侧有肋导热板构成格栅窗口气道，处于机箱壳气道出口与进气道出口之间，左侧有肋导热板与右侧有肋导热板分别紧贴单体锂电池平面，两端相邻机箱壳的单体锂电池各有一块散热压板，散热压板受到压紧螺栓的压紧作用，使各单体锂电池平面都与左侧有肋导热板或与右侧有肋导热板的平面压紧导热良好，当单体锂电池发热时，热量迅速传导至左侧有肋导热板或与右侧有肋导热板，由于热空气的升腾作用，与周围环境的空气形成对流，热空气迅速从气道出口排出，热动力作用，机箱壳外的气体又从进气道出口进入，空气如此对流循环，达到了散热的作用。

由于导热板格栅窗口气道采用铝板材质制造具有一定刚度和强度，即使，当某一个单体锂电池6发生过热膨胀产生的高温或是爆燃反应，导热板格栅窗口气道将其产生的高温或是爆燃隔离，从而起到防爆作用。

本发明的积极意义，目前的锂离子电池采用有机液体电解质，存在漏液、着火、爆炸等安全隐患[锂电池复合型聚合物电解质材料研究进展赵宙兴，青海大学学报(自然科学版)第24卷，第4期，2006年8月]。如何克服这一突出缺陷，许多从事锂电池行业的科技人员投入了大量的劳动，文献报道，采用聚合物电解质是解决这些问题的有效途径，但是，聚合物电解质也存在一定的问题，固态聚合物电解质一般为凝胶型或增塑型，其机械强度较差，而且在电池工作状态下表现出较差的化学和电化学稳定性；而机械强度较好的全固态聚合物电解质体系在室温下大部分处于结晶状态，电导率很低，无法满足实际需要，低温聚合固态电解质目前还是空白。另外、聚合物电解质与金属锂电极相容性差，容易在电极一电解质界面生成一层钝化膜，使锂在沉积溶解的过程中电流分布不均匀，生成枝晶，这一方面降低了电极的电容量，影响了电池的循环性能，另一方面可能会引起内部短路，甚至爆炸。再有态聚合物电解质的热稳定性也不太好，在充放电过程中，随着温度的改变，聚合物的形态发生变化，从而影响聚合物的机械强度和电循环性能。

本发明在不改变现有的有机液体电解质成熟工艺的前提下，通过改善散热性能，提高锂电池的安全性，单体锂电池在充电放电的发热可以通过格栅窗口气道与机箱壳外空气对流散热，导热板组成的格栅还可以将单体锂电池产生的高温或是爆燃隔离，从而起到防爆作用。

附图说明

图1是主视图；

图2是图1的B-B剖视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是右侧有肋导热板；

图4a是右侧有肋导热板的右视图；

图5是左侧有肋导热板；

图5a是左侧有肋导热板的左视图；

图6是图1的俯视图；

图7是一种现有的锂电池包装技术方案结构视图；

图1中，接电端螺栓2、机箱壳4、压紧螺栓9、格栅窗口1a；

图2中，气道出口1、接电端螺栓2、单体锂电池极耳3、机箱壳4、散热压板5、单体锂电池6、进气道口7、左侧有肋导热板8、右侧有肋导热板T8、散热压板5、压紧螺栓9；

图3中，机箱壳4、散热压板5、单体锂电池6、左侧有肋导热板8、右侧有肋导热板T8、压紧螺栓9；

图4中，右侧有肋导热板T8、肋8b、

图5中，左侧有肋导热板8、肋8c、

图6中，机箱壳4、接电端螺栓2、气道出口1、压紧螺栓9；

图7中，接电端螺栓2、单体锂电池极耳3、机箱壳4、单体锂电池6；

具体实施例：

参照图1，格栅窗口气道散热防爆包装机箱壳为矩形箱式，其顶端面有接电端螺栓2，侧立面有格栅窗口1a，格栅窗口1a的外侧有压紧螺栓9。

参照图2，机箱壳4顶端面有气道出口1，机箱壳4底面有进气道口7，左侧有肋导热板8与右侧有肋导热板T8处于气道出口1与进气道口7之间，左侧有肋导热板8与右侧有肋导热板T8分别紧贴单体锂电池6平面，相邻机箱壳4的单体锂电池6有一块散热压板5，散热压板5受到压紧螺栓9的压紧作用使各单体锂电池6平面都与左侧有肋导热板8或与右侧有肋导热板T8的平面压紧导热良好，当单体锂电池6发热时，热量迅速传导至左侧有肋导热板8或与右侧有肋导热板T8，由于热空气的升腾作用，与周围环境的空气形成对流，热空气迅速从气道出口1排出，热动力作用，机箱壳外的气体又从进气道口7进入，空气如此对流循环，达到了散热的作用。

参照图4、图4a、图5、图5a，左侧有肋导热板8和右侧有肋导热板T8都有肋8b和肋8c，肋8b和肋8c不仅可以增强刚度作用之外，还可以增加散热面积，

参照图4、图4a、图5、图5a，肋8b和肋8c相向安装时还是相互定位结构，使两片导热板相互位置被限制定位。

左侧有肋导热板8与右侧有肋导热板T8分别紧贴单体锂电池6平面，不仅起到导热散热的作用，同时还隔离了各单元电池的发热相互影响，当一个单元电池温升过高时，其产生的热量通过与其紧贴导热板导热，通过格栅窗口气道对流散发出去，不会造成相邻紧贴单元电池受热。

参照图2，两个单体锂电池6之间，是左侧有肋导热板8和右侧有肋导热板T8组成格栅窗口气道，导热板的材质采用导热性能好的金属铝板，金属铝板不仅导热性能好，还具有一定的强度，当某一个单体锂电池6发生过热膨胀击穿单体锂电池6的包装铝膜时，不会象现有的锂电池包装结构那样，相邻的单体锂电池6被其产生的高温或是爆燃形成连锁反应，因为，左侧有肋导热板8和右侧有肋导热板T8组成的格栅将其产生的高温或是爆燃隔离，从而，左侧有肋导热板8和右侧有肋导热板T8组成的格栅还可以起到防爆作用。

参照图2，将单体锂电池极耳3与接电端螺栓2连接即可输出电流或接受充电。

参照图2，两个单体锂电池6之间，是左侧有肋导热板8和右侧有肋导热板T8组成格栅窗口气道，两块散热压板5通过压紧螺栓9将其压紧成整体锂电池组件，使之相互导热接触良好，再由机箱壳4包装成整体格栅窗口气道散热防爆包装锂电池。

参照图1，为了两块散热压板5具有良好的散热条件，机箱壳4与两块散热压板5设有格栅窗口1a，使两块散热压板5可以有效与机箱壳4外的空气对流。

Claims (3)

1.两个单体锂电池(6)之间，是左侧有肋导热板(8)和右侧有肋导热板(T8)组成格栅窗口气道，压紧螺栓(9)压紧两块散热压板(5)，两块散热压板(5)夹紧单体锂电池(6)组成锂电池组件，由机箱壳(4)包装组成格栅窗口气道散热防爆包装锂电池，其特征是，左侧有肋导热板(8)和右侧有肋导热板(T8)都有肋(8b)和肋(8c)。

2.按权利要求1所述的格栅窗口气道散热防爆包装锂电池，其特征是，左侧有肋导热板(8)和右侧有肋导热板(T8)材料是铝板。

3.按权利要求1所述的格栅窗口气道散热防爆包装锂电池，其特征是，机箱壳(4)顶端面有气道出口(1)，机箱壳(4)底面有进气道口(7)。

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