CN201562696U - 一种电池壳体及其电池 - Google Patents

一种电池壳体及其电池 Download PDF

Info

Publication number
CN201562696U
CN201562696U CN2009202601021U CN200920260102U CN201562696U CN 201562696 U CN201562696 U CN 201562696U CN 2009202601021 U CN2009202601021 U CN 2009202601021U CN 200920260102 U CN200920260102 U CN 200920260102U CN 201562696 U CN201562696 U CN 201562696U
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
heat conduction
conduction layer
battery container
way heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009202601021U
Other languages
English (en)
Inventor
王兴权
胡一帆
王慧颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai BYD Co Ltd
Original Assignee
Shanghai BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai BYD Co Ltd filed Critical Shanghai BYD Co Ltd
Priority to CN2009202601021U priority Critical patent/CN201562696U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201562696U publication Critical patent/CN201562696U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种电池壳体及其电池，所述电池包括电池的壳体本体，所述壳体本体的外表面和/或内表面上包覆有单向导热层，所述单向导热层包括第一导热面及比第一导热面的导热率低的第二导热面，所述第一导热面设置于靠近极芯的一侧。本实用新型提供的电池壳体能够使电池内的热量及时向外界散发，且能有效避免电池在高温环境下快速升温，其大大提高了电池使用的安全性及可靠性。

Description

一种电池壳体及其电池
技术领域
本实用新型涉及电池，更具体地说，涉及一种电池壳体及其电池。
背景技术
在人们的日常生活的众多方面，电池起着举足轻重的作用。尤其是锂离子电池，锂离子电池主要包括电池壳体以及密封在壳体内的电极芯组件和非水电解液，其中电极芯组件包括正极片、负极片和隔膜。
现有技术中锂离子电池壳体通常是直接由铝或不锈钢制成，参见图1，其为现有技术的电池壳体的结构示意图，其热导率比较高，比较有利于电池内部热量的散佚，但是当电池内部温度上升较快时，其不能很好的及时快速向外界散热，例如，电池内部由于充放电以及短路等原因产生的热量使电池内部温度快速上升带来安全隐患，高温导致电池内部短路加剧、化学物质产生反应，从而使温度进一步上升，甚至会导致起火爆炸；另一方面，当外部加热等原因使得电池位于温度较高的外围环境时，电池内部温度上升很快，使电池存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中当电池内部温度较高时，电池壳体不能实现快速向外界散热，且当电池外部温度较高时，电池壳体极易使电池内部快速升温的缺陷，提供一种能使电池内部及时快速向外界散热且能避免电池在高温下快速升温的电池壳体。
本实用新型解决其及时问题所采用的技术方案是，提供一种电池壳体，其主要包括电池的壳体本体，所述壳体本体的外表面和/或内表面上包覆有单向导热层，所述单向导热层包括第一导热面及比第一导热面的导热率低的第二导热面，所述第一导热面设置于靠近极芯的一侧。
在上述电池壳体中，所述单向导热层为内嵌有碳纳米管的陶瓷，所述碳纳米管在陶瓷内沿同一方向分布。
在上述电池壳体中，所述单向导热层为两种或多种具有不同导热率的导热层的复合层。
在上述电池壳体中，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的0.1％-50％。
在上述电池壳体中，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的5％-30％。
在上述电池壳体中，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的20％。
在上述电池壳体中，所述壳体本体为铝壳或不锈钢壳。
为了进一步解决其技术问题，本实用新型还提供了一种电池，该电池包括盖板、电池壳体、及密封在电池壳体与盖板内的极芯和电解液，极芯包括正极片、负极片和位于正极片和负极片之间的隔膜，所述电池壳体为上述的电池壳体中任意一种。
采用本实用新型提供的电池壳体及电池，具有以下有益效果：由于在电池的壳体本体的外表面和/或内表面上包覆有单向导热材料，单向导热材料的高导热面设置于靠近极芯的一侧，当电池内部温度较高时，靠近极芯的单向导热材料的高导热面使电池可以快速向外界散热，可以避免电池内部升温过高过快带来的危险；当电池外界温度较高时，由于单向导热材料的低导热面靠近外界，则低导热面使外界的热量很难传递到电池内，从而避免外界高温影响电池的正常工作。
附图说明
图1是现有技术电池壳体的示意图；
图2是本实用新型提供的在电池壳体的外表面包覆有单向导热层的一优选实施例的结构示意图；
图3是本实用新型提供的在电池壳体的内外表面均包覆有单向导热层的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图2及图3，图2是本实用新型提供的在电池壳体的外表面包覆有单向导热层的一优选实施例的结构示意图；图3是本实用新型提供的在电池壳体的内外表面均包覆有单向导热层的一优选实施例的结构示意图。
本实用新型提供的电池外壳包括电池的壳体本体1，可以仅在壳体本体1的外表面或内表面上包覆单向导热层2，也可以同时在壳体本体1的外表面及内表面上包覆单向导热层2。单向导热层2包括第一导热面21及比第一导热面21的导热率低的第二导热面22，第一导热面21设置于靠近极芯的那个方向。
单向导热层2为现有技术所熟知的材料，优选地，单向导热层2为沿同一方向均匀的内嵌有碳纳米管的陶瓷，则陶瓷包括有导热率较高的一面，即第一导热面21，也即高导热面，导热率较低的一面为第二导热面22，也即低导热面。优选地，单向导热层为具有不同的导热率的两种或多种导热层的复合层。优选地，单向导热层2通过涂层包覆在壳体本体1上，单向导热层2也可以通过其它方式包覆于壳体本体1上，单向导热层2的高导热面设置于靠近极芯的一侧。电池壳体常用材料为铝、不锈钢等金属及合金，优选地，电池的壳体本体1为铝壳。单向导热层2的厚度为所述壳体本体1的厚度的0.1％-50％。更优选地，单向导热层2的厚度为所述壳体本体1的厚度的5％-30％。进一步优选地，单向导热层2的厚度为所述壳体本体1的厚度的20％。
由于单向导热材料的特性是从第一导热面21到第二导热面22热导率很高，从第二导热面22到第一导热面21热导率很低，包覆时第一导热面21靠近极芯。电池内部由于充放电以及内短路等原因产生的热量可快速通过包覆的单向导热材料向外界散失，从而保持电池内部温度较低，以正常工作，避免了电池内部温度上升带来的安全隐患。当电池外部受热时，由于从第二导热面22到第一导热面21的热导率很低，类似于热阻型材料，电池外部的高温难以通过单向导热材料构成的包覆层传递至电池内部，从而保证电池在高温环境下正常工作，降低了安全隐患的发生几率。
本实用新型提供的电池包括正极片、隔膜、负极片、盖板、上述的电池壳体、及密封在电池壳体内的极芯和电解液；极芯包括正极片、负极片和位于正极片和负极片之间的隔膜。正极片包括正极集流体以及涂覆和/或填充在集流体上的正极浆料。正极集流体为本领域技术人员所公知的，例如可以选自铝箔、铜箔、镀镍钢带或冲孔钢带。正极浆料包括有正极活性物质、正极用粘结剂、添加剂、正极用导电剂；正极活性物质可以选自锂离子电池常规的正极活性物质。如锂钴氧化物LiCoO2，锂镍氧化物LiNiO2，锂锰氧化物LiMn2O4，磷酸锂铁盐LiFePO4以及锂镍锰氧化体系中的一种或几种。正极用粘结剂可以选自含氟树脂和/或聚烯烃化合物，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)或丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。负极片采用含有负极集流体和涂覆和/或填充在该负极集流体上的负极浆料。负极浆料通常包括负极活性物质、负极用粘结剂以及含有负极用导电剂。负极活性物质可以采用现有技术中常用的各种负极活性物质，例如，可以是非石墨化炭、石墨或由多炔类高分子材料通过高温氧化得到的炭，也可使用其它例如热解炭、焦炭、有机高分子烧结物、活性炭等碳材料。负极用粘结剂可以选自锂离子二次电池常规的负极用粘结剂，如聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羟甲基纤维素(CMC)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。
实施例1
正极活性材料采用LiCoO2，粘结剂采用PVDF。将PVDF溶解于溶剂NMP中制得PVDF溶液，将正极活性材料和导电剂一起放入该溶剂中，充分混合均匀制成正极浆料。将制好的正极浆料进行涂布、制片。负极活性材料采用石墨，粘结剂采用CMC和SBR。将CMC溶解于水中制得CMC溶液，将石墨加入到入该溶剂中，充分混合均匀，然后加入SBR乳液制成负极浆料将制好的浆料进行涂布、制片。用上述制得正极片与负极片、隔膜卷绕制成锂离子方形电池的极芯。
在电池的壳体本体1的外表面和内表面各包覆一层单向导热层2，其中第一导热面21朝向靠近极芯位置方向，单向导热材料内外层厚度均为铝壳厚度的20％。将极芯放入电池壳体内，焊接盖板，注入非水电解液，陈化、化成、封口，最后制作成锂离子电池。
实施例2
将实施例1中包覆的单向导热层2改为只涂覆在壳体本体1的外表面，第一导热面21朝向靠近极芯位置方向，厚度为铝壳厚度的20％。
实施例3
将实施例1中包覆的单向导热层2改为只涂覆在壳体本体1的内表面，第一导热面21朝向靠近极芯位置方向，厚度为铝壳厚度的20％。
实施例4
将实施例1中包覆的单向导热层2改为厚度为铝壳厚度的5％。
实施例5
将实施例1中包覆的单向导热层2改为厚度为铝壳厚度的50％。
比较例1
将实施例1中包覆的单向导热层2取消，仅使用铝壳作为电池壳体。
将上述每个实施例及比较例进行性能测试
1.炉热测试：将电池置于高温的外界环境下
充满电的实施例和比较例电池，每一样品取10支电池，在130和150℃存放1h停止或者热失控后立即停止，采集电池电压和电池表面温度变化，记录实验现象。认为电池冒烟，着火，爆炸为该测试失败，而电池发鼓和安全阀破裂算通过。测得的结果见表1：
  样品   初始电压(V)   130℃炉热通过率   150℃炉热通过率
  实施例1   均为4.2   10/10   10/10
  实施例2   均为4.2   10/10   10/10
  实施例3   均为4.2   10/10   10/10
  实施例4   均为4.2   7/10   5/10
  实施例5   均为4.2   10/10   10/10
  比较例1   均为4.2   2/10   1/10
表1：炉热测试结果
采用单向导热层2包覆壳体的电池，如实施例1-5及比较例1，该电池壳体的特性使得电池外部环境向电池内部的导热能力变得很弱，起到类似绝热材料的作用，从而使电池温度保持在较低的水平上，电池热失控的机会大大降低。
而该种单向导热层2的使用量在0.1％-50％范围内都会起到较好的作用，添加量在10％-30％范围内，炉热测试全部通过，电池高温安全性能大大提高。
2.过充测试
出货态的实施例和比较例中的电池，各取10支分别进行1C，12V过充3小时和3C，5V过充3小时，采集电池电压和电池表面温度变化，记录实验现象。认为电池冒烟，着火，爆炸为该测试失败，而电池发鼓和安全阀破裂算通过。
测试结果见表2
  样品   初始电压(V)   1C，12V过充通过率   3C，5V过充通过率
  实施例1   均为3.8   10/10   10/10
  实施例2   均为3.8   9/10   10/10
  实施例3   均为3.8   10/10   10/10
  实施例4   均为3.8   3/10   5/10
  样品   初始电压(V)   1C，12V过充通过率   3C，5V过充通过率
  实施例5   均为3.8   7/10   8/10
  比较例1   均为3.8   0/10   2/10
表2：过充测试结果
过充测试过程中，比较例1的普通壳体电池过充大都发生冒烟着火的现象，而实施例1-5采用这种单向导热层2包覆壳体的电池，由于从电池内部至外部的导热能力增强，过充期间极芯温度升高后快速的通过包覆层传递至外部环境，从而使电池温度保持在较低的程度，因而都没有发生热失控。
综上，本实用新型提供的电池采用包覆有单向导热层的壳体作为电池外壳，使电池内部的温度可以及时快速的向外界散发，也可以避免外界的高温向电池内部的传递，电池能很好的对抗内部高温及外界高温，大大提高了电池使用的安全性及可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池壳体，包括电池的壳体本体，其特征在于：所述壳体本体的外表面和/或内表面上包覆有单向导热层，所述单向导热层包括第一导热面及比第一导热面的导热率低的第二导热面，所述第一导热面设置于靠近极芯的一侧。
2.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述单向导热层为内嵌有碳纳米管的陶瓷，所述碳纳米管在陶瓷内沿同一方向分布。
3.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述单向导热层为两种或多种具有不同导热率的导热层的复合层。
4.如权利要求1或2或3所述的电池壳体，其特征在于，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的0.1％-50％。
5.如权利要求4所述的电池壳体，其特征在于，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的5％-30％。
6.如权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，所述单向导热层的厚度为所述壳体本体的厚度的20％。
7.如权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述壳体本体为铝壳或不锈钢壳。
8.一种电池，该电池包括盖板、电池壳体、及密封在电池壳体与盖板内的极芯和电解液，极芯包括正极片、负极片和位于正极片和负极片之间的隔膜，其特征在于，所述电池壳体为权利要求1-7中任意一项所述的电池壳体。
CN2009202601021U 2009-10-31 2009-10-31 一种电池壳体及其电池 Expired - Fee Related CN201562696U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009202601021U CN201562696U (zh) 2009-10-31 2009-10-31 一种电池壳体及其电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009202601021U CN201562696U (zh) 2009-10-31 2009-10-31 一种电池壳体及其电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201562696U true CN201562696U (zh) 2010-08-25

Family

ID=42627849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009202601021U Expired - Fee Related CN201562696U (zh) 2009-10-31 2009-10-31 一种电池壳体及其电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201562696U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013155700A1 (zh) * 2012-04-20 2013-10-24 北京低碳清洁能源研究所 防止自身过热的储能系统、防止储能系统过热的方法、和在储能系统上形成散热涂层的方法
CN103378382A (zh) * 2012-04-20 2013-10-30 北京低碳清洁能源研究所 防止自身过热的储能系统及防止储能系统过热的方法
CN108987614A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种电池壳体及电池
CN113329596A (zh) * 2021-05-31 2021-08-31 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN114614190A (zh) * 2022-03-03 2022-06-10 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子设备

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013155700A1 (zh) * 2012-04-20 2013-10-24 北京低碳清洁能源研究所 防止自身过热的储能系统、防止储能系统过热的方法、和在储能系统上形成散热涂层的方法
CN103378382A (zh) * 2012-04-20 2013-10-30 北京低碳清洁能源研究所 防止自身过热的储能系统及防止储能系统过热的方法
CN103378382B (zh) * 2012-04-20 2015-11-04 神华集团有限责任公司 防止自身过热的储能系统及防止储能系统过热的方法
US9647303B2 (en) 2012-04-20 2017-05-09 National Institute Of Clean-And-Low-Carbon Energy Energy storage system preventing self from overheating, a method for preventing energy storage system from overheating and a method for forming a heat dissipation coating on energy storage system
CN108987614A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种电池壳体及电池
CN108987614B (zh) * 2017-05-31 2022-02-08 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种电池壳体及电池
CN113329596A (zh) * 2021-05-31 2021-08-31 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN113329596B (zh) * 2021-05-31 2023-12-12 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备
CN114614190A (zh) * 2022-03-03 2022-06-10 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104409681A (zh) 一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法
CN101894937A (zh) 锂离子电池及其正极片
CN101359729B (zh) 一种锂离子二次电池隔膜及其制备方法及锂离子电池
CN103165840B (zh) 锂二次电池的电极组件
CN102969473A (zh) 有机/无机复合多孔薄膜及使用此薄膜的电化学储能装置
CN102013469B (zh) 锂离子二次电池及其正极极片
CN102544599A (zh) 镍锌电池及其制造方法
CN103117410B (zh) 一种1.5v可充电锂电池及其制备方法
CN102544586A (zh) 锂离子电池制备方法及锂离子电池
JP2015115168A (ja) リチウムイオン二次電池用電極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池
CN102035039A (zh) 一种高安全性能锂离子电池
CN201562696U (zh) 一种电池壳体及其电池
CN104916825A (zh) 一种锂电池高电压改性负极材料的制备方法
CN104795559A (zh) 一种高能量密度的锂离子动力电池
CN106169617A (zh) 一种空间用安全高功率锂离子蓄电池
CN110247018A (zh) 一种电池极片及其制备方法和二次电池
CN108011067A (zh) 一种隔膜结构
CN110416490A (zh) 一种兼顾能量密度的可提供双重安全保护的锂离子电池正极片
CN105226226A (zh) 一种锂离子电池隔膜及用其监测电池短路的方法
CN102427123A (zh) 锂离子二次电池及其正极片
CN109167099A (zh) 一种高安全的电池及其制备方法
CN102332604A (zh) 一种高功率锂离子电池
CN101295802A (zh) 安全锂离子电池
CN110911688B (zh) 一种高安全性锂离子电池负极复合材料及其制备方法
CN100505407C (zh) 锂离子电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100825

Termination date: 20151031

EXPY Termination of patent right or utility model