CN206163534U - 一种电芯套膜及具有该电芯套膜的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电芯套膜，包括导热层、支撑层和泡沫层，所述导热层和泡沫层分别附于所述支撑层的两面；还公开了一种电池，包括电芯和钢壳，电芯和钢壳之间还设有电芯套膜，电芯套膜的泡沫层靠近所述电芯。在电芯个钢壳之间设电芯套膜，其中导热层可以加快电芯热量向外传递，利于散热；支撑层可以为整个电芯套膜提供力学支撑，缓冲电芯膨胀，提高电芯循环性能；泡沫层可以吸附电解液，增大电解液的保液量，提高循环量。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池领域，尤其涉及一种电芯套膜及具有该电芯套膜的电池。
背景技术
随着电动汽车的发展和电动汽车性能的提高，作为动力的电池性能也在不断的提高，电动汽车要求电池充电时间短、续航里程长、使用寿命长，因此电池必须具有高能量密度、大倍率充放和长寿命循环等特点。然后当电池容量提高和充放电电流增加后，会很容易导致热失控，其原因是电池大倍率充放电会产生大量热，不及时散失产生的热量就会导致热失控，带来安全隐患，同时大倍率充放电过程中，高温容易导致电解液分解，极片电解液干涸，电解液容量衰减加快，循环效率降低，电池寿命下降。
鉴于此，需要对电池工作过程中产生的热量进行有效的处理，加快散失或者减少产热。目前主要通过加快热量散失的方法，其做法是：监控电池表面温度，温度超标后进行风冷或者水冷降温，加快散热，但是这种方法对电芯温度的降低不明显，电芯温度还是较高，电解液仍然会分解，电池寿命下降。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种传热效果好的电芯套膜和具有该电芯套膜的电池。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电芯套膜，包括导热层、支撑层和泡沫层，所述导热层和泡沫层分别附于所述支撑层的两面。
进一步的，所述支撑层为注塑成型的PTFE网格。
进一步的，所述电芯套膜一体热压成型。
进一步的，所述导热层为导热硅胶。
进一步的，所述泡沫层为Al2O3。
进一步的，还包括卡扣结构，所述电芯套膜通过所述卡扣结构闭合连接。
进一步的，所述电芯套膜导热层一侧部分向内凹陷。
一种电池，包括电芯和钢壳，电芯和钢壳之间还设有电芯套膜，电芯套膜的泡沫层靠近所述电芯。
进一步的，所述电芯与电芯套膜的最大外径比所述钢壳内径小0.05-0.15mm。
进一步的，所述电芯套膜厚度不小于0.2mm。
本实用新型的有益效果在于：在电芯个钢壳之间设电芯套膜，电芯套膜包括导热层、支撑层和泡沫层，其中导热层可以加快电芯热量向外传递，利于散热；支撑层可以为整个电芯套膜提供力学支撑，缓冲电芯膨胀，提高电芯循环性能；泡沫层可以吸附电解液，增大电解液的保液量，提高循环量。
附图说明
图1为电池结构剖视图；
图2为电芯套膜结构示意图；
图3为电池结构俯视图；
图4为A处部分结构放大示意图1；
图5为B处部分结构放大示意图2；
标号说明：
1、导热层；2、支撑层；3、泡沫层；4、卡扣结构；5、正极汇流片；6、负极汇流片；7、正极盖帽；8、钢壳；9、电芯；10、缝隙；11、凹陷。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型最关键的构思在于:在电芯个钢壳之间设电芯套膜，电芯套膜包括导热层、支撑层和泡沫层，可以加快电芯热量向外传递、散失，同时缓解电芯体积膨胀，增加电解液保液量，提高电池寿命。
请参照图1至图5，一种电芯套膜，包括导热层、支撑层和泡沫层，所述导热层和泡沫层分别附于所述支撑层的两面。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：导热层可以加快电芯热量向外传递，利于散热；支撑层可以为整个电芯套膜提供力学支撑，缓冲电芯膨胀，提高电芯循环性能；泡沫层可以吸附电解液，增大电解液的保液量，提高循环量。
进一步的，所述支撑层为注塑成型的PTFE网格。
由上述描述可知，支撑层可由PTFE注塑成型，并且为网格状，具有一定的硬度和韧性。
进一步的，所述电芯套膜一体热压成型。
由上述描述可知，电芯套膜是由导热层、支撑层和泡沫层三层热压成型的。
进一步的，所述导热层为导热硅胶。
由上述描述可知，导热硅胶的导热系数高，利于传热。
进一步的，所述泡沫层为Al2O3。
由上述描述可知，泡沫Al2O3层可与电芯接触，提供空隙存储电解液，提高电解液保液量，提高循环性能。
进一步的，还包括卡扣结构，所述电芯套膜通过所述卡扣结构闭合连接。
由上述描述可知，在电芯套膜上设卡扣结构，在放入电芯前可以将套膜打开，放入电芯后再闭合卡扣，操作方便。
进一步的，所述电芯套膜导热层一侧部分向内凹陷。
由上述描述可知，在导热层一侧设凹陷结构可以在电芯套膜和钢壳之间留有缝隙，便于排气和存储一定量气体，提高电池安全性能。
一种电池，包括电芯和钢壳，电芯和钢壳之间还设有电芯套膜，电芯套膜的泡沫层靠近所述电芯。
进一步的，所述电芯与电芯套膜的最大外径比所述钢壳内径小0.05-0.15mm。
由上述描述可知，电芯和电芯套膜可以装入钢壳内，并且不会产生晃动。
进一步的，所述电芯套膜厚度不小于0.2mm。
实施例
请参照图1至图5，本实用新型的实施例为：如图1所示，一种电池，包括正极汇流片5、负极汇流片6、正极盖帽7、钢壳8和电芯9，所述钢壳8和电芯9之间设有电芯套膜，如图2所示，所述电芯套膜包括导热层1、支撑层2和泡沫层3，所述导热层1和泡沫层3分别附于支撑层2的两面，导热层1靠近电芯9。本实施例中，导热层1为导热硅胶，泡沫层3的材质为Al2O3，支撑层2为注塑成型的PTFE网格。在成型电芯套膜时，首先注塑成型PTFE支撑层2，然后在支撑层2内侧粘贴Al2O3泡沫层3，在支撑层2外侧均匀涂覆导热硅胶形成导热层1，最后进行热压，使三层紧密结合在一起，形成电芯套膜，各层尺寸、套膜形状可以根据电芯的形状等进行设计，其原则是：电芯9与电芯套膜的最大外径比钢壳8的内径小0.05-0.15mm，电芯套膜厚度不小于0.2mm。如图3和图4所示，在电芯套膜上还设卡扣结构4，在放入电芯9前可以将套膜打开，放入电芯9后再闭合卡扣结构4，操作方便。另外，如图5所示，在电芯套膜的导热层1那一侧还设有凹陷结构，使得钢壳8和电芯套膜之间留有一定的缝隙10，缝隙10便于排气和存储一定气体，提高电池安全性能。
为便于理解，本实施例中以26980-6.0Ah电池为例，对本实用新型电芯套膜及具有该电芯套膜的电池作进一步的详细说明：26980圆柱电芯9的外径为24.7mm，钢壳8的内径为25.4mm，两者之间间隙为0.35mm，电芯套膜设计成圆柱壳状，如图3所示，本实施例中通过PTFE支撑层2周边设有凹陷11来实现电芯套膜外侧部分向内凹陷，凹陷11在圆周上对称分布，数量可根据需要进行设计，本实施例中凹陷11为4个，支撑层2的最大厚度0.1mm，最小厚度0.05mm。内层Al2O3泡沫层3压缩比为50％，厚度为0.1mm，外侧导热层1的厚度为0.15mm。装配时，打开电芯套膜，放入电芯9，然后闭合卡扣结构4，此时导热层1的厚度为0.15mm、PTFE支撑层2的厚度为0.1mm、Al2O3泡沫层3的厚度为0.05mm，套膜后电芯9的最大直径25.3mm，与钢壳8的内径相差0.1mm，可以保证电芯9可以装入刚壳8，并且电芯9不会晃动。如图5所示，电芯套膜凹凸设计，使其与钢壳8之间存在缝隙10，便于排气、可以储一定量气体，提高电池安全性能。
电芯套膜后的电池性能与裸电芯电池性能对比如下表所示：
| 注液量/g | 3C放电表面温升/Δ℃ | 1C/1C循环500次/％ | |
| 电芯套膜的电池 | 20.6 | 16.5 | 97.85 |
| 裸电芯电池 | 18.5 | 21.2 | 95.42 |
从上表可知，加了电芯套膜后，电池电解液的注液量有一定幅度增加，其原因是当注液量较大时，会有少量的电解液游离在电芯和钢壳之间，增加了电芯套膜后，Al2O3泡沫层3可以吸附并储存一定量的电解液；3C放电时，加了电芯套膜的电池表面温度明显比裸电芯电池的表面温度要低，其原因是导热硅胶及时将电芯产生的热量传导和散发到外界；另外具有电芯套膜的电池其循环性能也比裸电芯电池要好。
综上所述，本实用新型提供的一种电芯套膜，包括导热层、支撑层和泡沫层，所述导热层和泡沫层分别附于所述支撑层的两面；还提供一种电池，包括电芯和钢壳，电芯和钢壳之间还设有电芯套膜，电芯套膜的泡沫层靠近所述电芯。在电芯个钢壳之间设电芯套膜，其中导热层可以加快电芯热量向外传递，利于散热；支撑层可以为整个电芯套膜提供力学支撑，缓冲电芯膨胀，提高电芯循环性能；泡沫层可以吸附电解液，增大电解液的保液量，提高循环量；在电芯套膜上设卡扣结构，在放入电芯前可以将套膜打开，放入电芯后再闭合卡扣，操作方便；导热层一侧设凹陷结构可以在电芯套膜和钢壳之间留有缝隙，便于排气和存储一定气体，提高电池安全性能；电芯与电芯套膜的最大外径比钢壳内径小0.05-0.15mm，使电芯和电芯套膜可以装入钢壳内，并且不会产生晃动。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电芯套膜，其特征在于，包括导热层、支撑层和泡沫层，所述导热层和泡沫层分别附于所述支撑层的两面。
2.根据权利要求1所述的电芯套膜，其特征在于，所述支撑层为注塑成型的PTFE网格。
3.根据权利要求2所述的电芯套膜，其特征在于，所述电芯套膜一体热压成型。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电芯套膜，其特征在于，所述导热层为导热硅胶。
5.根据权利要求1至3任一项所述的电芯套膜，其特征在于，所述泡沫层为Al2O3。
6.根据权利要求1至3任一项所述的电芯套膜，其特征在于，还包括卡扣结构，所述电芯套膜通过所述卡扣结构闭合连接。
7.根据权利要求1至3任一项所述的电芯套膜，其特征在于，所述电芯套膜导热层一侧部分向内凹陷。
8.一种电池，包括电芯和钢壳，其特征在于，电芯和钢壳之间还设有权利要求1至7任一项所述的电芯套膜，电芯套膜的泡沫层靠近所述电芯。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电芯与电芯套膜的最大外径比所述钢壳内径小0.05-0.15mm。
10.根据权利要求8或9所述的电池，其特征在于，所述电芯套膜厚度不小于0.2mm。
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