CN205355091U - 一种具有纳米漆结构的电池及电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种具有纳米漆结构的电池，包括电芯及包覆于所述电芯的纳米漆结构，所述纳米漆结构包括金属箔和纳米漆层，所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的表面。当电池在被充电和放电的过程中产生大量的热量时，利用纳米漆层进行纵向导热，通过其双疏机理实现热量的不可逆传递，再通过热传导性能良好的金属箔及时将热量横向散发出去，从而提高电池或电池组工作的稳定性以及增长电池的使用寿命。此外，本实用新型还公开了一种具有纳米漆结构的电池组。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种具有纳米漆结构的电池及电池组。
背景技术
锂离子电池及其电池模组具有输出电压高、比容量高、放电电压平稳、循环寿命和能量密度高的优点，所以锂离子电池及其模组已经广泛的应用于笔记本电脑、平板电脑、数码相机、手机，甚至是电动汽车、储能系统等领域，锂离子电池目前的发展方向是向更高能量密度、更轻更薄的消费类电子领域进军，即要求其组合具有更大的容量支持产品更长时间的运行，同时电池充电时间要更短，要满足更大倍率的充电电流。而这些条件的满足除了需要使用多串多并结构的电池模组之外，同时需要电池满足大倍率充放的性能。而不管是电池单元并排组合的串并模式，还是电池大倍率充放，都会导致电池散热问题加剧，使得电池中心温度异常。而电池温度过高往往会反过来导致电池电化学体系不稳定，出现电池短路或者是起火燃烧，造成安全问题。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有纳米漆结构的电池，当电池在被充电和放电的过程中产生大量的热量时，利用纳米漆层进行纵向导热，通过其双疏机理实现热量的不可逆传递，再通过热传导性能良好的金属箔及时将热量横向散发出去，从而提高电池或电池组工作的稳定性以及增长电池的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种具有纳米漆结构的电池，包括电芯及包覆于所述电芯的纳米漆结构，所述纳米漆结构包括金属箔和纳米漆层，所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的表面。当电池在被充电和放电的过程中产生大量的热量时，利用纳米漆层进行纵向导热，通过其双疏机理实现热量的不可逆传递，再通过热传导性能良好的金属箔材及时将热量散发出去，从而提高电池或电池组工作的稳定性以及增长电池的使用寿命。
作为本实用新型的一种改进，所述金属箔的厚度为10μm~500μm，纳米漆层的厚度为5μm~50μm。
作为本实用新型的一种改进，所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的单面或双面。
作为本实用新型的一种改进，所述纳米漆层的外侧设置有导热双面胶层，导热双面胶层可以粘接于纳米漆层的外侧，也可以涂覆于纳米漆层的外侧。
作为本实用新型的一种改进，当所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的单面时，所述金属箔的另一面设置有导热双面胶层，导热双面胶层可以采用粘接或涂覆的方式设置于金属箔上。
作为本实用新型的一种改进，所述导热双面胶层的厚度为5μm~50μm。
作为本实用新型的一种改进，所述金属箔的导热系数在110~1200W/m·K，金属箔的材质一般选择为铜箔、铝箔、不锈钢箔或银箔。
作为本实用新型的一种改进，所述纳米漆层采取全涂覆、间歇涂覆和连续的图纹涂覆中的至少一种方式涂覆于所述金属箔的表面。
本实用新型的另一个目的在于提供一种电池组，由多个电芯串联、并联或混联结合而成，每个所述电芯均包覆有上述的纳米漆结构，可以将纳米漆结构以条纹状的方式平行包覆于电芯上、中、下三个部分。
此外，还提供一种电池组，由多个电芯串联、并联或混联结合而成，两个相邻的所述电芯之间设置有上述的纳米漆结构。
上述电池组还可以通过上述的纳米漆结构进行外包装。
附图说明
图1为本实用新型中具体实施方式1的结构示意图。
图2为本实用新型中具体实施方式1纳米漆结构的结构示意图。
图3为本实用新型中具体实施方式2纳米漆结构的结构示意图。
图4为本实用新型中具体实施方式3纳米漆结构的结构示意图。
图5为本实用新型中具体实施方式4纳米漆结构的结构示意图。
图6为本实用新型中具体实施方式5的结构示意图之一。
图7为本实用新型中具体实施方式5的结构示意图之二。
图8为本实用新型中具体实施方式5的结构示意图之三。
其中：1-金属箔，2-纳米漆层，3-导热双面胶层，4-电芯，5-纳米漆结构。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
具体实施方式1
如图1和2所示，一种具有纳米漆结构的电池，包括电芯4及包覆于电芯4的纳米漆结构5，纳米漆结构5包括金属箔1和纳米漆层2，纳米漆层2涂覆于金属箔1的单面，纳米漆层2采取全涂覆方式涂覆于金属箔1的单面，使得金属箔1的单面布满了纳米漆层2。将纳米漆结构5应用到电池中时，纳米漆层2能保持电池中产生热量纵向（图1中Y轴的方向）的有效传递，利用纳米材料的双疏机理，然后通过热传导性能良好的金属箔及时将热量横向（图1中X轴的方向）散发出去，并阻止了热量的侵入，使得纳米漆层2具有呼吸的功能，以使得电池单元的总体温度保持一致。
纳米漆结构5既作为电池的散热结构，还可以作为电池的外包装材料（相对于现有技术，节省额外包装费用及避免了多层外包材料带来的能量密度下降的问题），更有效地使得散热材料与外部空气接触，大大提高散热效率。
纳米漆层2中纳米颗粒材料中至少有一相的粒径尺寸在1~100nm的粒径范围之间，纳米粒子选自纳米改性聚氨酯、纳米碳颗粒、纳米聚合物微乳液、纳米环氧予聚物、纳米改性环氧树脂、纳米多元共聚含氟涂料、纳米蒙脱土改性涂料、纳米钛釉及纳米金属氧化物（二氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、氯化银等）；
纳米漆层2的导热系数与纳米漆中纳米颗粒材料及纳米材料粒径尺寸有关，纳米漆导热系数一般在370~1200W/m·K之间。
优选地，金属箔1为铜箔，铜箔能够保持热量的横向传递，将金属箔1设置为铜箔，是综合考虑到铜箔经济成本与导热性能，理论上只要是导热系数良好的金属（或非金属）都可以替代本实施方式中的铜箔。金属箔1的厚度为10μm~500μm，金属箔1不能太厚，如果厚度太厚则无法完成弯折动作以确保纳米漆层2紧贴电芯4，纳米漆层2的厚度为5μm~50μm，金属箔1、纳米漆层2的厚度具体视电池或电池组的大小、功率及使用工况而定。
本实施方式将金属箔1的另一面粘接有导热双面胶层3，这样一方面起到在电池单元中间的固定作用，另一方面同时也能够起到一部分热量的纵向传导功能。一般地，导热双面胶层的厚度为5μm~50μm。
具体实施方式2
如图3所示，与具体实施方式1不同的是：本实施方式的纳米漆层2采取间歇涂覆方式涂覆于金属箔1的单面，且在纳米漆层2和金属箔1上均涂覆有导热双面胶层3，提高使用于电池组中产生热量时的纵向传导功能。
其他结构的与具体实施方式1的结构相同，这里不再赘述。
具体实施方式3
如图5所示，与具体实施方式1不同的是：本实施方式的纳米漆层2涂覆于金属箔1的双面，纳米漆层2采取连续的图纹涂覆方式涂覆于金属箔1的双面，且在其中一层纳米漆层2粘接有导热双面胶层3。与具体实施方式1相比，这样的结构增加了散热能力，提高该结构应用于电池组中工作的稳定性。
其他结构的与具体实施方式1的结构相同，这里不再赘述。
具体实施方式4
如图5所示，与具体实施方式3不同的是：本实施方式的纳米漆层2涂覆于金属箔1的双面，两层纳米漆层2采取全涂覆和连续的图纹涂覆一起的方式涂覆于金属箔1的双面，且在上述两层纳米漆层2均粘接有导热双面胶层3。
其他结构的与具体实施方式3的结构相同，这里不再赘述。
具体实施方式5
如图6~8所示，一种电池组，由多个电芯4串联、并联或混联结合而成，每个电芯4均包覆有具体实施方式1~4任一实施方式的纳米漆结构5，具体地，可以将纳米漆结构5以条纹状的方式平行包覆于电芯4上、中、下三个部分。纳米漆结构5的纳米漆层2一般在靠近电芯4的一侧，而金属箔1则位于外侧，这样便于金属箔1进行散热。
还需要说明的是：本实施方式还可以在两个相邻的电芯4之间设置有具体实施方式1~4任一实施方式的纳米漆结构5。
另外，纳米漆结构5既作为电池组的散热结构，还可以作为电池的外包装材料，使得纳米漆结构5在电池应用方面实现多用途。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种具有纳米漆结构的电池，其特征在于：包括电芯及包覆于所述电芯的纳米漆结构，所述纳米漆结构包括金属箔和纳米漆层，所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的表面。
2.根据权利要求1所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述金属箔的厚度为10μm~500μm，纳米漆层的厚度为5μm~50μm。
3.根据权利要求1所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的单面或双面。
4.根据权利要求3所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述纳米漆层的外侧设置有导热双面胶层。
5.根据权利要求3所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：当所述纳米漆层涂覆于所述金属箔的单面时，所述金属箔的另一面设置有导热双面胶层。
6.根据权利要求4或5所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述导热双面胶层的厚度为5μm~50μm。
7.根据权利要求1所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述金属箔的导热系数为110~1200W/m·K。
8.根据权利要求1所述的具有纳米漆结构的电池，其特征在于：所述纳米漆层采取全涂覆、间歇涂覆和连续的图纹涂覆中的至少一种方式涂覆于所述金属箔的表面。
9.一种电池组，其特征在于：由多个电芯串联、并联或混联结合而成，每个所述电芯均包覆有权利要求1~8任一项所述的纳米漆结构，或两个相邻的所述电芯之间设置有权利要求1~8任一项所述的纳米漆结构。
10.根据权利要求9所述的电池组，其特征在于：所述电池组通过权利要求1~8任一项所述的纳米漆结构进行外包装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201521046231.2U CN205355091U (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 一种具有纳米漆结构的电池及电池组 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106785225A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-05-31 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 被动防护电池模组结构及其制作方法 |
| CN107464901A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-12-12 | 王昌国 | 一种全固态电动汽车电池组的封装结构 |
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2015
- 2015-12-16 CN CN201521046231.2U patent/CN205355091U/zh active Active
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