CN112786998A - 一种集流体延长部散热的电芯 - Google Patents

一种集流体延长部散热的电芯 Download PDF

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Abstract

本专利提供一种集流体延长部散热的电芯，它能够快速散热，且结构简单，容易生产，生产效率高、成本低。该集流体延长部散热的电芯，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部。

Description

一种集流体延长部散热的电芯
技术领域
本专利涉及电芯，是一种储电装置。
背景技术
由片状集流体、复合材料等构成的储电装置如片状电芯的使用过程中，散热是影响电芯寿命和可靠性的至关重要的因素，由于非金属材料的导热性能差，因此，普遍采用的从垂直于集流体的方向散热，由于热阻较大，致使电芯的热交换时间长，效果差。因此需要一种能快速进行热交换且易于生产的电芯及组装结构。
发明内容
本专利的目的是提供一种集流体延长部散热的电芯，它能够快速散热，且结构简单，容易生产，生产效率高、成本低。
本专利所述的集流体延长部散热的电芯，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部。
一般的电芯中的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体，此时的集流体延长部可以是正极集流体延长部或者负极集流体延长部。正极集流体延长部是正极集流体向侧部延伸超出电芯主体（如相对的正负极集流体）形成的，负极集流体延长部是负极集流体向侧部延伸超出电芯主体（如相对的正负极集流体）形成的。
但也有的电芯是只具有一种集流体的电芯，例如固态电池电芯，只有正极集流体，电解液是负极，这种情况下，集流体延长部是其正极集流体延伸超出电芯主体形成的正极集流体延长部。
上述的集流体延长部散热的电芯，多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部贴合在一起，或者，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部贴合在一起。最好，上述的集流体延长部散热的电芯，它还包括导热片，导热片位于两个正极集流体延长部之间并与正极集流体延长部相接触，或者位于两个负极集流体延长部之间并与负极集流体延长部相接触。
上述的集流体延长部散热的电芯，多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部中，至少有一个正极集流体延长部弯折后与其它的正极集流体延长部贴合在一起，或者，全部正极集流体延长部弯折后贴合在一起。
上述的集流体延长部散热的电芯，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部中，至少有一个负极集流体延长部弯折后与其它的负极集流体延长部贴合在一起，或者，各负极集流体延长部弯折后贴合在一起。
上述的集流体延长部散热的电芯，还包括与集流体延长部相接触的导热片。
上述的集流体延长部散热的电芯，还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连。
上述的集流体延长部散热的电芯，还包括电芯外包体，电芯外包体包覆在集流体和集流体延长部的外部。如果电芯是只具有一种集流体的电芯，如固态电池电芯，电芯外包体包覆在集流体、电解液、集流体延长部的外部。如果电芯是具有正极集流体和负极集流体两种集流体的电芯，电芯外包体包覆在正极集流体、负极集流体、正极集流体延长部、负极集流体延长部和复合材料的外部。最好，上述的集流体延长部散热的电芯，还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连并伸出电芯外包体，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连并伸出电芯外包体。
本专利的有益效果：本专利中，导热性能良好的集流体延长部用于电芯与外界的热交换，也就是说，电芯是从平行于集流体的方向散热，热阻较小，所以电芯的热交换时间短，效果好。同时，集流体延长部和集流体是一体，只是把原有的集流体侧向延伸，尺度增大，因此生产简便。
设置与正极集流体延长部或负极集流体延长部相接触的导热片，能够进一步提高散热效率，使得电芯热量快速散出。
多个正极集流体延长部或负极集流体延长部可以直接贴合在一起，或者部分或全部弯折后贴合在一起。
设置正引出极耳或负引出极耳，方便电芯与外部进行电连接。
电芯外包体把正极集流体、负极集流体、正极集流体和负极集流体之间的复合材料、集流体延长部等包覆在一起。当然，如有正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳或负引出极耳要伸出电芯外包体。
本专利创新的技术运用金属材料制成的集流体的热传导能力远大于构成电芯的非金属或复合材料的特性，在电芯上设置局部的只有金属相互叠压或使用少量非金属间隔后叠压的集流体延长部等结构，用作电芯与外部的热交换，这样可以大大提高电芯的热交换能力，使得电芯的温度控制更加快速，提高电芯的性能和使用寿命。当然，集流体也可以是任何一种具有较高的导电和导热能力的其他材料，例如石墨烯等。
附图说明
图1是实施例1的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是实施例2的主视图；
图4是图3的俯视图；
图5是实施例3的主视图；
图6是图5的俯视图。
正极集流体1，负极集流体2，正引出极耳3，负引出极耳4，复合材料5，电芯外包体6，导热片7，正极集流体延长部11，负极集流体延长部22。
具体实施方式
实施例1
参见图1、2所示的集流体延长部散热的电芯，所述电芯具有多个在厚度上相对间隔排列的正极集流体1和负极集流体2，正引出极耳3，负引出极耳4，位于相对的正极集流体和负极集流体之间的复合材料5，电芯外包体6。
各个正极集流体向左侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个正极集流体延长部11贴合在一起，各个负极集流体向右侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个负极集流体延长部22贴合在一起。
电芯外包体6包覆正极集流体1、正极集流体延长部11、负极集流体2、负极集流体延长部22、复合材料5。
正引出极耳3与各正极集流体前侧导通相连并伸出电芯外包体6，负引出极耳4与各负极集流体后侧导通相连并伸出电芯外包体6。
实施例2
参见图3、4所示的集流体延长部散热的电芯，所述电芯具有多个在厚度上相对间隔排列的正极集流体1和负极集流体2，正引出极耳3，负引出极耳4，位于相对的正极集流体和负极集流体之间的复合材料5，电芯外包体6、导热片7。
各个正极集流体向左侧、后侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个正极集流体延长部11贴合在一起，各个负极集流体向右侧、前侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个负极集流体延长部22贴合在一起。
导热片7位于相邻两个正极集流体延长部之间并与相邻两个正极集流体延长部相接触。电芯外包体6包覆正极集流体1、正极集流体延长部11、负极集流体2、负极集流体延长部22、复合材料5、导热片7。
正引出极耳3与正极集流体延长部11或者导热片7导通相连并向前伸出电芯外包体6，负引出极耳4与负极集流体延长部22导通相连并向前伸出电芯外包体6。
实施例3：
参见图5、6所示的集流体延长部散热的电芯，所述电芯具有多个在厚度上相对间隔排列的正极集流体1和负极集流体2，正引出极耳3，负引出极耳4，位于相对的正极集流体和负极集流体之间的复合材料5，电芯外包体6。
上下两个正极集流体向左侧、前侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个正极集流体延长部11弯折后与中间的正极集流体左侧、前侧延伸超出正负集流体相对面形成的正极集流体延长部11贴合在一起，各个负极集流体向右侧、后侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个负极集流体延长部22贴合在一起。
电芯外包体6包覆正极集流体1、正极集流体延长部11、负极集流体2、负极集流体延长部22、复合材料5。
正引出极耳3与正极集流体延长部11导通相连并向前伸出电芯外包体6，负引出极耳4与负极集流体延长部22导通相连并向后伸出电芯外包体6。
本专利中，构成电芯的正负极的集流体的一部分向外延伸，超出两个集流体之间的相对面边界形成集流体延长部，多层相同极性的集流体延长部直接或折叠后贴合在一起，或在集流体延长部间设置导热性好的材料制成的导热片然后相互贴合在一起，用于电芯与外界的热交换。
在集流体或集流体延长部上可以设置引出极耳，所述的引出极耳与集流体或者集流体延长部的连接结构和方式不影响本专利的权利要求的保护范围。
所述的集流体，是指构成电芯的用于涂布电芯复合材料的基材，例如铜、铝、石墨烯等，其具体材质和成分等不影响本专利的权利要求的保护范围。
所述的复合材料属于现有技术，复合材料的材质和结构形式等，不影响本专利的权利要求的保护范围。
所述的集流体以与复合材料的排列顺序等不影响本专利的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种集流体延长部散热的电芯，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，其特征是：集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部。
2.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部贴合在一起，或者，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部贴合在一起。
3.如权利要求2所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：还包括导热片，导热片位于两个正极集流体延长部之间并与正极集流体延长部相接触，或者位于两个负极集流体延长部之间并与负极集流体延长部相接触。
4.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部中，至少有一个正极集流体延长部弯折后与其它的正极集流体延长部贴合在一起，或者，全部正极集流体延长部弯折后贴合在一起。
5.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部中，至少有一个负极集流体延长部弯折后与其它的负极集流体延长部贴合在一起，或者，各负极集流体延长部弯折后贴合在一起。
6.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：还包括与集流体延长部相接触的导热片。
7.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连。
8.如权利要求1所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：还包括电芯外包体，电芯外包体包覆在集流体和集流体延长部的外部。
9.如权利要求8所述的集流体延长部散热的电芯，其特征是：还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连并伸出电芯外包体，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连并伸出电芯外包体。
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