CN201904410U - 快速散热锂离子二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速散热锂离子二次电池，包括：电池壳体，为一端设有开口的方形结构；电极内芯，包括依次层叠放置的正极板、隔膜和负极板；非水电解质溶液，设置在所述电池壳体和电极内芯之间；电池盖，设置在所述电池壳体的开口处，包括：正电极柱和负电极柱，设置在电池盖的两侧；防爆阀，设置在所述正电极柱和负电极柱的中间；为多个电极内芯层叠设置形成电极芯，在各个电极内芯之间设置散热体。本实用新型能提高散热性能，不会导致热失控，减少锂离子二次电池的故障。

Description

快速散热锂离子二次电池

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子二次电池，特别涉及快速散热锂离子二次电池。

背景技术

近年来，随着备用电源、电动自行车、混合动力汽车、纯电动汽车等的快速发展，对单位蓄电池储能能量提出越来越高的要求。锂离子二次电池由于具有能量高、可以高功率放电、环保等优点，因而正在逐渐应用在以上领域。

目前，从构造上来分，锂离子二次电池可以简单分为圆柱形锂离子二次电池和方形锂离子二次电池，至于构造圆柱和方形的方式，可以有很多种方法，例如可以用钢壳、铝壳、塑料壳和铝塑料复合膜等，但是均不脱离这两种基本的构型。相对于圆柱形锂离子二次电池，方形锂离子二次电池在大容量化方面具有制造简单、集流效果好、安全性好等优点，因而被更加广泛的选用来制作大容量的锂离子二次电池。小容量的方形锂离子电池，由于体积较小，极板距离外壳的距离很短，电池本身的容量也不高，电池内部的产热量小，热量散发也快，不容易造成热量的累积，因而安全可靠。但是，大容量的方形锂离子电池，由于体积较大，中心极板距离外壳距离较长，电池本身产热量高，电池的散热比较困难，容易造成热累积导致热失控，发生燃烧或爆炸等安全问题。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术中锂离子二次电池散热困难的问题，提供一种快速散热锂离子二次电池，提高散热性能，不会导致热失控，减少锂离子二次电池的故障。

为了达到上述的目的，本实用新型的技术方案如下：

一种快速散热锂离子二次电池，包括：

电池壳体，为一端设有开口的方形结构；

电极内芯，包括依次层叠放置的正极板、隔膜和负极板；

非水电解质溶液，设置在所述电池壳体和电极内芯之间；

电池盖，设置在所述电池壳体的开口处，包括：

正电极柱和负电极柱，设置在电池盖的两侧；

防爆阀，设置在所述正电极柱和负电极柱的中间；

为多个电极内芯层叠设置形成电极芯，在各个电极内芯之间设置散热体。

进一步特征为所述的散热体的厚度是0.05-1.0mm。

进一步特征为所述的散热体的厚度为0.1-0.5mm。

进一步特征为在所述电极芯的中部的各个电极内芯之间和在电极芯的靠边缘间隔多个电极内芯设置散热体。

进一步特征为所述的散热体为金属。

进一步特征为所述的金属为银或铜或铝或不锈钢。

进一步特征为所述的散热体为石墨。

进一步特征为所述的散热体为金属和/或石墨粉末的压制板。

进一步特征为多个电极内芯为10个电极内芯。

本实用新型的优点为：提高散热性能，不会导致热失控，减少锂离子二次电池的故障。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图。

图2为本实用新型的一电极内芯的结构示意图。

图3为本实用新型的电极芯的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。

如图1至图3所示，一种快速散热锂离子二次电池，包括：电池壳体10、 电极内芯11、非水电解质溶液、电池盖12、防爆阀15、正电极柱13和负电极柱14。电池壳体10，为一端开口的方形结构，本实用新型设置在电池壳体10中的电极内芯11为10个，每个电极内芯11包括依次层叠放置的正极板21、隔膜23和负极板22，在电极壳体10和电极内芯11之间注入非水电解质溶液，再在电池壳体10开口处设置电池盖12以封口。在电池盖12的两侧设置正电极柱13和负电极柱14，防爆阀15设在正电极柱13和负电极柱14的中间。在各个电极内芯11之间可设置散热体20。

本实用新型快速散热锂离子二次电池的将正极引出片与正极端子在电子壳体10内的部分连接，负极引出片与负极端子在电池壳体10内的部分连接，将电池盖12与电池壳体10通过激光焊接密封，将非水电解质溶液通过注射孔注入电池壳体10中内部，然后用钢珠密封注射孔，其中电池盖12上设置的防爆阀15，在电池内部压力异常情况下将防爆阀15打开泻出气体，防止爆炸发生。正电极柱13和负电极柱14与电池盖12相连的部分有一绝缘密封垫16，起到隔离正电极柱13和负电极柱14与电池盖12的接触的作用，同时也起到密封隔离电池壳体10内部与外部空间的联通作用。

如图2所示，本实用新型的电极内芯11的结构示意图，将正极板21、隔膜23和负极板22依次层叠放置，其中正极板21的引出片和负极板22的引出片露出电极内芯11的端面，从而形成一个电极内芯11，10个电极内芯11形成一个电极芯30。

每两个电极内芯11之间设置有一个散热体20，通过在电极内芯11之间设置散热体20，一方面，散热体20由于具有更好的导热性能，起到了快速散热、降低电池内部温度的效果，另一方面散热体20还可以限制电极内芯11之间的相互影响，尤其当个别电极内芯11发生性能恶化，例如某一个电极内芯11非正常膨胀，散热体20可以起到限制该电极内芯11膨胀导致对其他正常电极内芯11的挤压，从而限制了进一步恶化其他电极内芯11的性能，达到提高锂离子二次电池的安全性能和循环性能的目的。

散热体20可以使导热系数高的金属体，较佳的为银、铝、铜或不锈钢等，金属体的厚度可以根据电池容量的大小和散热效果的要求进行设计，一般在0.05mm-1.0mm之间，较佳的选择在0.1-0.5mm之间。金属体厚度太薄，散热效果和强度均不理想，散热和限位保护作用不明显；金属体厚度太厚则占用电池内部空间，同时大大增加了电池的重量，降低了电池的体积能量密度和质量能量密度。

在本实用新型内部如图3所示，散热体20在每两个电极内芯11之间设置，也可以在电极芯30的中央部位密集设置，而在电极芯30的外围区域间隔设置。通过优化设计，达到电极芯30的各个部分在电池充放电工作过程中，内部的温度是均匀一致的，从而达到电化学反应的均匀和一致，同样的，在同一个电池内部，散热体20的厚度设置也可以根据实际要求进行。一般情况下，电极芯30中央散热体20的数量多，厚度厚，电极芯30外部区域散热体20数量少，厚度薄，因为电极芯30内部相对于电极芯30外部区域散热更加困难。

散热体20与电池壳体10的连接可以是焊接、铆接和接触等连接方式，具体方式根据外壳情况进行设置。例如外壳是不锈钢，散热体20是不锈钢板，则可以将不锈钢板直接焊接在不锈钢外壳上，使之成为一个整体，达到最佳的散热效果。

散热体20可以是导热性能良好的无机材料，例如石墨，石墨板的导热性能不如银、铜、铝等金属，但是石墨板密度小，价格便宜，有利于降低成本和提高质量比能量。

散热体20可以是银、铝、铜等金属或石墨等单一或混合粉末压制而成，压制粉末板的导热性能不如纯的金属板，但是压制板具有吸收和储存电解液的功能，可以兼作为电池内部的储液容器，改善电池循环后的贫液问题，提高电池的循环特性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (9)

1.一种快速散热锂离子二次电池，包括：

电池壳体，为一端设有开口的方形结构；

电极内芯，包括依次层叠放置的正极板、隔膜和负极板；

非水电解质溶液，设置在所述电池壳体和电极内芯之间；

电池盖，设置在所述电池壳体的开口处，包括：

正电极柱和负电极柱，设置在电池盖的两侧；

防爆阀，设置在所述正电极柱和负电极柱的中间；

其特征在于，为多个电极内芯层叠设置形成电极芯，在各个电极内芯之间设置散热体。

2.根据权利要求1所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的散热体的厚度是0.05-1.0mm。

3.根据权利要求2所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的散热体的厚度为0.1-0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，在所述电极芯的中部的各个电极内芯之间和在电极芯的靠边缘间隔多个电极内芯设置散热体。

5.根据以上各项所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的散热体为金属。

6.根据权利要求5所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的金属为银或铜或铝或不锈钢。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的散热体为石墨。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，所述的散热体为金属或石墨粉末的压制板。

9.根据权利要求1所述的一种快速散热锂离子二次电池，其特征在于，多个电极内芯为10个电极内芯。 

Images