CN209232837U - 一种动力锂离子电池壳体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述壳体内部设置有至少一块导热板，所述导热板为轴对称或中心对称结构，所述导热板与壳体的底部和侧壁接触，将所述壳体分隔为不少于两个的独立空间。所述电池壳体结构体积小，重量轻，不会严重降低电芯的能量密度，用最少的导热材料达到足够的散热效果，促进电芯内部向电芯外表面的热传导，促进电芯内部温度的均衡，提升电芯的循环寿命，不改变电芯原有的壳体设计，降低变更成本，组装简便。

Description

一种动力锂离子电池壳体结构

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池壳体结构，尤其涉及一种动力锂离子电池壳体结构。

背景技术

目前市场对新能源汽车电池的快速充电能力提出了较高的要求，但是高倍率下充放电会导致电池发热严重，严重影响动力电池的寿命，甚至容易引发起火、爆炸等安全事故。方形铝壳电池是目前常用的新能源汽车电池动力电池，而且为了提高单体电芯的能量密度，及电池包的成组效率，方形铝壳电池的尺寸越做越大，相对表面积越来越小，因此单体电芯的散热能力越来越差。单体电芯充放电时，由内到外，温度逐渐降低，而电芯的散热主要是在壳体表面，因此散热较慢，而且还会产生较大的温度梯度，严重影响电池的使用寿命。此外，目前较多的电池包散热设计原理主要是从单体电芯的底部进行散热，而电芯底部由于正负极Overhang及隔膜Overhang的存在，还有底托板的存在，不利于热量直接从电芯底部传导。如果能通过高导热的介质将电芯内部的热量快速传导至电芯壳体，将会加快电芯整体的散热及促进电芯内部温度的均衡。

CN 207217608 U公开了一种改进型的电池模组导热板排布结构，包括电池箱壳体，电池箱壳体内布设有若干排沿纵向方向布设的纵向导热板和沿横向方向布设的横向导热板，纵向导热板为一体成型的整体板材，且纵向导热板为等距间隔排列布设，横向导热板配合活动插设在所述两纵向导热板之间，该纵向导热板与横向导热板围设形成若干个用于放置电池单体的放置容腔，纵向导热板的导热系数高于横向导热板的导热系数。该技术方案是对电池模组进行散热，包括横向、竖向设置的导热板，该横向导热板和竖向导热板是环绕式全包围设计，即各导热板是无差异化的。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述电池壳体结构体积小，重量轻，不会严重降低电芯的能量密度，用最少的导热材料达到足够的散热效果，促进电芯内部向电芯外表面的热传导，促进电芯内部温度的均衡，提升电芯的循环寿命，不改变电芯原有的壳体设计，降低变更成本，组装简便。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述壳体结构内部设置有至少一块导热板，所述导热板为轴对称或中心对称结构，所述导热板与所述壳体结构的底部和侧壁接触，并将所述壳体结构分隔为不少于两个的独立空间。

作为本实用新型优选的技术方案，所述壳体内部设置有至少一块导热板，所述导热板为轴对称或中心对称结构，所述导热板与壳体的底部和侧壁接触，将所述壳体分隔为不少于两个的独立空间。

作为本实用新型优选的技术方案，所述壳体结构中，每块所述导热板分别独立地包括中间导热板、侧面导热板以及底部导热板。

作为本实用新型优选的技术方案，每个所述独立空间容置至少一个卷芯，所述中间导热板设置于所述卷芯的正面，所述侧面导热板设置于所述卷芯的侧面，所述底部导热板设置于所述卷芯的底面。

作为本实用新型优选的技术方案，所述中间导热板的数量为1，所述侧面导热板的数量为1～4，所述底部导热板的数量为1～4。

作为本实用新型优选的技术方案，所述侧面导热板与所述壳体结构的侧壁接触，所述底部导热板与所述壳体结构的底部接触。

作为本实用新型优选的技术方案，借由所述侧面导热板和所述底部导热板将所述壳体结构内部的热量传导至所述壳体结构的外部。

作为本实用新型优选的技术方案，所述壳体结构中，每块所述导热板分别独立地由一块板材裁剪制作得到。

作为本实用新型优选的技术方案，所述导热板的数量为1～4，如1、2、3或4。

作为本实用新型优选的技术方案，所述导热板将所述壳体分隔为2～4个独立空间，如2、3或4个。

与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述电池壳体结构可促进电芯内部的散热，解决动力电池快充温升高的问题；

(2)本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述电池壳体结构可促进电芯内部温度的均衡；

(3)本实用新型提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述电池壳体结构可提升电芯的循环寿命。

附图说明

图1a是本实用新型实施例1提供的动力锂离子电池壳体结构的内部结构示意图；

图1b是本实用新型实施例1提供的动力锂离子电池壳体结构中导热板折叠前的结构示意图；

图2a是本实用新型实施例2提供的动力锂离子电池壳体结构的内部结构示意图；

图2b是本实用新型实施例2提供的动力锂离子电池壳体结构中导热板折叠前的结构示意图；

图3a是是本实用新型实施例3提供的动力锂离子电池壳体结构的内部结构示意图；

图3b是本实用新型实施例3提供的动力锂离子电池壳体结构中导热板折叠前的结构示意图。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型中，导热板材质可以是常见金属(铝、铁、铜、铝合金等)或者陶瓷或者其他合成材料。

本实用新型中，壳体可以是方形壳体、圆形壳体等，或由上述图形组成的不规则组合形状的壳体等。所述导热板的裁剪和折叠方式可根据壳体的形状进行改变，但裁剪以及折叠后得到的导热板，为轴对称或中心对称结构。轴对称或中心对称结构有利于导热板的均匀传热，有利于电池的均匀散热，避免局部过热的问题。

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述壳体结构内部结构如图1a所示，所述壳体结构内部设置有一块导热板，所述导热板为轴对称结构，所述导热板与壳体的底部和侧壁接触，将所述壳体分隔为两个独立空间，每个独立空间容置一个卷芯。当然，本实用新型并不仅限于此，动力锂离子电池(电芯)的壳体结构内也可以设置更多块上述的导热板，具体可依据电芯内部的卷芯数量进行设计。

所述导热板由铝板裁剪成图1b所示的结构再折叠而成，形成中间导热板、侧面导热板以及底部导热板，所述侧面导热板与所述壳体侧壁接触，所述底部导热板与所述壳体底部接触。于本实施例中，导热板包括1块中间导热板、4块侧面导热板和2块底部导热板，其中1块中间导热板设置于两个卷芯正面之间，4块侧面导热板分别设置在两个卷芯的各个侧面，2块底部导热板分别设置在两个卷芯的底面，也就是说，本实施例的导热板将容置于内的卷芯的各个侧面和底面进行全面包覆，借由侧面导热板和底部导热板将壳体结构内部的热量传导至壳体结构外部，进而达到电池散热的目的。

实施例2

本实施例提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述壳体内部结构如图2a所示，所述壳体内部设置有一块导热板，所述导热板为中心对称结构，所述导热板与壳体的底部和侧壁接触，将所述壳体分隔为两个独立空间，每个独立空间容置一个卷芯。

所述导热板由铝板裁剪成图2b所示的结构再折叠而成，形成中间导热板、侧面导热板以及底部导热板，所述侧面导热板与所述壳体侧壁接触，所述底部导热板与所述壳体底部接触。于本实施例中，导热板包括1块中间导热板、2块侧面导热板和4块底部导热板，其中1块中间导热板设置于两个卷芯正面之间，2块侧面导热板分别设置在两个卷芯的相对的两个侧面，4块底部导热板分别交替设置于两个卷芯的底面，也就是说，本实施例的导热板分别包覆两个卷芯的各一个侧面和部分底面，借由尽量少的侧面导热板和底部导热板将壳体结构内部的热量均衡传导至壳体结构外部，进而达到电池散热的目的。

实施例3

本实施例提供一种动力锂离子电池壳体结构，所述壳体结构内部如图3a所示，所述壳体内部设置有4块导热板，所述导热板为轴对称结构，所述导热板与壳体的底部和侧壁接触，将所述壳体分隔为4个独立空间，每个独立空间容置一个卷芯。

所述导热板由铝板裁剪成图3b所示的结构再折叠而成，形成中间导热板、侧面导热板以及底部导热板，所述侧面导热板与所述壳体侧壁接触，所述底部导热板与所述壳体底部接触。于本实施例中，导热板包括1块中间导热板、2块侧面导热板和1块底部导热板，其中1块中间导热板设置于卷芯的正面，2块侧面导热板分别设置在卷芯的两个侧面，1块底部导热板设置于卷芯的底面，也就是说，本实施例的导热板包覆卷芯的两个侧面和底面，借由侧面导热板和底部导热板将壳体结构内部的热量均衡传导至壳体结构外部，进而达到电池散热的目的。

对比例1

本对比例提供一种动力锂离子电池壳体结构，除了壳体内部不设置导热板外其他条件均与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供一种动力锂离子电池壳体结构，除了壳体内部不设置导热板外其他条件均与实施例1相同。

在实施例1-3以及对比例1和2提供的动力锂离子电池壳体结构内部插入100AhNCM三元裸电芯，并封装成电池，进行3C恒流恒压充电至4.2V，电流0.05C截止，静置30min，然后3C恒流放电至2.8V测试，对电池工作时的内部温度以及电芯的循环寿命进行测试，结果如表1所示。

表1

	电池内部温度/℃	电芯循环寿命/次
			实施例1	41	2850
实施例2	39	3210
			实施例3	37	3580
对比例1	51	1500
			对比例2	50	1600

从表1的测试结果可以看出，本实用新型实施例1-3所提供的动力锂离子电池壳体结构，相比于对比例1和2的电池壳体结构内部不设置导热板的锂离子电池，在电池工作时可有效降低电池内部温度20％左右，延长电芯循环寿命1倍以上。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (9)

1.一种动力锂离子电池壳体结构，其特征在于，所述壳体结构内部设置有至少一块导热板，所述导热板为轴对称或中心对称结构，所述导热板与所述壳体结构的底部和侧壁接触，并将所述壳体结构分隔为不少于两个的独立空间。

2.根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述壳体结构中，每块所述导热板分别独立地包括中间导热板、侧面导热板以及底部导热板。

3.根据权利要求2所述的电池壳体结构，其特征在于，每个所述独立空间容置至少一个卷芯，所述中间导热板设置于所述卷芯的正面，所述侧面导热板设置于所述卷芯的侧面，所述底部导热板设置于所述卷芯的底面。

4.根据权利要求2所述的电池壳体结构，其特征在于，所述中间导热板的数量为1，所述侧面导热板的数量为1～4，所述底部导热板的数量为1～4。

5.根据权利要求2所述的电池壳体结构，其特征在于，所述侧面导热板与所述壳体结构的侧壁接触，所述底部导热板与所述壳体结构的底部接触。

6.根据权利要求5所述的电池壳体结构，其特征在于，借由所述侧面导热板和所述底部导热板将所述壳体结构内部的热量传导至所述壳体结构的外部。

7.根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述壳体结构中，每块所述导热板分别独立地由一块板材裁剪制作得到。

8.根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述导热板的数量为1～4。

9.根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述导热板将所述壳体分隔为2～4个独立空间。