CN108832059B - 一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，包括动力锂电池内衬以及设置在动力锂电池内衬外部的模组外壳；所述动力锂电池内衬的上方还设置有相变装置；所述模组外壳与动力锂电池内衬之间设置有吸容腔体，所述吸容腔体内设置有若干排列均匀的吸容室，所述吸容室的上端设置有动力隔膜。本发明提供的陶瓷隔膜因为结合了聚酯纤维无纺布以及聚烯烃微孔膜所制成的锂离子电池隔膜，增加了隔膜的安全性，解决了聚烯烃微孔膜的热收缩性，少孔隙率性等和无纺布陶瓷隔膜的大孔径及强度差等的性能。且由陶瓷隔膜透出气体由吸容腔体内的吸容室和栅栏室通出。

Description

一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池
技术领域
本发明动力锂电池技术领域，尤其是一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池。
背景技术
动力锂电池在高温工作时存在温升过高导致热失控等安全隐患；动力锂电池在低温工作时存在析锂和能量不能完全发挥等风险；动力锂电池模块在工作时还存在温度分布不均，导致电池模块使用寿命降低的风险。现有技术通常通过液冷方式及空气冷却方式进行控温。液冷控温通常是在动力锂电池模块中加入液冷装置，采用类似于换热器控温方式，控制动力锂电池模块的温度。其需要额外加入液体流道、水泵等部件。气体控温通常是在动力锂电池模块中加入气流流道，采用类似于换热器控温方式，控制动力锂电池模块的温度。且亦需要额外加入气流流道、空气压缩机和膨胀阀的部件。所以无论是液冷方式还是空气冷却方式，都需要额外增加动力传输装置和流体流通装置等零部件；而这些部件一旦失灵，则该冷却系统不再具有控温作用。这些部件的失效风险进而增加了电动车的安全风险。
现有的动力锂电池主要通过相变装置进行散热，然而相变物质相变前后会发生固液相转变，动力电池模块需要密封防止相变物质流动；这对动力电池模块的制作工艺提出极大的挑战，其散热效果不是很明显。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池。
其采用的技术方案是：
一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，包括
动力锂电池内衬以及设置在动力锂电池内衬外部的模组外壳；
所述动力锂电池内衬的上方还设置有相变装置；
所述模组外壳与动力锂电池内衬之间设置有吸容腔体，所述吸容腔体内设置有若干排列均匀的吸容室，所述吸容室的上端设置有动力隔膜。
进一步地，所述吸容腔体由陶瓷材质制成，其上端开放，并由开放一端向内形成若干带有开口的排列均匀的吸容室，所述吸容室之间设置有栅栏室，所述栅栏室相互连通，其两端分别连接设置在吸容腔体上的进气阀和出气阀。
进一步地，所述吸容室上端小中间大，其上设置有均匀排列的若干蜂窝状气孔。
进一步地，所述蜂窝状气孔的孔径为100nm～200nm。
进一步地，所述相变装置为多孔蜂窝骨架结构或网状结构，所述相变装置与模组外壳贴合在一起。
进一步地，所述模组外壳包括内层的陶瓷内衬层、设置在陶瓷内衬层外层散热金属层，设置在散热金属层外部的密封层，设置在密封层外侧的发泡铝板层，设置在发泡铝板层外部的绝缘层，以及设置在绝缘层外部的装饰层。
进一步地，所述绝缘层为耐高温树脂材料制成。
进一步地，所述动力隔膜为陶瓷隔膜。
进一步地，所述陶瓷隔膜由聚酯纤维无纺布以及聚烯烃微孔膜组合而成的无纺布隔膜覆合微孔膜。
本发明的有益效果为：本发明提供的陶瓷隔膜因为结合了聚酯纤维无纺布以及聚烯烃微孔膜所制成的锂离子电池隔膜，增加了隔膜的安全性，解决了聚烯烃微孔膜的热收缩性，少孔隙率性等和无纺布陶瓷隔膜的大孔径及强度差等的性能。且由陶瓷隔膜透出气体由吸容腔体内的吸容室和栅栏室通出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的部分剖视图；
图3为本发明中吸容腔体的正视图；
图4为本发明中吸容腔体的侧视图；
图5为本发明中吸容室的结构示意图；
图6为聚烯烃微孔膜的扫描电镜照片；
图7为聚酯纤维无纺布的扫描电镜照片。
其中，附图中的序号以及序号标注的名称如下：
200-相变装置，300-动力锂电池内衬，11-吸容室，12-栅栏室，13-吸容腔体，14-动力隔膜，20-模组外壳，21-陶瓷内衬层，22-散热金属层，23-密封层，24-发泡铝板层，25-绝缘层，26-装饰层，30-出气阀，31-进气阀。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1至图4，本发明公开了一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，包括动力锂电池内衬300以及设置在动力锂电池内衬300外部的模组外壳20；
所述动力锂电池内衬300的上方还设置有相变装置200；
所述模组外壳20与动力锂电池内衬300之间设置有吸容腔体13，所述吸容腔体13内设置有若干排列均匀的吸容室11，所述吸容室11的上端设置有动力隔膜14。
所述吸容腔体13由陶瓷材质制成，其上端开放，并由开放一端向内形成若干带有开口的排列均匀的吸容室11，所述吸容室11之间设置有栅栏室12，所述栅栏室12相互连通，其两端分别连接设置在吸容腔体13上的进气阀31和出气阀30。所述吸容室11上端小中间大，其上设置有均匀排列的若干蜂窝状气孔111；所述蜂窝状气孔111的孔径为100nm～200nm。
所述相变装置200为多孔蜂窝骨架结构或网状结构，所述相变装置200与模组20外壳贴合在一起。
所述模组外壳20包括内层的陶瓷内衬层21、设置在陶瓷内衬层21外层散热金属层22，设置在散热金属层22外部的密封层23，设置在密封层23外侧的发泡铝板层24，设置在发泡铝板层24外部的绝缘层25，以及设置在绝缘层25外部的装饰层26，所述绝缘层25为耐高温树脂材料制成。
所述动力隔膜14为陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜由聚酯纤维无纺布以及聚烯烃微孔膜组合而成的无纺布隔膜覆合微孔膜。本发明中，陶瓷隔膜因为结合了聚酯纤维无纺布以及聚烯烃微孔膜所制成的锂离子电池隔膜，在电池制造工序方面，因为良好的耐温性，良好的强度性，良好的空隙率等优势，在使用110~120度温度进行烘烤，对电池内部材料不会有影响，同时除了净处水分外，还可以减少用电，从而提高生产效率及节省成本。此外，注液时电解液的渗透速度也提高生产效率；在安全方面，因为覆合隔膜的耐高温、低收缩的特点，电芯受到硬物刺穿时产生短路，隔膜不会立即收缩，保护了电池不会大面积接触氧而产生燃烧。
在本发明中，所述陶瓷隔膜的合成步骤如下：
1）制备聚酯纤维无纺布：选取有机二元酸和有机二元醇以质量比为2：5缩聚而成的合成纤维；该合成纤维经制备进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学方法加固而成；
2）制备聚烯烃微孔膜：以聚烯烃树脂、成核剂、溶剂为原料，以质量比为聚烯烃树脂：成核剂：溶剂=1000～2000：20～50：2000～3000制备成聚烯烃溶液；然后将制备成聚烯烃溶液挤出及凝胶片材，拉伸，成膜溶剂去除表面杂质，干燥，热处理定型制得聚烯烃微孔膜；
3）合成陶瓷隔膜：将以6~20克规格的聚酯纤维无纺布中的一种或者几种与以4~15克规格的聚烯烃微孔膜的其中一种或几种采用湿法工艺进行复合制成。
本发明中，由陶瓷隔膜透出气体由吸容腔体13内的吸容室11和栅栏室12通出，该吸容室11和栅栏室12能够有效的排除动力电池的带有热量的气体。
由于蜂窝状气孔111的作用，其通过出气阀30进行 排气时，吸容腔体13内会留部分气体，防止通过空气交换对压力造成的大的变化，影响动力隔膜的效应。
以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，包括
动力锂电池内衬以及设置在动力锂电池内衬外部的模组外壳；
所述动力锂电池内衬的上方还设置有相变装置；
所述模组外壳与动力锂电池内衬之间设置有吸容腔体，所述吸容腔体内设置有若干排列均匀的吸容室，所述吸容室的上端设置有动力隔膜；
所述吸容腔体由陶瓷材质制成，其上端开放，并由开放一端向内形成若干带有开口的排列均匀的吸容室，所述吸容室之间设置有栅栏室，所述栅栏室相互连通，其两端分别连接设置在吸容腔体上的进气阀和出气阀。
2.如权利要求1所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述吸容室上端小中间大，其上设置有均匀排列的若干蜂窝状气孔。
3.如权利要求2所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述蜂窝状气孔的孔径为100nm～200nm。
4.如权利要求1所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述相变装置为多孔蜂窝骨架结构或网状结构，所述相变装置与模组外壳贴合在一起。
5.如权利要求1所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述模组外壳包括内层的陶瓷内衬层、设置在陶瓷内衬层外层散热金属层，设置在散热金属层外部的密封层，设置在密封层外侧的发泡铝板层，设置在发泡铝板层外部的绝缘层，以及设置在绝缘层外部的装饰层。
6.如权利要求5所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述绝缘层为耐高温树脂材料制成。
7.如权利要求1所述的基于动力隔膜含有吸容腔体的动力锂电池，其特征在于，所述动力隔膜为陶瓷隔膜。
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