CN109860945A - 基于相变材料板的对置双电池组及相变材料板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于相变材料板的对置双电池组，包括相对设置的两个电池组，两个电池组的电极均朝向外设置，两个电池组之间设有相变材料板组，相变材料板组包括若干个叠放的相变材料板，每个电池组和相变材料板组之间设有若干个铝均热板，铝均热板包括蒸发段和冷凝段，若干个相变材料板与若干个铝均热板的冷凝段间隔设置，每个电池组均包括叠放的若干个电芯，若干个电芯与若干个铝均热板的蒸发段间隔设置。起到优化空间结构的效果，提高电池的动力性能和使用寿命。相变材料板的制造方法，包括如下步骤，步骤一、将石墨烯加入熔融状态下的石蜡中，搅拌均匀备用；步骤二、将步骤一中的得到石墨烯和石蜡混合物加压填充至聚氨酯软泡沫铜内。

Description

基于相变材料板的对置双电池组及相变材料板的制造方法

技术领域

本发明涉及动力电池领域，特别是涉及基于相变材料板的对置双电池组及相变材料板的制造方法。

背景技术

传统的软包电池散热系统排布多采用常规的一片电池与一个片相变材料交互堆叠方法，这种方法散热效果并不明显，并且空间占用大，对于需要保证散热效果的情况下，也是无法采用风冷散热对其进行散热。而传统的液体冷却散热方法则采用密封性高的散热装置，由于成本高，这种方法无法进行推广。

采用基于相变材料板的对置双电池组及相变材料板的制造方法则可以很好的解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供基于相变材料板的对置双电池组，其布局合理，减少电池组及其散热结构的空间占用，使大功率电池的风冷散热成为可能。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供相变材料板的制造方法，提供一种导热性能好的相变材料板，为减少电池组及其散热结构的空间占用提供硬件基础。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于相变材料板的对置双电池组，包括相对设置的两个电池组，两个电池组的电极均朝向外设置，两个电池组之间设有相变材料板组，相变材料板组包括若干个叠放的相变材料板，每个电池组和相变材料板组之间设有若干个铝均热板，铝均热板包括蒸发段和冷凝段，若干个相变材料板与若干个铝均热板的冷凝段间隔设置，每个电池组均包括叠放的若干个电芯，若干个电芯与若干个铝均热板的蒸发段间隔设置。

进一步，铝均热板包括位于中间的冷凝段和位于冷凝段两侧的第一蒸发段和第二蒸发段，所述铝均热板的冷凝段位于相变材料板组内，所述铝均热板的第一蒸发段和第二蒸发段分别位于两个电池组内。

进一步，两个电池组与相变材料板组之间分别设有第一铝均热板和第二铝均热板，所述第一铝均热板包括第一冷凝段和第一蒸发段，所述第二铝均热板包括第二冷凝段和第二蒸发段，第一冷凝段和第二冷凝段均位于相变材料板组内，第一蒸发段和第二蒸发段分别位于两个电池组内。

进一步，铝均热板通过单组分室温硫化硅胶分别粘接于电芯和相变材料板。

进一步，相变材料板为石墨烯石蜡聚氨酯软泡沫铜材质的板。

相变材料板的制造方法，包括如下步骤，

步骤一、将石墨烯加入熔融状态下的石蜡中，搅拌均匀备用；

步骤二、将步骤一中的得到石墨烯和石蜡混合物加压填充至聚氨酯软泡沫铜内；

步骤三、待冷却凝固后对样件上下表面进行校平，制成相变材料板。

总的说来，本发明具有如下优点：

基于相变材料板的对置双电池组，包括相对设置的两个电池组，两个电池组的电极均朝向外设置，两个电池组之间设有相变材料板组，相变材料板组包括若干个叠放的相变材料板，每个电池组和相变材料板组之间设有若干个铝均热板，铝均热板包括蒸发段和冷凝段，若干个相变材料板与若干个铝均热板的冷凝段间隔设置，每个电池组均包括叠放的若干个电芯，若干个电芯与若干个铝均热板的蒸发段间隔设置。将铝均热板作为与相变材料板耦合使用来将电池组内热量引出电池组外，使电池组放电时所产生的大部分热量能快速地散发到空气中，同时通过采用相对设置的两个电池组，中间设置相变材料板组的优化结构，采取两组电池组对置放置的方案，起到优化空间结构的效果，且电池组的电极朝向外侧，便于接线，同时提升电池组的热均匀性，提高电池的动力性能和使用寿命。

相变材料板的制造方法，包括如下步骤，步骤一、将石墨烯加入熔融状态下的石蜡中，搅拌均匀备用；步骤二、将步骤一中的得到石墨烯和石蜡混合物加压填充至聚氨酯软泡沫铜内；步骤三、待冷却凝固后对样件上下表面进行校平，制成相变材料板。石蜡是常用的相变材料，石墨烯粉末是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优良的导热性能，石蜡与石墨烯协同作用，大大的提高了石蜡的导热性能。聚氨酯软泡沫铜是一种在铜基体中均匀分布着大量连通或不连通孔洞的新型轻质多功能材料，具有优良的导热性能。因此上述相变材料板具有良好的导热性能。

附图说明

图1为本发明基于相变材料板的对置双电池组的立体结构示意图。

图2为本发明基于相变材料板的对置双电池组的另外一种实施方式的部分立体结构示意图。

图3为本发明基于相变材料板的对置双电池组的另外一种实施方式的部分立体结构示意图。

其中图1中包括有：

10——电池组、11——电芯、12——电极；

20——铝均热板、21——冷凝段、22——第一蒸发段、23——第二蒸发段；

30——相变材料板组、31——相变材料板。

其中图2、图3中包括有：

10——电池组、11——电芯、12——电极；

20——第一铝均热板、21——第一冷凝段、22——第一蒸发段；

30——相变材料板组、31——相变材料板。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

实施例1、

如图1所示，基于相变材料板的对置双电池组，包括相对设置的两个电池组10，两个电池组10的电极12均朝向外设置，两个电池组10之间设有相变材料板组30，相变材料板组30包括若干个叠放的相变材料板31，每个电池组10和相变材料板组30之间设有若干个铝均热板20，铝均热板20包括第一蒸发段22、第二蒸发段23和冷凝段21，若干个相变材料板31与若干个铝均热板20的冷凝段21间隔设置，每个电池组10均包括叠放的若干个电芯11，若干个电芯11与若干个铝均热板20的蒸发段间隔设置。将铝均热板20作为与相变材料板31耦合使用来将电池组10内热量引出电池组10外，使电池组10放电时所产生的大部分热量能快速地散发到空气中，同时通过采用相对设置的两个电池组10，中间设置相变材料板组30的优化结构，采取两组电池组10对置放置的方案，起到优化空间结构的效果，且电池组10的电极12朝向外侧，便于接线，同时提升电池组10的热均匀性，提高电池的动力性能和使用寿命。

铝均热板20包括位于中间的冷凝段21和位于冷凝段21两侧的第一蒸发段22和第二蒸发段23，所述铝均热板20的冷凝段21位于相变材料板组30内，所述铝均热板20的第一蒸发段22和第二蒸发段23分别位于两个电池组10内。

铝均热板20通过单组分室温硫化硅胶分别粘接于电芯11和相变材料板31。单组分室温硫化硅胶是导热性及绝缘性良好的，具有良好的热传导性的材料，表面固化时间短，粘结力强。

相变材料板31为石墨烯石蜡聚氨酯软泡沫铜材质的板。

相变材料板31的制造方法，包括如下步骤，步骤一、将石墨烯加入熔融状态下的石蜡中，搅拌均匀备用；步骤二、将步骤一中的得到石墨烯和石蜡混合物加压填充至聚氨酯软泡沫铜内；步骤三、待冷却凝固后对样件上下表面进行校平，制成相变材料板31。石蜡是常用的相变材料，石墨烯粉末是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优良的导热性能，石蜡与石墨烯协同作用，大大的提高了石蜡的导热性能。聚氨酯软泡沫铜是一种在铜基体中均匀分布着大量连通或不连通孔洞的新型轻质多功能材料，具有优良的导热性能。

锂离子电池在充放电的过程中，内部存在的电化学反应和欧姆效应会产生大量的热通过铝均热板20传递到相变材料板31中，利用相变材料板31在相变过程中温度保持不变或变化范围很小，但能吸收或释放大量潜热的特性，用来保持动力电池系统的温度处在合适的范围内。

实施例2、

本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：如图2、图3所示，两个电池组10与相变材料板组30之间分别设有第一铝均热板20和第二铝均热板，所述第一铝均热板20包括第一冷凝段21和第一蒸发段22，所述第二铝均热板包括第二冷凝段和第二蒸发段，第一冷凝段21和第二冷凝段均位于相变材料板组30内，第一蒸发段22和第二蒸发段分别位于两个电池组10内。便于组装及生产。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于相变材料板的对置双电池组，其特征在于：包括相对设置的两个电池组，两个电池组的电极均朝向外设置，两个电池组之间设有相变材料板组，相变材料板组包括若干个叠放的相变材料板，每个电池组和相变材料板组之间设有若干个铝均热板，铝均热板包括蒸发段和冷凝段，若干个相变材料板与若干个铝均热板的冷凝段间隔设置，每个电池组均包括叠放的若干个电芯，若干个电芯与若干个铝均热板的蒸发段间隔设置。

2.按照权利要求1所述的基于相变材料板的对置双电池组，其特征在于：铝均热板包括位于中间的冷凝段和位于冷凝段两侧的第一蒸发段和第二蒸发段，所述铝均热板的冷凝段位于相变材料板组内，所述铝均热板的第一蒸发段和第二蒸发段分别位于两个电池组内。

3.按照权利要求1所述的基于相变材料板的对置双电池组，其特征在于：两个电池组与相变材料板组之间分别设有第一铝均热板和第二铝均热板，所述第一铝均热板包括第一冷凝段和第一蒸发段，所述第二铝均热板包括第二冷凝段和第二蒸发段，第一冷凝段和第二冷凝段均位于相变材料板组内，第一蒸发段和第二蒸发段分别位于两个电池组内。

4.按照权利要求1所述的基于相变材料板的对置双电池组，其特征在于：铝均热板通过单组分室温硫化硅胶分别粘接于电芯和相变材料板。

5.按照权利要求1所述的基于相变材料板的对置双电池组，其特征在于：相变材料板为石墨烯石蜡聚氨酯软泡沫铜材质的板。

6.相变材料板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、将石墨烯加入熔融状态下的石蜡中，搅拌均匀备用；

步骤二、将步骤一中的得到石墨烯和石蜡混合物加压填充至聚氨酯软泡沫铜内；

步骤三、待冷却凝固后对样件上下表面进行校平，制成相变材料板。