CN206076444U - 一种高效散热片及其含高效散热片的锂离子电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高效散热片，一种含高效散热片的锂离子电池组。包括有散热片本体，所述的散热片本体包括有基材，在基材的两侧设置有能将热量迅速扩散的导热层，在所述导热层的外侧设置有绝缘层。本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种能将电池组内部各部位产生的热量迅速扩散的高效散热片。含高效散热片的锂离子电池组包括有由多个电芯组成的电池组，在所述电芯之间及电池组的外表面均设置有能将电芯产生的热量迅速扩散的散热片本体。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种高效散热片及含高效散热片的锂离子电池组。
【背景技术】
目前，锂离子电池由于其具有高电压和高能量密度的特点，且清洁高效对环境无污染，广泛应用于消费电子，汽车，电动车，储能等设备上，根据其使用条件不同，通常锂离子电池通过串并联设计和制造成电池包，应用于设备上，通常电池组通常以高密度的堆叠方式进行组装。在电池充电和放电期间，电池组会产生一定的热量，电池组内部各个位置电池热量耗散的速率不一致，尤其是处于电池组内部位置，其热量堆积呈倍数增加，各电芯的充电和放电温度差异导致各个电芯充电和放电速率呈现出一定的差异，充电和放电时出现各电芯之间电压不一致容易出现短板现象，导致电池组充电时充不饱和放电时放不完全，由于长期在这种环境下使用电池单元之间的由于其温度差异表现出来的循环特性呈现较大的差异，造成各电池芯之间性能不均匀，导致电池组加速劣化，电池组性能急剧下降。甚至发生起火或爆炸。
目前，通常的处理方式大多采用在电池组外围增加风冷结构或采用可流动性的冷却剂的冷却系统将电池热量带走，这种处理方式虽然有一定的效果，但对电池组体积以及重量的增加也是非常庞大的，仅适用于固定能源站或者对重量或体积要求不高的设备上，有很大的局限性，而且配套的冷却系统造价高昂，属定制类型，无法实现产品通用化。
【实用新型内容】
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种能将电池组内部各部位产生的热量迅速扩散的高效散热片。
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种能将电池组内部各电芯的充电和放电时产生的热量及时的导出电池组外部，提高电池的安全性和可靠性的含高效散热片的锂离子电池组。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种高效散热片，包括有散热片本体1，所述的散热片本体1包括有基材2，在基材2的两侧设置有能将热量迅速扩散的导热层3，在所述导热层3的外侧设置有绝缘层4。
所述的基材2为金属箔材或金属带。
所述的导热层3包括有导热材料和粘结剂混合物。
一种含高效散热片的锂电池组，包括有由多个电芯5组成的电池组6，在所述电芯5之间及电池组6的外表面均设置有能将电芯5产生的热量迅速扩散的散热片本体1。
所述的散热片本体1为金属箔材或金属带。
本实用新型与现有技术相比，有以下优点：
本实用新型采用以上技术方案，通过设置有导热性能良好且有一定的抗拉伸能力的基材，能将电池组内部各部位产生的热量迅速扩散，使电池整体的温度趋向一致，解决电池内部膨胀不一致的问题，提高电池的安全性和可靠性。
本实用新型采用以上技术方案，通过在电芯及电池组外表面设置散热片本体，能将电池组内部各电芯的充电和放电时产生的热量及时的导出电池组外部，使电池组中各电芯的温度趋向一致，解决电池劣化不一致的问题，提高电池的安全性和可靠性。
【附图说明】
图1高效散热片结构示意图。
图2电池组结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型进行详细描述：
一种高效散热片，包括有散热片本体1，所述的散热片本体1包括有基材2，基材2为导热性良好且有一定的抗拉伸能力的金属箔材或者金属带，比如铜箔，铝箔，厚度为5-5000um，其中基材优选15um的电解液铜箔，轻便且具有一定的抗拉效果，在基材2的两侧设置有能将热量迅速扩散的导热层3，导热层3为导热材料和粘结剂混合物，其中导热材料为石墨烯、氧化石墨烯或者石墨烯与具有良好导热效果的银、铜铝等金属纳米粉末混合中的至少一种，由于石墨烯具有独特的晶粒取向,可沿两个方向均匀导热,能迅速将产生的热量迅速扩散，使整体的温度趋向一致，导热层涂布单面的厚度为50um，在所述导热层3的外侧设置有绝缘层4，绝缘层4能防止与电芯接触时出现短路现象。
导热层3中的石墨烯和粘结剂混合物为保证良好的导热效果，以及与基材有良好的粘附性，且具有良好的耐候性，石墨烯占总体比例的70％-95％，涂层厚度3-100um，为保证涂布厚度的均匀性，石墨烯的粒径为0.05-5um，粘结剂为聚偏氟乙烯等高分子链状结构化合物，与基材2有一定的附着力，确保导热涂层良好的粘附力，保证导热层3再传热的同时避免热胀冷缩而脱落现象。导热层3通过双面涂布方式，将石墨烯和粘结剂混合物均匀涂在基材2上，其涂布的宽度可以根据实际要求进行，涂布烘干后，在辊压机上将涂覆料辊压得到致密的高效散热片，其厚度为10-5000um，最后在辊压完成的散热片本体1的两面分别具有良好热传递效果的绝缘层，其压缩比为1.0-2.0，防止与电芯接触时出现短路现象。
散热片制备时，先将聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮，得到粘结剂胶液，再将石墨烯加入粘结剂胶液中(石墨烯与聚偏氟乙烯的质量比例为95：5，石墨烯的粒径为5um)搅拌均匀，再通过涂布设备，将石墨烯和聚偏氟乙烯的混合物均匀涂覆在基材2的正反面上。完全干燥后，将得到的涂布片通过辊压机继续辊压，其压缩比优选1.7，得到辊压后的膜片，在将铁氟龙绝缘材料覆盖与膜片有涂覆导热层3位置，最后将所得的导热膜片分切成所需要的尺寸，由于其为膜片结构，因此很容易适合任何形状的平面，具有良好的适用性。
含高效散热片的锂离子电池组，包括有由多个电芯5组成的电池组6，在所述电芯5之间及电池组6的外表面均设置有能将电芯5产生的热量迅速扩散的散热片本体1。
所述的散热片本体1为金属箔材或金属带，比如铜箔，铝箔，厚度为5-5000um。
将所得的膜片分切成条状，按照图2结构所示的组合方式，组合成12V10AH的锂离子电池组，其中散热片本体1位于电芯5之间，并延伸到电池组6外表面，将电池组6内部的热量，快速的带到电池组6外表面，得到具有快速导热的实施例锂离子电池组。
按照上述方法，采用组装成无高效散热片的对比例锂离子电池组：
对实施例提供的电池和对比例提供的电池组以倍率为2C的电流进行快速放电，其放电过程中电池表面各区域的温度如下表所示(室温25℃)。
由上表数据说明，采用了该高效散热片的电池组，各区域的温度差异均一性较好，循环100周容量变化不大，而无采用高效散热片的电池组，各区域温差较大，循环后电池组容量衰减较快。这表明增加散热片后，有助于电池组内部热量的扩散，避免局部热量累积，导致电池组内各电芯劣化速率不一致的问题，有效的提高电池的安全性和稳定性。
Claims (5)
1.一种高效散热片，包括有散热片本体(1)，其特征在于所述的散热片本体(1)包括有基材(2)，在基材(2)的两侧设置有能将热量迅速扩散的导热层(3)，在所述导热层(3)的外侧设置有绝缘层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高效散热片，其特征在于所述的基材(2)为金属箔材或金属带。
3.根据权利要求1所述的一种高效散热片，其特征在于所述的导热层(3)包括有导热材料和粘结剂混合物。
4.一种含权利要求1所述的高效散热片的锂电池组，包括有由多个电芯(5)组成的电池组(6)，其特征在于在所述电芯(5)之间及电池组(6)的外表面均设置有能将电芯(5)产生的热量迅速扩散的散热片本体(1)。
5.根据权利要求4所述的一种含高效散热片的锂离子电池组，其特征在于所述的散热片本体(1)为金属箔材或金属带。
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