CN105742740B - 锂离子电池测温结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种包括顶盖、开设在顶盖上的顶盖配合孔、密封保护件、密封胶层以及感温探头的锂离子电池测温结构，密封保护件设置有测温通孔，密封保护件密封固定在顶盖配合孔内，测温通孔贯通顶盖的上下两侧，感温探头由顶盖的上方经测温通孔穿至顶盖的下方，测温通孔内的剩余空间填充密封胶层密封。本申请所提供的锂离子电池测温结构通过将感温探头穿过密封通孔，并采用密封保护件以及密封胶层对密封通孔进行密封，能够使感温探头直接置于电池的内部，大幅缩短了感温探头与裸电芯之间的间隔距离，因此能够使感温探头获得更为准确的电池温度。

Description

锂离子电池测温结构

技术领域

本申请涉及锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种锂离子电池测温结构。

背景技术

目前，锂离子电池一般在20℃~40℃范围内时，其充放电性能最佳，寿命最好。为了实现电池能实现在外界环境-40℃至60℃范围内能够维持电池处于最佳的工作温度范围20℃~40℃，那么就需要热管理系统根据实际情况进行有效的运作，或是发挥加热或是发挥冷却功能。为这套系统提供温度数据的感温探头就必不可少。感温探头监控到的温度数据与电池实际温度的之间的吻合度，则直接影响着这套系统运作能力和对电池温度的控制能力。

然而，相关技术中大多数的产品都是把感温探头布置在电池金属壳表面或是电池极柱的电连接上。这种设计温度探头与电池内部裸电芯之间的传热距离长，二者之间存在温度差异，因此不能准确监测裸电芯温度。

发明内容

本申请提供了一种锂离子电池测温结构，能够提高感温探头的监测准确性。

本申请所提供的锂离子电池测温结构，包括顶盖、开设在所述顶盖上的顶盖配合孔、密封保护件、密封胶层以及感温探头，

所述密封保护件设置有测温通孔，所述密封保护件密封固定在所述顶盖配合孔内，所述测温通孔贯通所述顶盖的上下两侧，所述感温探头由所述顶盖的上方经所述测温通孔穿至所述顶盖的下方，所述测温通孔内的剩余空间填充所述密封胶层密封。

优选地，所述测温通孔的顶端孔径大于所述测温通孔的底端孔径。

优选地，所述测温通孔的底端设置有朝所述测温通孔的轴线凸出的环状凸台。

优选地，所述环状凸台的上表面设置有环槽。

优选地，所述测温通孔的底端截面积比所有所述感温探头的引线截面积之和大0.5~2mm²。

优选地，所述密封胶层由双组份A/B混合型胶水或EVA热熔胶形成。

优选地，所述顶盖配合孔的内部设置有支撑端面，所述支撑端面朝向所述顶盖的上方，所述密封保护件的外周面上设置有凸楞，所述凸楞与所述支撑端面相抵。

优选地，所述绝缘膜为聚酰亚胺膜、聚乙烯膜或聚丙烯膜。

优选地，所述感温探头为热电偶或热敏电阻类型。

优选地，所述感温探头的端部包裹有绝缘膜。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的锂离子电池测温结构通过将感温探头穿过密封通孔，并采用密封保护件以及密封胶层对密封通孔进行密封，能够使感温探头直接置于电池的内部，大幅缩短了感温探头与裸电芯之间的间隔距离，因此能够使感温探头获得更为准确的电池温度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的锂离子电池测温结构的装配结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的密封保护件、密封胶层以及感温探头的装配结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的密封保护件的剖视结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的密封保护件与顶盖配合孔的配合结构截面示意图（图中仅显示有左侧截面）；

图5为本申请实施例所提供的感温探头的结构示意图。

附图标记：

10-顶盖；

20-顶盖配合孔；

200-支撑端面；

30-密封保护件；

300-测温通孔；

302-凸楞；

304-环状凸台；

306-环槽；

40-密封胶层；

50-感温探头；

500-绝缘膜；

60-裸电芯。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、 “左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的锂离子电池测温结构的放置状态为参照。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种锂离子电池测温结构，包括顶盖10、开设在顶盖10上的顶盖配合孔20、密封保护件30、密封胶层40以及感温探头50。其中，密封保护件30的中部设置有测温通孔300，测温通孔300沿着密封保护件30的轴线开设，这样，将测温通孔300与顶盖配合孔20的轴线保持一致，密封保护件30沿着顶盖配合孔20的轴线密封固定在顶盖配合孔20内时，测温通孔300便能够贯通顶盖的上下两侧。感温探头50由顶盖10的上方经测温通孔300穿至顶盖的下方，也就是电池的内部，而测温通孔300内的剩余空间填充密封胶层40密封，防止电池内部的物质流出。

这样，感温探头50便可直接至于电池的内部，大幅缩短了感温探头50与裸电芯60之间的间隔距离，因此能够使感温探头50获得更为准确的电池温度。

由于感温探头50一般均为金属材质，为了避免金属质的测温探头50与裸电芯60之间的相互影响，最好将感温探头50的端部包裹绝缘膜500（参见图5），使感温探头50的表面电绝缘，满足绝缘阻抗10MΩ (100V~300V)的要求。

可以采用CNC或钻床进行密封保护件30以及顶盖10的制造，其中，密封保护件30和顶盖10均可采用铝材或钢材。密封保护件30与顶盖配合孔20的密封方式可以采用激光连续焊方式或是激光加填丝焊方式，焊接方式可以采用对接焊接或搭接穿透焊。焊接功率大约在500W~2000W左右。由于顶盖10的壁厚比较薄，大约1mm~3mm，优选对接焊方式，焊接质量易于检查以及焊接功率相对低些，焊接功率大约500W~900W。密封保护件30与顶盖配合孔20处进行清洗，去除表面的油污、污物或是尘屑，以保证下一道焊接工序时的焊接质量和成功率，避免产生焊接爆点、虚焊等缺陷。清洗可以采用简单的酒精擦拭，等离子清洗方式或超声波清洗方式等。

为了防止密封保护件30由顶盖配合孔20掉落到电池的内部，如图3所示，本实施例中在顶盖配合孔20的内部设置有支撑端面200，支撑端面200朝向顶盖10的上方，密封保护件30的外周面上则设置有凸楞302，凸楞302与支撑端面200相抵，以便拖住密封保护件30。支撑端面200以及凸楞302最好均为环状，以便提供更为均衡的支撑力，同时也有助于提高密封性能。

由于测温通孔300的底端无底，因此在外力，尤其是重力作用下，密封胶层40有可能从测温通孔300内滑出，导致密封失效。为了使密封胶层40能够固定在测温通孔300内，如图3和图4所示，本实施例中采用了下列方式：

首先，可以将测温通孔300的顶端孔径做的比测温通孔300的底端孔径大一些，这样密封胶层40的上部尺寸便要大于测温通孔300的底端孔径，因此不会由此滑出。其中，在测温通孔300的底端设置朝测温通孔300的轴线凸出的环状凸台304的方式所具有的效果最为优异。此外，还可在环状凸台304的上表面设置环槽306等结构来增大表面结构复杂程度，进而提高与密封胶层40之间的作用力，防止密封胶层40脱离。

测温通孔300、环状凸台304以及环槽306在机械加工过程中的表面粗糙度可以放宽，甚至制造大粗糙度，这样能够增大表面摩擦力，有利于密封胶层40的定型，同时也能够改善密封胶层40的密封效果和表面摩擦力。

与此同时，感温探头50与测温通孔300的底端之间的间隙也不能太大，如果间隙过大也可能导致密封胶在没有凝固时便由该间隙流出。测温通孔300的底端截面积可以根据感温探头50的引线截面积以及感温探头50的数量决定，一般比所有温度探头50的引线截面积之和大0.5~2mm²。

在本实施例中，可采用双组分A/B混合型胶水或是EVA热熔胶作为形成密封胶层40的原料。双组分A/B混合型胶水可以通过灵活配置A胶和B胶的比例来控制胶水的流动性和固化时间，因而可以更具有渗透性，达到更好的密封效果，同时，双组份A/B混合型胶的自动点胶机系统也使得这种点胶工艺走向量产化，这套系统主要由打胶枪、双组份针筒、混合管三大件组成。密封胶水的胶量控制以不溢出密封保护件为准。而EVA热熔胶则更容易于实施和控制，因而工业化中经常使用。这两种原料各有优点，可以根据实际产品需求选择使用。

在本实施例中，根据设计及产品规划要求，可以将感温探头50布置在电池内任意需要温度测量的位置，例如裸电芯60的内部位置。感温探头50可以选择热电偶或热敏电阻类型。其中比如热电偶有K型、J型、E型、T型、N型、R型、S型、B型、W型等，或者白金热电阻Pt100与JPt100，或者NTC热敏电阻。根据成本、测温范围、设计空间及测量精度要求决定选型。目前在-40℃至80℃范围内，常用精度要求只要±1度场合，大部分采用NTC热敏电阻，一般热电阻的引线比较大，其抗腐蚀性能较差，导致其探头位置需要包裹抗腐蚀橡胶皮层，这就导致这种热电阻在电池内部布置位置有限。因此本实施例中推荐使用K型热电偶，因为其具有价廉、在-100℃~0℃时，精度为±0.8℃，在0℃~500℃内，精度为±0.6℃，而且热电偶的焊点体积小，直径可以不大于0.3mm，耐腐蚀，适合于布置在电池内部的任意位置。

如图5所示，在本实施例中，绝缘膜500可以选用聚酰亚胺薄膜、聚乙烯膜或聚丙烯膜等，一般优选聚酰亚胺薄膜，因其满足耐压绝缘等级要求，厚度可以做到大约0.01mm，同时兼具优越的耐温性，耐温高达120℃。

本实施例对于感温探头50的引线也具有一定的结构改进，请继续参见图5，引线的裸金属线长度a 一般控制在3mm以内，内绝缘皮的裸露长度b一般根据焊点布置位置与密封保护件的距离决定，即感温探头50的引线留在电池内部的最大长度为a+b。而外绝缘皮的端部则埋设在密封胶层40之内。通过这种方式可以避免热电偶的电解液通过内外绝缘皮之间的间隙外泄的问题。

本申请所提供的锂离子电池测温结构能够使感温探头50直接置于电池的内部，大幅缩短了感温探头50与裸电芯之间的间隔距离，因此能够使感温探头50获得更为准确的电池温度。同时，由于感温探头50被设置在电池的内部，因此测量时不会受到电池外部环境的影响。此外，相关技术中由于是监控外部温度，因此都需要通过复杂试验及繁多的工况进行标定控制系统。而本实施例则均可简化。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂离子电池测温结构，其特征在于，包括顶盖、开设在所述顶盖上的顶盖配合孔、密封保护件、密封胶层以及感温探头，

所述密封保护件设置有测温通孔，所述密封保护件密封固定在所述顶盖配合孔内，所述测温通孔贯通所述顶盖的上下两侧，所述测温通孔的底端设置有朝所述测温通孔的轴线凸出的环状凸台，所述感温探头由所述顶盖的上方经所述测温通孔穿至所述顶盖的下方，所述测温通孔内的剩余空间填充所述密封胶层密封；所述测温通孔的底端截面积比所有所述感温探头的引线截面积之和大0.5~2mm²。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述测温通孔的顶端孔径大于所述测温通孔的底端孔径。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述环状凸台的上表面设置有环槽。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述密封胶层由双组份A/B混合型胶水或EVA热熔胶形成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述顶盖配合孔的内部设置有支撑端面，所述支撑端面朝向所述顶盖的上方，所述密封保护件的外周面上设置有凸楞，所述凸楞与所述支撑端面相抵。

6.根据权利要求1至4任一项所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述感温探头为热电偶或热敏电阻类型。

7.根据权利要求1至4任一项所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述感温探头的端部包裹有绝缘膜。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池测温结构，其特征在于，所述绝缘膜为聚酰亚胺膜、聚乙烯膜或聚丙烯膜。