CN112563555B - 一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池 - Google Patents

一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明适用于锂离子电池技术领域，提供了一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池，电池卷针包括内管和外套管，内管设置于外套管内，内管的两端分别连通一集液管，集液管的一端开设有第一接口，外套管的两端分别连接有卡接件，卡接件套设集液管，卡接件开设有第二接口。本发明将卷绕极片的电池卷针与卷绕之后的极卷一体化，电池卷针作为电芯内壳，可以避免抽针导致的隔膜移位，消除由此引起的安全隐患；电池卷针的中空结构可以为大容量方形金属壳锂离子电池形成内部热管理通道，通过液流在电池卷针内传输，达到快速加热和冷却的效果；电池卷针为内管和外套管组合的方式，内管和外套管的液流流向相反，可以起到均温的效果。

Description

一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池。
背景技术
大容量方形锂离子电池的容量从100Ah、200Ah，已发展到300Ah以上，这类电池除了变形鼓胀的问题外，内部如何散热始终是难以逾越的技术难关，不仅阻碍了大容量方形锂离子电池的大规模应用，也限制了方形锂离子电池容量的进一步提升。大容量方形锂离子电池在长时间充放电过程中内部的热量得不到有效发散，容易引起内部温度过高，隔膜逐渐收缩导致微短路甚至热失控。或者内部温度过高引发大量副反应，消耗电解液，使得电池容量衰减过快。另外，大容量方形锂离子电池极片在卷绕结束后抽针时往往易于出现极片和隔膜错位现象，导致微电路甚至短路发生，导致安全隐患。
申请号为201320188337.0的专利《大容量锂离子电池》采用中空的箱体作为电芯壳体，但没有解决电芯内部产生的热量散失的问题。
申请号为201210051980.9的专利《一种大容量方形锂离子电池》采用侧壁内设有散热介质流通金属管道的塑制外壳体与叠片结构电芯，可增强大容量锂离子电池大电流工作时散热与抗变形能力，在一定程度上提高单体电池内部不同部位温度分布的均匀性，但仍无法解决向外快速传导电芯内部产热，或向内快速传导热量加热电芯。
发明内容
本发明提供电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池，旨在解决上述技术问题。
本发明是这样实现的，一种电池卷针，包括内管和外套管，所述内管设置有多个，多个所述内管并排设置于所述外套管内，多个所述内管的两端分别连通一集液管，所述集液管的一端开设有供液体流入或流出的第一接口，所述外套管的两端分别连接有卡接件，所述卡接件套设所述集液管，所述第一接口延伸出所述卡接件，所述卡接件开设有供液体流入或流出的第二接口。
进一步地，所述外套管与所述卡接件的尺寸相匹配，且与所述卡接件焊接。
更进一步地，所述卡接件的尺寸略大于所述外套管，且与所述外套管卡接，卡接处设置有密封橡胶圈。
更进一步地，所述外套管为倒圆角的长方体结构。
更进一步地，相邻的所述内管外壁不接触。
本发明还提供一种大容量方形金属壳锂离子电池，包括上述电池卷针，所述电池卷针中的两个所述第一接口分别连通外部循环水设备的输出端和回流端，两个所述第二接口分别连通外部循环水设备的回流端和输出端，使所述内管和外套管内的液体流向相反。
有益效果
本发明提供的电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池中，将卷绕极片的电池卷针与卷绕之后的极卷一体化，电池卷针作为电芯内壳，可以避免抽针导致的隔膜移位，消除由此引起的安全隐患；电池卷针的中空结构可以为大容量方形金属壳锂离子电池形成内部热管理通道，通过液流在电池卷针内传输，达到快速加热和冷却的效果；电池卷针为内管和外套管组合的方式，内管和外套管的液流流向相反，可以起到均温的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电池卷针的内管和外套管结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电池卷针的内管、外套管和集液管的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电池卷针的外套管、集液管和卡接件的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的电池卷针的内管和外套管内的液体流向示意图。
图中标号分别表示：1-内管，2-外套管，3-集液管，301-第一接口，4-卡接件，401-第二接口。
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。
参见图1～4，本发明实施例提供一种电池卷针，包括：内管1和外套管2，内管1设置有多个，多个内管1并排设置于外套管2内，多个内管1的两端分别连通一集液管3，集液管3的一端开设有供液体流入或流出的第一接口301，外套管2的两端分别连接有卡接件4，卡接件4套设集液管3，第一接口301延伸出卡接件4，卡接件4开设有供液体流入或流出的第二接口401。
集液管3用于与外部循环水设备连通，循环水设备将低温或者高温的液体输入集液管3中，液体经内管1一端的集液管3分别流入每一个内管1中，再从内管1的另一端流出并被内管1另一端的集液管3收集，最后流回外部循环水设备。在本发明的一个具体实施例中，相邻的内管1外壁不接触，使得内管1在外套管2内部的表面积最大化，有利于提高换热效率。
外套管2也与外部循环水设备连通，外套管2两端的卡接件4套设集液管3以及集液管3与内管1的连接处，使得内管1和集液管3完全被外套管2包覆，在外套管2内部流动的循环水可以与集液管3和内管1外壁充分接触，外套管2与卡接件4为分体式结构，便于电池卷针整体组装。在本发明的一个具体实施例中，外套管2与卡接件4的尺寸相匹配，且与卡接件4焊接，或者，在本发明的另一个实施例中，卡接件4的尺寸略大于外套管2，且与外套管2卡接，卡接处设置有密封橡胶圈，确保外套管2与卡接件4密封连接。
另外，在本发明的一个具体实施例中，外套管2为倒圆角的长方体结构，便于进行电芯卷绕，避免损伤隔膜。
本发明实施例还提供一种大容量方形金属壳锂离子电池，该锂离子电池采用上述电池卷针进行电芯卷绕，电池卷针中的两个第一接口301分别连通外部循环水设备的输出端和回流端，两个第二接口401分别连通外部循环水设备的回流端和输出端，使内管1和外套管2内的液体流向相反。
使用本发明实施例提供的电池卷针进行电芯卷绕后，电池卷针不取出，而是保留作为电芯内腔的组成部分，便于通过具有内管1和外套管2的电池卷针输送循环水或者其他液体调节大容量方形金属壳锂离子电池的温度。
连接外部循环水设备时，另内管1和外套管2内的液体流向相反，使得电池卷针的内部温度均匀，进而达到均匀调节大容量方形金属壳锂离子电池温度的目的。循环水设备包括循环水冷却设备和循环水加热设备，为现有技术中通过循环水对其他设备冷却或加热的设备。
综上所述，本发明提供的电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池中，将卷绕极片的电池卷针与卷绕之后的极卷一体化，电池卷针作为电芯内壳，可以避免抽针导致的隔膜移位，消除由此引起的安全隐患；电池卷针的中空结构可以为大容量方形金属壳锂离子电池形成内部热管理通道，通过液流在电池卷针内传输，达到快速加热和冷却的效果；电池卷针为内管1和外套管2组合的方式，内管1和外套管2的液流流向相反，可以起到均温的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种大容量方形金属壳锂离子电池，包括电池卷针，其特征在于，
所述电池卷针包括内管和外套管，所述内管设置有多个，多个所述内管并排设置于所述外套管内，多个所述内管的两端分别连通一集液管，所述集液管的一端开设有供液体流入或流出的第一接口，所述外套管的两端分别连接有卡接件，所述卡接件套设所述集液管，所述第一接口延伸出所述卡接件，所述卡接件开设有供液体流入或流出的第二接口；
所述外套管与所述卡接件的尺寸相匹配，且与所述卡接件焊接，所述卡接件的尺寸略大于所述外套管，且与所述外套管卡接，卡接处设置有密封橡胶圈，所述外套管为倒圆角的长方体结构，相邻的所述内管外壁不接触；
两个所述第一接口分别连通外部循环水设备的输出端和回流端，两个所述第二接口分别连通外部循环水设备的回流端和输出端，使所述内管和外套管内的液体流向相反。
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