CN110518306A - 用于锂离子电池的均热板及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电池的均热板，其包括相对设置且相互连接的底板与顶板，所述底板与顶板之间设置有相变热管。本发明还公开了一种采用上述均热板的锂离子电池。本发明通过在电池单体最大的两个侧面上安装均热板，均热板内置相变热管，能够将积累于电池单体中间部位的热量传递到均热板的中间部位，进而在相变热管的作用下将集中于均热板中间部位的热量沿着相变热管往均热板温度较低的四周迅速扩散，从而实现电池单体的快速均温，提高电池与外界的换热效率。

Description

用于锂离子电池的均热板及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池的均热板及锂离子电池。
背景技术
在锂离子电池高倍率充放电过程中，极柱和电池单体均会迅速产生大量的热量，这将直接导致电池出现严重的热积累问题和单体热分布不均匀问题。电池单体内部的热积累问题极易造成电池的体积膨胀和内部电解液失效，而电池单体热分布不均匀则严重影响着电池内部电化学反应的一致性。在锂离子电池散热过程中，均匀的热量分布有利于提高电池与外界的热交换效率，从而有效解决电池内部的热积累问题。因此，为了延长电池的循环使用寿命和发挥电池的最优性能，解决电池单体热分布不均匀问题具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于锂离子电池的均热板及锂离子电池，解决现有技术中锂离子电池热积累及热分布不均匀的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于锂离子电池的均热板，其包括相对设置且相互连接的底板与顶板，所述底板与顶板之间设置有相变热管。
本发明的特点还在于：
所述底板上与顶板相对的面开有安装槽，所述相变热管的形状与安装槽相匹配，所述相变热管设置在安装槽内。
所述安装槽为U型。
所述安装槽设置两个，且两个安装槽的开口相对交错设置。
所述底板与顶板通过定位销连接后焊接为一体。
所述相变热管采用抗重力相变热管。
本发明所采用的另一个技术方案是：
一种锂离子电池，其包括上述的均热板及电池单体，所述电池单体中两个面积最大的侧面均连接有所述均热板。
本发明另一个技术方案的特点还在于：
所述均热板通过导热绝缘双面胶与电池单体连接。
与现有技术相比，本发明一种用于锂离子电池的均热板及锂离子电池，通过在电池单体最大的两个侧面上安装均热板，均热板内置相变热管，能够将积累于电池单体中间部位的热量传递到均热板的中间部位，进而在相变热管的作用下将集中于均热板中间部位的热量沿着相变热管往均热板温度较低的四周迅速扩散，从而实现电池单体的快速均温，提高电池与外界的换热效率。
附图说明
图1为本发明实施例一种用于锂离子电池的均热板的分解结构示意图；
图2为本发明实施例一种锂离子电池的分解结构示意图；
图3为加装本发明的均热板前电池单体的温度分布云图；
图4为加装本发明的均热板后电池单体的温度分布云图。
图中，11.底板，12.顶板，13.相变热管，14.安装槽，15.定位销，1.均热板，2.电池单体，3.导热绝缘双面胶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种用于锂离子电池的均热板，如图1所示，其包括相对设置且相互连接的底板11与顶板12，所述底板11与顶板12之间设置有相变热管13，所述相变热管13采用抗重力相变热管。
进一步地，所述底板11与顶板12相对的面开有安装槽14，所述相变热管13的形状与安装槽14相匹配，所述相变热管13设置在安装槽14内。
优选地，所述安装槽14为U型，且所述安装槽14设置两个，两个安装槽14的开口相对交错设置。
所述底板11与顶板12先通过定位销15对角定位连接，然后将四周焊接使底板11与顶板12成为一体。
本发明实施例还提供一种锂离子电池，如图2所示，其包括上述的均热板1及电池单体2，所述电池单体2中两个面积最大的侧面均连接有所述均热板1，所述均热板1通过导热绝缘双面胶3与电池单体2连接。
本发明实施例的一种用于锂离子电池的均热板，通过导热绝缘双面胶3安装于电池单体2中两个面积最大的侧面，其主要工作过程为：积累于电池单体2中间部位的热量通过导热绝缘双面胶3传递到均热板1的中间部位，在相变热管13的作用下，集中于均热板1中间部位的热量沿着相变热管13往均热板1温度较低的四周迅速扩散，从而实现电池单体2的快速均温，提高电池与外界的换热效率。将安装槽14设计为两个开口相对交错设置的U型槽，两个安装槽14内分别安装一个扁平U型的相变热管13，这样的形状设计及安装方式比较节省空间，并且能够以较少数量的相变热管13很好地将电池中间部位的热量传导至电池边缘部位，达到较好的散热效果。
本发明实施例的一种用于锂离子电池的均热板结构简单、厚度薄、制作容易；其能够实现电池单体的快速均温，散热效果明显。该均热板内嵌抗重力相变热管，其均温性能不受重力影响，适用范围广、可靠性高。
下面通过Icepak仿真结果对该均热板的均热效果和散热效果作进一步说明；但本发明的实施和保护不限于此，需要指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
仿真参数：
1.60Ah磷酸铁锂方形铝壳电池单体2，其中，内阻0.6mΩ，导热系数57.25W/(m·K)，比热容1343.9J/(kg·K)，密度1990kg/m3；
2.扁平U型相变热管13为抗重力相变热管，主要材质为铜，其导热系数设为10000W/(m·K)；
3.均热板1的顶板12和底板11材质为铝；
4.导热绝缘双面胶3的导热系数设为0.8W/(m2·K)；
5.电池的充放电倍率设为2C；
6.环境温度设为25℃；
7.冷却方式为自然冷却。
仿真结果：
图3为加装均热板前方形电池单体的温度分布云图，从图中可以看出，电池充放电过程中产生的热量主要集中于电池的中间部位，单体温度梯度较大。在自然冷却的条件下，由于不附带额外的散热装置，电池单体的热积累问题严重，与外界的换热效率较低，其最高温度达到315.4K(42.4℃)。
图4为加装均热板后方形电池单体的温度分布云图，从图中可以看出，加装均热板后，原本集中于电池中间部位的热量沿着四周迅速扩散，电池单体温度梯度大的问题得到了有效的改善。同时，电池单体的最高温度降至313.0K(40.0℃)，电池与外界的换热效率相应提升了4.7％。上述结果表明，本发明的均热板可有效解决锂离子电池的热积累问题和热分布不均匀问题，提高电池的散热效率。

Claims (8)

1.一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，其包括相对设置且相互连接的底板与顶板，所述底板与顶板之间设置有相变热管。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，所述底板上与顶板相对的面开有安装槽，所述相变热管的形状与安装槽相匹配，所述相变热管设置在安装槽内。
3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，所述安装槽为U型。
4.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，所述安装槽设置两个，且两个安装槽的开口相对交错设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，所述底板与顶板通过定位销连接后焊接为一体。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于锂离子电池的均热板，其特征在于，所述相变热管采用抗重力相变热管。
7.一种锂离子电池，其特征在于，其包括如权利要求1-6中任一项所述的均热板及电池单体，所述电池单体中两个面积最大的侧面均连接有所述均热板。
8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述均热板通过导热绝缘双面胶与电池单体连接。
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