CN114082854A - 一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池 - Google Patents

一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池。本发明电池壳体的制造方法如下：S1、在金属板上涂覆一层油墨图案，在非石墨图案区域涂布焊料；S2、在金属板上叠置至少一层金属板，热轧加工形成复合板材；S3、沿着石墨图案未复合处充入高压流体，使管路膨胀，向部分管路中充入传热工质并密封管路；S4、弯折形成U型，加入底板，固定连接形成带空腔的金属件；S5、在金属件两端安装端板。本发明提供的电池壳体的制造方法，使得电池壳体的均热能力和散热能力得到大幅提升，而且散热路径短，散热效率提高，散热成本降低，满足电芯级高效控热的需求。

Description

一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池
技术领域
本发明属于锂电池领域，特别涉及一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池。
背景技术
在我国，新能源产业随着国家政策鼓励的东风得到快速发展，锂离子电池等二次电池得到了广泛的应用。一般方形电池以轻薄铝壳作为外壳，加上电芯、电解液，焊接上盖板密闭成型。但这种方形电池不能有效解决发热问题，轻则导致电池寿命缩短，重则导致电池冒烟、起火甚至爆炸。另外，传统方形电池需要在电池外部借助其他辅助材料或装置帮助散热，散热路径长，散热效率降低，散热成本较高。综上，需要一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池来解决如上提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池壳体的制造方法，目的在于提高电池的均热能力，加强散热/加热效率，降低散热成本，满足电芯级高效控热的需求。
为达到此目的，本发明采用如下技术方案：
S1、在金属板上涂覆一层油墨图案，在非石墨图案区域涂布焊料；
S2、在金属板上叠置至少一层金属板，热轧加工形成复合板材；
S3、沿着石墨图案未复合处充入高压流体，使管路膨胀，向部分管路中充入传热工质并密封管路；
S4、弯折形成U型，加入底板，固定连接形成带空腔的金属件；
S5、在金属件两端安装端板。
优选地，所述步骤S1中，所述油墨图案至少包括2个连续的区域，即均热区和强散热区。
优选地，所述强散热区呈U字形包围所述均热区。
优选地，所述步骤S2中，所述复合板材层数是2层。
优选地，所述步骤S3中，所述膨胀的管路为单面胀结构。
优选地，所述步骤S4中，底板和金属板焊接形成带空腔的金属件。
优选地，所述步骤S5中，每个所述端板上具有一个极性端子。
本发明还提供一种电池壳体，所述电池壳体可以为采用如上述的电池壳体的制造方法制造而成。
本发明进一步提供一种电池，包括电芯、电解液和如上述所述的电池壳体，两个端板分别设置于所述电池壳体的两端开口处，所述电芯置于所述电池壳体和所述端板围成的腔体内。
优选地，两个所述端板上的极柱分别为第一极柱和第二极柱，所述电芯包括第一极耳和第二极耳，所述第一极柱与所述电芯第一极耳连接，所述第二极柱与所述电芯第二极耳连接。
本发明提供的电池壳体的制造方法，采用均热和强散热一体化的结构，使得电池壳体的均热能力和散热能力得到大幅提升，而且散热路径短，散热效率提高，散热成本降低，满足电芯级高效控热的需求。
附图说明
图1显示为本发明电池壳体制造方法的流程图。
图2显示为图1中S1 石墨图案的一种实施例。
图3显示为图1中S1 石墨图案的另一种实施例。
图4显示为图1中S3复合板材的结构图。
图5显示为本发明电池壳体的爆炸图。
图6显示为本发明电池的爆炸图。
图中：1-U型壳体、10-金属板、11-冷媒通道、12-热超导管路、13-第一入水口、14-第一出水口、15-第二入水口、16-第二出水口、17-均热区、18-强散热区、2-第一端板、21-防爆阀、22第一极柱、3-第二端板、31-第二极柱、4-底板、5-电芯、51-第一极耳、52-第二极耳。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一组件，它可以直接在另一组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只为了说明目的。
另需要说明，若本发明实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为只是或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。一般方壳电池不能有效解决电池发热问题，热扩散不及时，轻则导致电池寿命缩短，重则导致电池冒烟、起火甚至爆炸。本发明提供的一种电池壳体的制造方法，使得电池壳体的均热能力和散热能力得到提升，而且散热路径短，散热效率高，散热成本低，满足电芯级高效控热的需求。
具体地，请参阅图1，电池壳体的制造方法包括以下步骤：
S1、在金属板上涂覆一层油墨图案，在非石墨图案区域涂布焊料。
本实施例中，所述金属板10为铝材质，当然在其他实施例中，金属板10的材质可以为铁、钢、铜等。需要说明的是，如图2所示为图1中S1 石墨图案的一种实施例，所述油墨图案至少分为两个连续的区域，石墨图案呈网状的为均热区17，石墨图案呈带状的为强散热区18，所述强散热区18呈U字形包围所述均热区17，一片均热区17和一片强散热区18为一组石墨图案，所述金属板10上至少包括一组石墨图案。如图3所示为图1中S1石墨图案的另一种实施例，所述金属板上包括两组石墨图案。在金属板10上的非石墨图案区域涂布有焊料，所述焊料包括锡铅焊料、银焊料或铜焊料中的一种。所述石墨图案可以涂覆在金属板10的单面，也可涂覆在金属板10的双面上。所述金属板10厚度范围在0.1-5 mm之间。
S2、在金属板上叠置至少一层金属板，热轧加工形成复合板材。
在本实施例中，叠置的金属板材质也为铝材质，当然在其他实施例中，金属板的材质可以为铁、钢、铜等。需要说明的是，当石墨图案涂覆在金属板的单面时，复合板材为2层结构；当石墨图案涂覆在金属板的双面时，复合板材结构为3层；重复步骤S1和S2，则可以制作多层复合板材。
S3、沿着石墨图案未复合处充入高压流体，使管路膨胀，向部分管路中充入传热工质并密封管路。
在本实施例中，所述管路为单面膨胀的结构，强散热区18膨胀的管路为冷媒通道11，所述冷媒通道11两端有开口，所述冷媒通道11的入水口分别为第一入水口13和第二入水口15，所述冷媒通道11的出水口分别为第一出水口14和第二出水口16；均热区17膨胀的管路为热超导管路12，所述热超导管路12为封闭管路，向所述热超导管路12中填充传热工质（未示出），所述传热工质可以为气体或液体或者气体和液体的混合物，例如水、油和冷媒等。
S4、弯折形成U型，加入底板，固定连接形成带空腔的金属件。
在本实施例中，如图4和图6所示，所述复合板材经过S3处理之后，沿着图4所示的虚线部分进行弯折，弯折成U型壳体1，加入底板4之后，固定连接形成带空腔的金属件，所述固定连接方式包括焊接、粘接等。所述金属件的两个大侧面都分布有冷媒通道11和热超导管路12，当然在其他实施例中，冷媒通道11和热超导管路12可以仅分布在金属件的一个大侧面上。
S5、在金属件两端安装端板。
在本实施例中，如图5所示，在S4的金属件两端各安装有一个端板，第一端板2和第二端板3，所述第一端板2和第二端板3与金属件密封连接形成密闭的空腔。所述第一端板2上设有第一极柱22和防爆阀21，所述第二端板3设有第二极柱31。
本实施例还提供一种电池壳体。电池壳体采用如上述电池壳体的制造方法制造而成。电池壳体将热超导管路12和冷媒通道11集成在一个壳体上，提高了电池的均热能力和散热能力，突破了现有电池壳体的散热方式。
本实施例还提供一种电池，如图6所示，其包括电芯5、电解液（未示出）和如上述所述的电池壳体。第一端板2和第二端板3分别设置于所述电池壳体的两端开口处，所述电芯5置于所述电池壳体和端板围成的腔体内。所述电芯5上包括第一极耳51和第二极耳52，所述电芯5的第一极耳51与第一极柱22连接，所述电芯5的第二极耳52与第二极柱31连接。
综上所述，本发明提供一种电池壳体的制造方法、电池壳体和电池，所述电池壳体的制造方法如下：S1、在金属板上涂覆一层油墨图案，在非石墨图案区域涂布焊料；S2、在金属板上叠置至少一层金属板，热轧加工形成复合板材；S3、沿着石墨图案未复合处充入高压流体，使管路膨胀，向部分管路中充入传热工质并密封管路；S4、弯折形成U型，加入底板，固定连接形成带空腔的金属件；S5、在金属件两端安装端板。所述电池壳体具有导热速率快，均温性好，热交换迅速的特点。所述方壳电池包括电解液、电芯和所述电池壳体，因在电池壳体上实现了热超导管路和冷媒通道的一体化，减少了传热途径，所述方壳电池控温更加准确，达到了电芯级控热的目的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效、而非用于限制本本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改或改变。因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权益要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池壳体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在金属板上涂覆一层油墨图案，在非石墨图案区域涂布焊料；
S2、在金属板上叠置至少一层金属板，热轧加工形成复合板材；
S3、沿着石墨图案未复合处充入高压流体，使管路膨胀，向部分管路中充入传热工质并密封管路；
S4、弯折形成U型，加入底板，固定连接形成带空腔的金属件；
S5、在金属件两端安装端板。
2.根据权利要求1所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述油墨图案至少包括2个连续的区域，即均热区和强散热区。
3.根据权利要求2所述的电池壳体的制造方法，其特征在于所述强散热区呈U字形包围所述均热区。
4.根据权利要求3所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述复合板材层数是2层。
5.根据权利要求4所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述膨胀的管路为单面胀结构。
6.根据权利要求5所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中，底板和金属板焊接形成带空腔的金属件。
7.根据权利要求6所述的电池壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S5中，每个所述端板上具有一个极性端子。
8.一种电池壳体，其特征在于，所述电池壳体为采用如上述权利要求1-7任一项所述的电池壳体的制造方法制造而成。
9.一种电池，其特征在于，包括电芯、电解液和如上述权利要求8所述的电池壳体，两个端板分别设于所述电池壳体的两端开口处，所述电芯置于所述电池壳体和所述端板围成的腔体内。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，两个所述端板上的极柱分别为第一极柱和第二极柱，所述电芯包括第一极耳和第二极耳，所述第一极柱与所述电芯第一极耳连接，所述第二极柱与所述电芯第二极耳连接。
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Applicant before: Chongqing Three Gorges Times Energy Technology Co.,Ltd.

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