CN109904560A - 一种对电池电极快速散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对电池电极快速散热装置，(1)将陶瓷基板表面进行金属化处理；(2)电池的电极端面直接与陶瓷基板一面焊接；(3)陶瓷基板的另一面与散热机构焊接；本发明充分利用陶瓷的良好导热和绝缘的特性，将电池的热量直接、快速地通过散热器散发出去，降低电池内部温度，降低电极之间的温差，提高电池的安全性，延长电池的使用寿命。

Description

一种对电池电极快速散热装置
技术领域
本发明涉及电池散热领域，具体涉及一种对电池电极快速散热装置。
背景技术
随着电池的技术不断日新月易，电池在生活各个领域得到了广泛的应用，如新能源电动汽车的快速发展，电池是其最核心的部件，电池的性能，决定新能源电动汽车的性能。由于电池能量密度越来越大，电池的两个电极之间如果短路或漏电，就会造成瞬时大电流放电，极易产生火花和爆炸，造成事故，所以电池的电极往往用较厚的有绝缘塑料部件进行包裹。然而，电池在充放电中，电极产生大量的热量，是电池中温度最高的部份，由于电池四周都被绝缘塑料部件包裹，即使在电池四周采用水冷却循环系统，由于传热慢，往往有15分钟以上的时间沚后，此时，如果温度上升太快，极易产生事故。
新能源电动汽车上的电池往往由4个电池包组成一个电池组，一台新能源电动汽车上往往有20多组电池组构成。每一个电池组中的电池包，在应用中电极往往发热温度不一样，形成温度差，最高温度点的地方，由于热集中效应，温度会越来越高，加速电池的局部损坏，形成恶性循环，缩短电池使用寿命和能量的输出快速衰减。
对电池组的降温，是新能源电动汽车的重中之重，而且往往消耗电池的约三分之一左右的电能用来降温。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种对电池快速散热装置，该装置可以延长电池组使用寿命；又提高了整体电池组输出功率，克服现有电池组存在供电效率低性能差的缺点。
一种对电池电极快速散热装置，包括电池本体、散热机构；所述电池本体端面上设有电极机构；所述电极机构与散热机构之间设置有绝缘导热机构，所述绝缘导热机构包括两面具有金属层的陶瓷基板。
所述绝缘导热机构与电极机构、散热机构之间设置有绝缘体。
所述陶瓷基板为片状结构，所述片状陶瓷基板面对面方式与所述电极机构连接，
所述片状陶瓷基板形状为圆形、方形、长方形和多边形。
所述陶瓷基板为异形体，所述异形陶瓷基板采用覆盖方式与所述电极机构连接。
异形陶瓷基板为U形、M形和帽状。
所述陶瓷基板为覆盖在电极机构的整板，所述整板上设置有导孔。
所述陶瓷基板采用氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化铍陶瓷。
所述散热机构可以采用水冷、风冷、自然冷却、半导体电子制冷和材料相变制冷。
所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构焊接。
所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构粘贴。
所述陶瓷基板上一面金属层与所述电极机构或所述散热机构粘贴，其另一面金属层与所述电极机构或所述散热机构焊接。
有益效果
1、本发明通过对陶瓷基板金属化处理后，使之与电极机构、散热机构焊接，克服现有技术中陶瓷基片加工只能采用粘贴单一方式，本发明通过焊接处理陶瓷基板改进了现有的陈旧工艺，充分发挥陶瓷基片良好的导热性能和突出的绝缘效果。
2、通过本发明加工方法生产的散热机构，可以将电池到散热器之间的热阻降低最小、加快传热速度，保证电池使用过程安全。
3、电池使用中，电极发热较大，在电池中温度也是最高，而且往往存在电极之间温度差很大，对于使用时温度较高的电极，在后序使用中，最高温度点温度会越来越高，最高温度点的电极电阻会越来越大，形成恶性循环，电极之间温度差也会更大。使用本发明方法后，能够有效地平衡电极之间的温度，减小电池的衰减整度，延长电池的寿命。
4、电池在充电时，电极温度较高，如果充电太快，会形成温度过高，有可能出现电极爆炸和着火的危险，现有技术中对电池充电速度进行限制，防止电极温度过高造成危险。在充放电过程中。本发明可以降低电极温度，实现更快的速度充电。
附图说明
图1是本发明一种对电池电极快速散热装置结构示意图。
图2是本发明一种对电池电极快速散热装置具有绝缘体结构示意图。
图3是本发明一种对电池电极快速散热装置的片状陶瓷基板结构示意图。
图4是本发明一种对电池电极快速散热装置的整板陶瓷基板结构示意图。
具体实施例
下面结合附图对本发明做一步说明：
如图1所示，本发明提供一种对电池电极快速散热装置，本发明中的电池本体101包括单个电池包、或由2个以上并/串接的电池包构成的电池组；散热机构201；所述电池本体101端面上设有由串联接线排103(汇流排、极耳)、正极接线柱104和负极接线柱105构成的电极机构106；本发明中的散热机构201可以采用水冷、风冷、自然冷却、半导体电子制冷和材料相变制冷(如空调的散热器中的冷媒)。所述电极机构106与散热机构201之间设置有绝缘导热机构301，所述绝缘导热机构包括陶瓷基板302，所述陶瓷基板302的两面均设置有金属层303，如图2所示，所述绝缘导热机构301与电极机构、散热机构之间设置有绝缘体304。本发明中的所述绝缘体304填充在电极机构、绝缘导热机构、散热机构的缝隙之间。
如图2、图3所示，所述陶瓷基板302为片状结构，所述片状陶瓷基板301面对面方式与所述电极机构106连接。所述片状陶瓷基板301形状为圆形、方形、长方形和多边形。所述陶瓷基板302为异形体，所述异形陶瓷基板301覆盖方式与所述电极机构106连接。所述的异形陶瓷基板301为U形、M形和帽状。所述陶瓷基板采用氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化铍陶瓷。
如图4所示，所述陶瓷基板302为覆盖在电极机构的整板，所述整板301上设置有可将正极接线柱104和负极接线柱105引出的导孔。
本发明中所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构焊接。本发明中陶瓷基板的两面金属层与电极机构、散热机构的焊接方法包括锡焊、激光焊、电焊、铆焊、钎焊。
所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构粘贴。本发明中陶瓷基板的金属层通过硅胶、硅胶垫与电极机构、或散热机构粘接。陶瓷基板的金属层与电极机构、或散热机构直接贴紧。
所述陶瓷基板上一面金属层与所述电极机构或所述散热机构粘贴，其另一面金属层与所述电极机构或所述散热机构焊接。本发明中对陶瓷基板的金属层处理方法可以包括厚膜、薄膜(DPC/磁控溅射/钼锰法)和AMB覆铜或DBC覆铜。
实施例1
步骤1，将氧化铝陶瓷两面金属化处理生成金属层包括：1.1、将电子银浆浆料通过丝印网板印刷在氧化铝陶瓷两面；1.2、将两面具有印制浆料的氧化铝陶瓷陶瓷放置在大气条件下800～950度进行烧结，形成金属化厚膜；1.3、将烧结后的陶瓷基板表面进行镀镍处理。步骤2，所述陶瓷基板一面与电极机构锡焊，其另一面与散热机构激光焊接。
实施例2
步骤1，将氮化铝陶瓷两面金属化处理生成金属层包括：1.1、在陶瓷基板两面印制银铜钛合金浆料；1.2、将对应图形的铜板覆在银铜钛合金浆料上，并对陶瓷基板进行烘干；1.3、将烘干后陶瓷基板进行800～950度真空烧结。步骤2，所述陶瓷基板一面与电极机构通过硅胶垫粘接，其另一面与散热机构铆焊。
应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种对电池电极快速散热装置，包括电池本体、散热机构；所述电池本体端面上设有电极机构；其特征在于，所述电极机构与散热机构之间设置有绝缘导热机构，所述绝缘导热机构包括两面具有金属层的陶瓷基板。
2.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述绝缘导热机构与电极机构、散热机构之间设置有绝缘体。
3.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板为片状结构，所述片状陶瓷基板面对面方式与所述电极机构连接，所述片状陶瓷基板形状为圆形、方形、长方形和多边形。
4.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板为异形体，所述异形陶瓷基板采用覆盖方式与所述电极机构连接；异形陶瓷基板为U形、M形和帽状。
5.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板为覆盖在电极机构的整板，所述整板上设置有导孔。
6.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板采用氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和氧化铍陶瓷。
7.根据权利要求1所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述散热机构可以采用水冷、风冷、自然冷却、半导体电子制冷和材料相变制冷。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构焊接。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板分别通过其上的金属层与所述电极机构、所述散热机构粘贴。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种对电池电极快速散热装置，其特征在于，所述陶瓷基板上一面金属层与所述电极机构或所述散热机构粘贴，其另一面金属层与所述电极机构或所述散热机构焊接。
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