CN114039133A - 一种耐低温不锈钢锂电池外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐低温不锈钢锂电池外壳，包括双层壳体，其由不锈钢外壳体与不锈钢内壳体组成，不锈钢内壳体套于不锈钢外壳体内部并且使两个壳体的外边缘相互压紧，从而于不锈钢外壳体内壁面与不锈钢内壳体外壁面之间形成真空夹层，此真空夹层构成不锈钢锂电池外壳的保温结构。本发明通过于不锈钢锂电池外壳的内、外层壳体之间设置相应的真空层而形成用于不锈钢锂电池的保温，从而在确保电池应用性能稳定性、不降低电池整体密封性能、以及不增加壳体加工成本的前提下，既可以最大限度的解决不锈钢锂电池因耐低温问题而对电池性能造成的影响，还有利于技术人员再结合相应的保温结构根据不同需求进一步设计出能够提高锂电池耐低温性能的外壳产品。

Description

一种耐低温不锈钢锂电池外壳
技术领域
本发明涉及电池保温技术领域，尤其涉及一种耐低温不锈钢锂电池外壳。
背景技术
锂离子电池拥有着“终极能源”和“绿色能源”之称，自上世纪90年代问世以来，从电子类产品中的纽扣电池，手机、DC类数码产品中的锂电池，到电动汽车中的动力蓄电池，被日益广泛应用在人们的生产和生活中。同其它电池相比，锂离子电池无论是从体积上、重量上，还是从性能上，都有着很大的优越性。
因而，不同行业会根据其产品的应用范畴合理选择电压容量范围之内的锂电池，若片面地追求超大容量，超高电压的做法则是错误的。更重要的是，要结合锂电池的安全性测试认证，其测试标准包括壳体的抗压性能、强度及耐高低温性能，同时，还要测试电池壳体在正常实验室条件下受冲击时漏出液体的漏液状况，此外，机械试验的挤压、撞击、加速度、振动、热冲击、热循环测试等项目的测试也较为重要。
显然，无论是何种电池产品，对于电池技术研发的可行性，均是先从自身性能方面开始考虑，只有在自身性能满足应用需求的基础上，然后再会考虑对电池周边辅助配件进行研发。本发明技术方案之研发人员也是本着这一原则进行研发的，首先是针对锂电池的外壳自身性能进行测试并发现其存在弊端：即目前广泛应用于工业电子设备的锂电池外壳结构在实际应用中普遍存在耐低温性能较差的缺陷。
在技术领域内，对于单独的锂电池外壳耐低温这一问题早已被提出，例如，有技术人员提出，当温度降低到0℃以下时，锂电池的充电较难，锂电池的放电性能也大幅的衰减，无论是放电的倍率还是放电的容量都大幅降低，因此电站在寒冷地区的使用研究变得迫切起来，特别是锂电池在低温下充电或运行，即锂电池在低温环境充放电时内阻加大，放电电压平台降低，可充放容量减少，锂电池的充放电效率明显减低，且对锂电池本身有一定的损害；又如，还有一些电动汽车电池领域的技术人员提出，对于电动汽车电池则可设置保温箱，箱体和箱盖均设外层和内层，保温层位于箱体的外层和内层之间，使蓄电池一直处于最佳工作温度，以便克服蓄电池在低温运行时容量不足的缺陷；再如，技术人员还认为可以进一步将问题先复杂化而后再施以解决，即设计智能温控系统用于检测锂电池的环境温度，并设定温度的上限值和下限值，若锂电池的环境温度低于下限值，则该智能温控系统通过电加热的方式给锂电池的加热层加热，使锂电池的温度保持在设定范围内，以便实现外界环境低温下的正常充放电，但是，电源输出的电能转化为热能的工作效率很低，温度调节效果差，可能达不到预期的温度效果，不仅加大了能源的损耗，还容易造成资源的浪费。
本领域技术人员针对现有锂电池外壳技术进行分析之后发现，锂电池工作的温度特性决定了其稳定工作须增加额外的保温措施或实施工艺，这着实增加了工作难度，且至今仍然没有妥善解决，亦没有受到足够重视，其因素包含以下几个方面：
(1)部分技术人员所实施的技术手段首先是更换锂电池外壳的材料或增加外壳体的层次结构，例如，外壳体设置为多层结构，部分层次以隔热保温层次为主，对整个电池外壳体予以适当的防护，以便锂电池在室外环境作为供电主电源或储能单元时，能够缓解低温问题，但是往往施工成本过高，壳体加工工艺繁杂，一旦锂电池壳体内部或外表面的一个层次有所磨损，不仅会增加电池自身腐蚀的可能性，且容易降低系统性能，电池寿命短且更换麻烦，不利于节能环保；
(2)部分技术人员还针对锂电池外壳自身结构进行设计，这包括其外表面或内表面增设的保温结构，能起到较小的保温功能，但是带来的弊端却很多，如因电池外壳体的生产需要借助复杂的模具来完成，且外壳产品能够为电池自身提供的保温效果微乎其微，一旦于温度较低的环境下工作，仍然会严重影响锂电池的工作性能，同时，若过度的对外壳体内、外表面予以加工，还会影响外壳结构的稳定性，因而，此法目前也不可取；
(3)还有一些技术人员提出设计多重保温设计手段，但由于不同锂电池外壳体的形状并不相同，如根据锂电池的应用范围、体积、锂电池自身形状等可为圆形或方形，因此，所实施的技术手段不仅消耗的成本更多，且终究无法形成一套能够适用于不同形状锂电池外壳体的成熟技术方案。
综上分析，本发明技术方案之设计人员正是在现有公知技术以及一些技术人员所实施的技术手段的基础上，经过实际应用的经验总结，对锂电池外壳耐低温技术提出进一步研发，通过以不锈钢锂电池外壳为前提，于内、外层壳体之间设置相应的真空层而形成用于不锈钢锂电池外壳保温技术的基础技术方案，以便在确保不降低整体密封性能、确保电池应用性能稳定性以及不增加壳体加工成本的前提下，既可以最大限度的解决不锈钢锂电池耐低温问题对电池性能造成的影响，还有利于技术人员再结合相应的保温层次结构根据不同需求进一步设计出能够提高锂电池耐低温性能的外壳产品，从而进一步延长电池外壳及整体锂电池使用寿命。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或彻底解决现有技术存在的问题，同时本发明所提出的技术方案也是为了满足锂电池耐低温技术领域内的技术人员在应用电子设备时对电池的耐低温需求。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地缓解、部分解决上述问题，本发明提供一种耐低温不锈钢锂电池外壳，其于不锈钢锂电池外壳的内、外层壳体之间设置相应的真空层而形成用于不锈钢锂电池的保温技术方案，从而在确保电池应用性能稳定性、不降低电池整体密封性能、以及不增加壳体加工成本的前提下，既可以最大限度的解决不锈钢锂电池因耐低温问题而对电池性能造成的影响，还有利于技术人员再结合相应的保温层根据不同需求进一步设计出能够提高锂电池耐低温性能的外壳产品。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐低温不锈钢锂电池外壳，其盖体中心位置处设置极柱，盖体设置于不锈钢外壳上方并且于不锈钢外壳内部形成用于装配锂电池的电池腔，该耐低温不锈钢锂电池外壳包括：
双层壳体，其由不锈钢外壳体与不锈钢内壳体组成，不锈钢内壳体套于不锈钢外壳体内部并且使两个壳体的外边缘相互压紧，从而于不锈钢外壳体内壁面与不锈钢内壳体外壁面之间形成真空夹层，所述真空夹层构成所述不锈钢锂电池外壳的保温腔，以便用于锂电池的保温。
技术人员还可采用相应的技术手段对以上技术方案进一步补充，包括：
不锈钢外壳体与不锈钢内壳体各自的横截面同为长方形或同为圆形；
若为方形结构时，不锈钢外壳体的横截面长边与宽边依次分别大于不锈钢内壳体的长边与宽边；
若不锈钢锂电池外壳为圆筒形，则外筒壳体的横截面直径大于内筒壳体的横截面直径。
进一步地，还可采用以下技术手段对技术方案进行适当的改进，包括：
不锈钢外壳体的内壁面、不锈钢内壳体的外壁面分别设置一层保温涂层；
真空夹层与双层保温涂层构成用于锂电池壳体的三重保温结构。
进一步地，还可采用以下技术手段对技术方案进行适当的改进，包括：
不锈钢外壳体的内壁面、不锈钢内壳体的外壁面均由上至下均匀设置若干凹槽部；不锈钢外壳体与不锈钢内壳体每两个相邻的凹槽部处于同一高度或不同高度。
真空夹层、双层保温涂层、以及凹槽部构成用于锂电池壳体的多重保温结构
本发明通过于不锈钢锂电池外壳的内、外层壳体之间设置相应的真空层而形成用于不锈钢锂电池的保温技术方案，从而在确保电池应用性能稳定性、不降低电池整体密封性能、以及不增加壳体加工成本的前提下，既可以最大限度的解决不锈钢锂电池因耐低温问题而对电池性能造成的影响，还有利于技术人员再结合相应的保温结构根据不同需求进一步设计出能够提高锂电池耐低温性能的外壳产品。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其方形外壳结构立体示意图；
图2是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其方形外壳结构俯视图；
图3是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其方形外壳结构分解示意图；
图4是图2的A-A方向剖面示意图；
图5是图4的1A部分放大示意图；
图6是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其方形外壳优化后的剖面示意图；
图7是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其方形外壳进一步优化后的局部示意图；
图8是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其圆筒形双层外壳结构立体示意图；
图9是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其圆筒形双层外壳结构分解示意图；
图10是本发明所实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，其圆筒形双层外壳结构侧面示意图；
图11是图10的A-A方向剖面示意图；
图12是图11的2A部分放大示意图。
图中：
1、壳盖；
2、不锈钢外壳体；
3、不锈钢内壳体；
4、铝极柱；
5、胶层；
6、真空夹层一；
7、保温外涂层；
8、保温内涂层；
9、凹槽部；
10、玻璃极柱；
11、筒盖；
12、外筒壳体；
13、内筒壳体；
14、真空夹层二。
具体实施方式
本发明拟实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，所实施的技术手段要达到的目的在于，解决以往提出的不锈钢锂电池外壳结构，其无法在确保电池应用性能稳定性、不降低电池整体密封性能、以及不增加壳体加工成本的前提下，最大限度的解决不锈钢锂电池因耐低温问题而对电池性能造成的影响。
本发明所实施之技术方案，主要通过于圆形、方形等类型的不锈钢锂电池外壳的内、外壳体之间的相应位置处增设真空层来提高不锈钢锂电池的耐低温性能，由于增加了真空层，在同一构思的基础上，还可根据不同应用需求额外增加相应的辅助结构。然而，除了这些问题之外，由于本发明技术方案所涉及到的锂电池外壳范围之广，对于锂电池本体不便于详细限制其具体的尺寸、型号以及材质，凡是本发明之外壳结构能够应用于的锂电池，技术人员都可以依据本发明所实施的技术手段来轻易地实施。因而，包括锂电池尺寸、型号、材质、壳体的尺寸、材质，以及形成真空层所用到的设备等，这些均属于本领域常规技术手段，对于不在本发明技术方案范围之内的这些常规技术手段，本发明具体实施方式无必要将每一个细节都细化出来，若要全部列举出来是不现实的。显然，本发明所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的不锈钢锂电池外壳结构，技术人员根据不同的应用条件以及使用需求，按照本发明技术方案形成的产品进行实际应用与测试，能够实际获得其带来的一系列优势，这些优势将会在以下对系统结构的解析中逐步体现出来。
实施例一
如图1-5所示，对于以上拟实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，当该技术方案应用于方形锂电池时，其包括一横截面为长方形的壳盖1以及双层壳体，所实施的壳盖1下底面中心位置处通过PP胶层5粘接一铝极柱4，其中的胶层可根据不同需求选择其它类型的胶层，其中的双层壳体由不锈钢外壳体2与不锈钢内壳体3组成，壳盖1固定设置于双层壳体上方并且其外边缘压紧于不锈钢内壳体3外边缘，从而构成用于容纳锂电池组件的电池腔；
相应地，由于所实施的不锈钢外壳体2与不锈钢内壳体3大小尺寸不相同，即不锈钢外壳体2的横截面长边与宽边依次分别大于不锈钢内壳体3的长边与宽边，从而在二者相组合时，于不锈钢内壳体3外壁面与不锈钢外壳体2内壁面之间形成一定的空间，即真空夹层一6，具体可参照图5所示，从而可解决不锈钢锂电电池外壳在超低温环境下应用的耐低温问题，所形成的真空层可对锂电池起到较佳的保温效果；
相应地，技术人员在具体实施时，可设计真空夹层一6的厚度范围1mm-5mm，当然，也可结合应用环境以及保温需求对范围进一步的拓展。
实施例二
如图6所示，对于以上实施例一拟实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，在同一构思基础上，可使所实施的真空层再结合相应的辅助保温层次形成能够进一步满足耐低温需求的技术方案，具体实施为：
首先，于不锈钢外壳体2的内壁面设置一层保温外涂层7，同时，于不锈钢内壳体3的外壁面设置一层保温内涂层8；
然后，当不锈钢外壳体2与不锈钢内壳体3相互组合时，与不锈钢内壳体3外壁面与不锈钢外壳体2内壁面之间形成一定的空间，即真空夹层一6；
显然，在通过真空夹层一6实现耐低温需求的基础上，通过实施保温涂层，能够由不锈钢外壳体2外部向不锈钢内壳体3内部实现多重保温结构，具备一定的优越性。
实施例三
如图7所示，对于以上实施例一、实施例二拟实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，在同一构思基础上，可使所实施的真空层形成能够进一步提升耐低温需求的技术方案，具体实施为：
首先，于不锈钢外壳体2的内壁面由上至下依次设置若干凹槽部9，同时，于不锈钢内壳体3的外壁面也由上至下依次设置若干凹槽部9，内、外壳体各自的凹槽部9可设置于相同高度或不同高度，即不锈钢外壳体2与不锈钢内壳体3每两个相邻的凹槽部9可处于同一高度或不同高度；
然后，当不锈钢外壳体2与不锈钢内壳体3相互组合时，与不锈钢内壳体3外壁面与不锈钢外壳体2内壁面之间形成一定的空间，即真空夹层一6；
显然，在通过真空夹层一6实现耐低温需求的基础上，通过实施凹槽部9，能够由不锈钢外壳体2外部向不锈钢内壳体3内部实现多重保温结构，具备一定的优越性。
此外，还可将真空夹层一6、保温涂层与凹槽部9技术手段相结合，来实施多重保温结构。
实施例四
如图8-12所示，对于以上拟实施的耐低温不锈钢锂电池外壳，当该技术方案应用于圆筒形的锂电池时，其包括一横截面为圆形的筒盖11以及双层壳体，所实施的筒盖11中心位置处设置玻璃极柱10，适用于锂电池的玻璃封装方案，其中的双层壳体由外筒壳体12与内筒壳体13组成，筒盖11固定设置于双层壳体上方并且其外边缘压紧于内筒壳体13外边缘，从而构成用于容纳锂电池组件的圆筒形的电池腔；
相应地，由于所实施的不锈钢外筒壳体12与不锈钢内筒壳体13大小尺寸不相同，即不锈钢外筒壳体12的横截面直径大于不锈钢内筒壳体13的横截面直径，从而在二者相组合时，于不锈钢外筒壳体12内壁面与不锈钢内筒壳体13外壁面之间形成一定的空间，即真空夹层二14，具体可参照图11所示，从而可解决不锈钢锂电电池外壳在超低温环境下应用的耐低温问题，所形成的真空层可对锂电池起到较佳的保温效果；
此外，还可将真空夹层二14、保温涂层与凹槽部9技术手段相结合，来实施用于圆筒形锂电池外壳的多重保温结构，具体技术手段的结合如以上所实施的方形结构相同，此处不再赘述。
在本说明书的描述中，若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外，例如，采用双层壳体形成真空夹层的技术方案用于不锈钢锂电池壳体的耐低温技术方案，并且产生的预期效果并未超出本发明之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同，例如，对锂电池的尺寸、型号等进行等效替换；③以本发明技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明文本记载内容所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。

Claims (10)

1.一种耐低温不锈钢锂电池外壳，其盖体中心位置处设置极柱，所述盖体设置于不锈钢外壳上方并且于不锈钢外壳内部形成用于装配锂电池的电池腔，其特征在于，所述耐低温不锈钢锂电池外壳包括：
双层壳体，其由不锈钢外壳体与不锈钢内壳体组成；
其中，所述不锈钢内壳体套于所述不锈钢外壳体内部并且使两个壳体的外边缘相互压紧，从而于所述不锈钢外壳体内壁面与所述不锈钢内壳体外壁面之间形成真空夹层；
所述真空夹层构成所述不锈钢锂电池外壳的保温腔，以便用于锂电池的保温。
2.根据权利要求1所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述不锈钢外壳体与不锈钢内壳体各自的横截面同为长方形或同为圆形。
3.根据权利要求1所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述不锈钢外壳体的横截面长边与宽边依次分别大于不锈钢内壳体的长边与宽边。
4.根据权利要求1所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述不锈钢锂电池外壳为圆筒形，并且外筒壳体的横截面直径大于内筒壳体的横截面直径。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：不锈钢外壳体的内壁面、不锈钢内壳体的外壁面分别设置一层保温涂层。
6.根据权利要求5所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述真空夹层与双层保温涂层构成用于锂电池壳体的三重保温结构。
7.根据权利要求1-4任一项所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：不锈钢外壳体的内壁面、不锈钢内壳体的外壁面均由上至下均匀设置若干凹槽部。
8.根据权利要求7所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：不锈钢外壳体与不锈钢内壳体每两个相邻的凹槽部处于同一高度或不同高度。
9.根据权利要求1所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述真空夹层的厚度范围为1mm-5mm。
10.根据权利要求1所述的耐低温不锈钢锂电池外壳，其特征在于：所述真空夹层、双层保温涂层、以及凹槽部构成用于锂电池壳体的多重保温结构。
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