CN106102415A - 散热装置、电池和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种散热装置、电池和电子设备，涉及电子产品技术领域，能够降低设备内的系统工作温度，提高散热效果。该散热装置包括：吸热材料，吸热材料的比热容大于导热材料的比热容；由侧壁围成的封装腔体，吸热材料置于封装腔体内，封装腔体的侧壁的材料为导热材料，封装腔体的侧壁用于连接发热器件，以将发热器件发出的热量传递至吸热材料。该散热装置主要用于设备中进行散热。

Description

散热装置、电池和电子设备

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种散热装置、电池和电子设备。

背景技术

电子设备的散热问题已成为制约其发展的重要因素之一，过高的系统工作温度会导致电子设备的工作不稳定，因此解决电子设备内的系统散热问题成为重点。

以智能手机、平板电脑等移动终端设备为例，目前越来越多的移动终端设备采用快速充电设计，其中，移动终端设备内的充电接口、控制电路、电池连接器和保护板电路等元器件在充电模式下均会产生严重的发热，传统的解决移动终端设备发热的问题一般采用石墨片、硅脂、铜管等导热材质，通过这些导热材质将设备内发热器件产生的热量传导至设备的外壳上进行散热。

然而，上述通过导热材质将热量传导至设备的外壳进行散热的方式会受到外壳材质的导热性能的制约，而且许多用户在使用手机时在手机外壳上套有保护套，会影响散热效果，使得设备内的系统工作温度较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种散热装置、电池和电子设备，能够降低设备内的系统工作温度，提高散热效果。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种散热装置，包括：

吸热材料，所述吸热材料的比热容大于导热材料的比热容；

由侧壁围成的封装腔体，所述吸热材料置于所述封装腔体内，所述封装腔体的侧壁的材料为所述导热材料，所述封装腔体的侧壁用于连接发热器件，以将所述发热器件发出的热量传递至所述吸热材料。

具体地，所述吸热材料的比热容大于或等于4200J/(kg·℃)。

进一步地，上述散热装置还包括：隔热材料，所述隔热材料围绕在所述封装腔体的周围构成具有开口的罩体，所述开口对应于所述封装腔体的侧壁中用于连接所述发热器件的一侧。

进一步地，上述散热装置还包括：导热介质，所述导热介质包括第一表面区域和第二表面区域，所述第一表面区域接触于所述封装腔体的侧壁，所述第二表面区域用于接触所述发热器件，以使所述发热器件发出的热量通过所述导热介质传导至所述吸热材料。

进一步地，所述导热介质还包括从所述第一表面区域向外延伸的第三表面区域，所述第三表面区域位于所述容纳空间之外。

具体地，所述隔热材料与所述封装腔体的侧壁之间存在空隙。

具体地，所述导热材料包括铜或铝；所述隔热材料包括塑料、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡或真空隔热板。

具体地，所述导热介质包括导热硅胶片或导热矽胶布。

另一方面，本发明实施例提供一种电池，包括电池壳体，所述电池壳体内设置有电芯和电路板，所述电路板上设置有电子元件，所述电池还包括：

上述的散热装置；

所述散热装置设置于所述电池壳体内，所述散热装置的封装腔体的侧壁连接于所述电子元件的发热器件，所述散热装置用于将所述电子元件的发热器件发出的热量传递至所述散热装置的吸热材料。

另一方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括机壳，所述机壳内设置有由元器件构成的电路，所述电子设备还包括：

上述的散热装置；

所述散热装置设置于所述机壳内，所述散热装置的封装腔体的侧壁连接于所述元器件的发热器件，所述散热装置用于将所述元器件的发热器件发出的热量传递至所述散热装置的吸热材料。

本发明实施例提供的一种散热装置、电池和电子设备，通过将设备内的发热器件所产生的热量经散热装置的封装腔体的侧壁传递至封装腔体内的吸热材料，由于吸热材料的比热容大于导热材料的比热容，因此在吸收相同的热量时，单位质量的吸热材料的温度变化小于单位质量的导热材料的温度变化，由于现有技术中利用导热材料将热量传导至设备外壳进行散热的方式会受到外壳材质和/或外壳上套有的保护套的影响，而本发明实施例中利用比热容较大的吸热材料，使得发热器件产生的热量传导至吸热材料后发热器件的温度降低，同时吸热材料的温度变化较小，以降低设备内的温度，当发热器件停止工作后温度逐渐降低，且低于吸热材料的温度时，吸热材料会逐渐放出热量，以使设备内的热量逐渐散出，从而避免设备过热，其中设备外壳材质和/或外壳上套有的保护套对本发明实施例中的散热影响较小，因此能够更有效地降低设备内的系统工作温度，提高散热效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种散热装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种散热装置，包括：吸热材料1，吸热材料1的比热容大于导热材料的比热容；由侧壁2围成的封装腔体，吸热材料1置于封装腔体内，封装腔体的侧壁2的材料为导热材料，封装腔体的侧壁2用于连接发热器件3，以将发热器件3发出的热量传递至吸热材料1。

其中，在周围环境温度大于吸热材料的温度时，吸热材料会吸收周围环境的热量，由于吸热材料1的比热容大于导热材料的比热容，因此吸热材料1在吸收热量时，单位质量的吸热材料1的升温相对于单位质量的导热材料的升温较小，使得吸热材料1所在的设备内的温度较低，当周围环境温度逐渐降低，且吸热材料1低于环境温度时，吸热材料1会随着环境温度的降低逐渐向外放出热量，以将设备内的热量逐渐散出。以吸热材料1采用水为例，水的比热容为4200J/(kg·℃)，当发热器件3发出的热量传到水中时，水吸热且其温度不会明显上升，以降低设备内的温度，当发热器件3停止工作后温度逐渐降低，且低于水的温度时，水会逐渐的放出热量，以使设备内的热量逐渐散出。

上述中，将吸热材料1置于由侧壁2围成的封装腔体内，以防止吸热材料1发生泄漏或者挥发等现象，封装腔体的侧壁2采用导热材料，这样可使热量能够通过侧壁2传导至封装腔体内的吸热材料1。当将封装腔体的侧壁2与设备中的发热器件3连接时，发热器件3在工作过程中发出的热量通过导热材料传递至封装腔体内的吸热材料1，其中侧壁2与发热器件3之间可直接接触，也可通过导热介质4连接，吸热材料1在吸热过程中，吸热材料1的温度变化较小，相比利用铜管、导热石墨片进行散热的方式，降低设备内的工作温度；当发热器件3停止工作时，发热器件3不再产生热量，吸热材料1逐渐开始放热，以使设备内的热量逐渐散出，可避免设备过热，提高散热效果，降低设备内的工作温度。

本发明实施例提供的一种散热装置，通过将设备内的发热器件所产生的热量经散热装置的封装腔体的侧壁传递至封装腔体内的吸热材料，由于吸热材料的比热容大于导热材料的比热容，因此在吸收相同的热量时，单位质量的吸热材料的温度变化小于单位质量的导热材料的温度变化，由于现有技术中利用导热材料将热量传导至设备外壳进行散热的方式会受到外壳材质和/或外壳上套有的保护套的影响，而本发明实施例中利用比热容较大的吸热材料，使得发热器件产生的热量传导至吸热材料后发热器件的温度降低，同时吸热材料的温度变化较小，以降低设备内的温度，当发热器件停止工作后温度逐渐降低，且低于吸热材料的温度时，吸热材料会逐渐放出热量，以使设备内的热量逐渐散出，从而避免设备过热，其中设备外壳材质和/或外壳上套有的保护套对本发明实施例中的散热影响较小，因此能够更有效地降低设备内的系统工作温度，提高散热效果。

具体地，吸热材料1的比热容大于或等于4200J/(kg·℃)。其中，比热容越大，吸收相同的热量时，单位材料的温度变化越小；水的比热容为4200J/(kg·℃)，水是较为常用的冷却液，以水的比热容为临界值，吸热材料1的比热容大于或等于水的比热容，以实现利用吸热材料1进行的散热效果更好。吸热材料可采用水、有机溶液和晶体材料等。

进一步地，上述散热装置还包括：隔热材料5，隔热材料5围绕在封装腔体的侧壁2的周围构成具有开口的罩体，开口对应于封装腔体的侧壁2中用于连接发热器件3的一侧。其中，隔热材料5是能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料，传统绝热材料包括玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型绝热材料包括气凝胶毡、真空板等。在封装腔体的侧壁2的周围设置隔热材料5，是为了阻滞封装腔体内的吸热材料1吸收的热量向其他器件方向传导，避免造成散热装置周围的其他器件过热。当散热装置设置于设备内时，可在设备的外壳与散热装置的侧壁2之间设置隔热材料5，以使吸热材料1吸收的热量不会传导至设备的外壳上，避免设备的外壳发热。其中，开口对应于封装腔体的侧壁2中用于连接发热器件3的一侧，也就是说封装腔体的侧壁2与发热器件3相接触的一侧不设置隔热材料，以使发热器件的热量能够传递至封装腔体的侧壁2，且未设置隔热材料的这一侧能够向外界进行热传递。

进一步地，上述散热装置还包括：导热介质4，导热介质4包括第一表面区域和第二表面区域，第一表面区域接触于封装腔体的侧壁2，第二表面区域用于接触发热器件3，以使发热器件3发出的热量通过导热介质4传导至吸热材料1。如图2所示，由于一些如智能手机、平板电脑等设备向着轻薄化设计的方向发展，因此散热装置在上述设备中的安放空间有限，解决此问题可将散热装置设置在设备中某一空间较宽裕的地方，然后设备内的发热器件3与散热装置之间通过导热介质4连接，通过导热介质4将发热器件3发出的热量传导至吸热材料1，具体方式为：将导热介质4的第一表面区域接触在封装腔体的侧壁2上，隔热材料5罩在侧壁2的周围，开口对应于第一表面区域，罩体与导热介质4构成容纳空间51，封装腔体以及其内的吸热材料1被包裹在容纳空间51内，将导热介质4的第二表面区域接触在发热器件3的表面上，当发热器件3工作发热时，热量从发热器件3通过导热介质4传导至封装腔体的侧壁2上，再通过侧壁2将热量传至封装腔体内的吸热材料1。

进一步地，导热介质4还包括从第一表面区域向外延伸的第三表面区域，第三表面区域位于容纳空间之外。导热介质上具有非接触于发热器件3和封装腔体的侧壁2的第三表面区域，第三表面区域可用于吸热材料1在散热时使热量通过第三表面区域散出，避免热量过多集中在容纳空间51内。其中，第三表面区域可设置在设备中通风散热较好的位置。

具体地，隔热材料5与封装腔体的侧壁2之间存在空隙。吸热材料1在吸热和放热过程中可能会发生形变，例如采用晶体材料作为吸热材料1时，晶体材料随着吸热使升温达到熔点时，会发生相变，晶体从固态转变为液态，形状发生变化，当晶体材料放热使温度降低至凝固点时，同样会发生相变，晶体从液态转变为固态，形状发生变化，因此隔热材料5与侧壁2之间留有空隙，以便于在吸热材料1发生形变时不受影响。

具体地，导热材料包括铜或铝；隔热材料5包括塑料、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡或真空隔热板。可采用铜或铝材料作为侧壁2，围成封装腔体，且装入吸热材料1，封装腔体可根据散热装置所设置在设备内的具体空间位置来设计形状，可以是规则或不规则的形状，在此处不做具体限定。

具体地，导热介质4包括导热硅胶片或导热矽胶布。导热介质4采用导热绝缘材质，包括导热硅胶片或导热矽胶布等，其中，导热硅胶片具有良好的导热性能，其柔软，具有高压缩性，能够起到减震缓冲作用，而且其具有自粘性，无需紧固装置，易加工，具有电气绝缘性，有多种厚度选择，,能够满足设备小型化及超薄化的设计要求。导热矽胶布是以玻璃纤维作为基材进行加固的有机硅高分子聚合物弹性体，又名叫导热硅胶布，抗撕拉硅胶布，这种硅胶布能有效地降低电子组件与散热器之间的热阻，并且电气绝缘，具高介电强度，良好的热导性，高抗化学性能，是代替传统云母及硅脂的一种优良导热绝缘材料。

本发明实施例提供的一种散热装置，通过将设备内的发热器件所产生的热量经散热装置的封装腔体的侧壁传递至封装腔体内的吸热材料，由于吸热材料的比热容大于导热材料的比热容，因此在吸收相同的热量时，单位质量的吸热材料的温度变化小于单位质量的导热材料的温度变化，由于现有技术中利用导热材料将热量传导至设备外壳进行散热的方式会受到外壳材质和/或外壳上套有的保护套的影响，而本发明实施例中利用比热容较大的吸热材料，使得发热器件产生的热量传导至吸热材料后发热器件的温度降低，同时吸热材料的温度变化较小，以降低设备内的温度，当发热器件停止工作后温度逐渐降低，且低于吸热材料的温度时，吸热材料会逐渐放出热量，以使设备内的热量逐渐散出，从而避免设备过热，其中设备外壳材质和/或外壳上套有的保护套对本发明实施例中的散热影响较小，因此能够更有效地降低设备内的系统工作温度，提高散热效果。

本发明实施例还提供一种电池，包括电池壳体，电池壳体内设置有电芯和电路板，电路板上设置有电子元件，电池还包括：上述的散热装置；散热装置设置于电池壳体内，如图1所示，散热装置的封装腔体的侧壁2连接于电子元件的发热器件3，散热装置用于将电子元件的发热器件3发出的热量传递至散热装置的吸热材料1。

散热装置的结构以及工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。在电池壳体中设置散热装置，构成具有散热功能的电池，以避免电池壳体内的温度过高而损坏电芯。当电池进行充电过程中，电池壳体内的电子元件的发热器件发出热量，热量通过散热装置的侧壁的导热材料传递至封装腔体内的吸热材料，吸热材料在吸热过程中，吸热材料的温度变化较小，相比利用铜管、导热石墨片进行散热的方式，降低电池壳体内的工作温度；当停止充电时，电池壳体内的电子元件的发热器件不再产生热量，吸热材料逐渐开始放热，以使电池壳体内的热量逐渐散出，可避免电池壳体内部过热，提高散热效果，降低电池壳体内的温度。

本发明实施例提供的一种电池，其电池壳体内设置有散热装置，通过将电池壳体内的发热器件所产生的热量经散热装置的封装腔体的侧壁传递至封装腔体内的吸热材料，由于吸热材料的比热容大于导热材料的比热容，因此在吸收相同的热量时，单位质量的吸热材料的温度变化小于单位质量的导热材料的温度变化，由于现有技术中利用导热材料将电池壳体内的热量传导至设备外壳进行散热的方式会受到外壳材质和/或外壳上套有的保护套的影响，而本发明实施例中利用比热容较大的吸热材料，使得发热器件产生的热量传导至吸热材料后发热器件的温度降低，同时吸热材料的温度变化较小，以降低电池壳体内的温度，当发热器件停止工作后温度逐渐降低，且低于吸热材料的温度时，吸热材料会逐渐放出热量，以使电池壳体内的热量逐渐散出，从而避免电池壳体过热，其中设备外壳材质和/或外壳上套有的保护套对本发明实施例中的散热影响较小，因此能够更有效地降低电池壳体内的工作温度，提高散热效果。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括机壳，机壳内设置有由元器件构成的电路，电子设备还包括：上述的散热装置；散热装置设置于机壳内，如图1和图2所示，散热装置的封装腔体的侧壁2连接于元器件的发热器件3，散热装置用于将元器件的发热器件3发出的热量传递至散热装置的吸热材料1。

散热装置的结构以及工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。在电子设备的机壳内设置散热装置，散热装置与机壳内的元器件的发热器件相连接，以避免机壳内的温度过高。当电子设备的元器件的发热器件工作时，机壳内的元器件的发热器件发出热量，热量通过散热装置的侧壁的导热材料传递至封装腔体内的吸热材料，吸热材料在吸热过程中，吸热材料的温度变化较小，相比利用铜管、导热石墨片进行散热的方式，降低机壳内的工作温度；当电子设备的元器件的发热器件停止工作时，机壳内的元器件的发热器件不再产生热量，吸热材料逐渐开始放热，以使机壳内的热量逐渐散出，可避免机壳内部过热，提高散热效果，降低机壳内的工作温度。

值得说明的是，本发明实施例中利用散热装置散热的方式可与传统采用散热片进行散热的方式共存，可将散热装置用于例如快速充电的电路等大功耗部件，避免设备内过热，对设备内的电路进行保护。当在智能手机、平板电脑等电子设备内设置散热装置时，由于散热效果的提高，因此可将智能手机、平板电脑等电子设备的快速充电功率进一步提高，以使充电速度更快。

本发明实施例提供的一种电子设备，其电子设备的机壳内设置有散热装置，通过将机壳内的发热器件所产生的热量经散热装置的封装腔体的侧壁传递至封装腔体内的吸热材料，由于吸热材料的比热容大于导热材料的比热容，因此在吸收相同的热量时，单位质量的吸热材料的温度变化小于单位质量的导热材料的温度变化，由于现有技术中利用导热材料将热量传导至电子设备的机壳进行散热的方式会受到机壳的材质和/或机壳上套有的保护套的影响，而本发明实施例中利用比热容较大的吸热材料，使得发热器件产生的热量传导至吸热材料后发热器件的温度降低，同时吸热材料的温度变化较小，以降低电子设备内的温度，当发热器件停止工作后温度逐渐降低，且低于吸热材料的温度时，吸热材料会逐渐放出热量，以使电子设备内的热量逐渐散出，从而避免电子设备过热，其中电子设备的机壳的材质和/或机壳上套有的保护套对本发明实施例中的散热影响较小，因此能够更有效地降低电子设备内的系统工作温度，提高散热效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

吸热材料，所述吸热材料的比热容大于导热材料的比热容；

由侧壁围成的封装腔体，所述吸热材料置于所述封装腔体内，所述封装腔体的侧壁的材料为所述导热材料，所述封装腔体的侧壁用于连接发热器件，以将发热器件发出的热量传递至所述吸热材料。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，

所述吸热材料的比热容大于或等于4200J/(kg·℃)。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括：

隔热材料，所述隔热材料围绕在所述封装腔体的周围构成具有开口的罩体，所述开口对应于所述封装腔体的侧壁中用于连接所述发热器件的一侧。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的散热装置，其特征在于，还包括：

导热介质，所述导热介质包括第一表面区域和第二表面区域，所述第一表面区域接触于所述封装腔体的侧壁，所述第二表面区域用于接触所述发热器件，以使所述发热器件发出的热量通过所述导热介质传导至所述吸热材料。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，

所述导热介质还包括从所述第一表面区域向外延伸的第三表面区域，所述第三表面区域位于所述容纳空间之外。

6.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，

所述隔热材料与所述封装腔体的侧壁之间存在空隙。

7.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，

所述导热材料包括铜或铝；

所述隔热材料包括塑料、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡或真空隔热板。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，

所述导热介质包括导热硅胶片或导热矽胶布。

9.一种电池，包括电池壳体，所述电池壳体内设置有电芯和电路板，所述电路板上设置有电子元件，其特征在于，所述电池还包括：

如权利要求1至8中任意一项所述的散热装置；

所述散热装置设置于所述电池壳体内，所述散热装置的封装腔体的侧壁连接于所述电子元件的发热器件，所述散热装置用于将所述电子元件的发热器件发出的热量传递至所述散热装置的吸热材料。

10.一种电子设备，包括机壳，所述机壳内设置有由元器件构成的电路，其特征在于，所述电子设备还包括：

如权利要求1至8中任意一项所述的散热装置；

所述散热装置设置于所述机壳内，所述散热装置的封装腔体的侧壁连接于所述元器件的发热器件，所述散热装置用于将所述元器件的发热器件发出的热量传递至所述散热装置的吸热材料。