CN209561585U - 一种复合导热结构、电池装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合导热结构，其包括依次叠置的第一导热层、相变储热层、以及第二导热层，利用相变储热层较强的储热能力以及导热系数低于第一导热层和第二导热层的特点，可以将点状热源转换为面状热源均匀传热，避免形成局部高温点，同时兼具良好的储热和导热能力。本实用新型还提供一种电池装置和电子设备，该电子设备通过导热块和复合导热结构将电池装置中的电芯与主机散热系统连接起来，作为一个散热整体，从而扩展了整机的散热面积，提高电子设备的整体散热能力。

Description

一种复合导热结构、电池装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及散热结构领域，更具体地说，涉及一种复合导热结构及电子设备。

背景技术

对讲机等大功率的电子设备，其发射状态下的发热问题通常都会对产品的设计造成困扰，特别是在小型化终端和集成度高的双模终端中问题更是突出。现有技术的散热片方式都是利用高导热系数材料将热量传导到主机铝壳、屏幕等部件散出。

比如专利号为CN107834130A的中国发明专利公开了一种适用于电池组散热降温的复合导热片，该复合导热片主要是利用石墨烯片的高导热系数快速导热。如果热源为点状热源的话，其导热片的另一面也会形成局部高温点，因此并不适合用于输入为点状热源，输出为需要均匀传热的场合。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种复合导热结构以及具有该复合导热结构的电池装置和电子设备，该复合导热结构利用相变储热层较强的储热能力以及导热系数低于导热层的特点，可以将点状热源转换为面状热量均匀传热。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种复合导热结构，其包括依次叠置的第一导热层、相变储热层、以及第二导热层，所述相变储热层的导热系数低于所述第一导热层和所述第二导热层的导热系数。

在一些实施例中，所述第一导热层和/或所述第二导热层为铜箔或铝箔。

在一些实施例中，所述第一导热层和所述第二导热层采用相同的高导热系数金属材料制成；或者，所述第一导热层和所述第二导热层采用不同的高导热系数金属材料制成。

在一些实施例中，所述第一导热层、所述相变储热层、以及所述第二导热层均采用软质材料制成。

在一些实施例中，所述第一导热层的厚度为0.1-1.5mm，所述相变储热层的厚度为0.5-2mm，所述第二导热层的厚度为0.1-1.5mm。

在一些实施例中，所述第一导热层的厚度为0.25mm，所述相变储热层的厚度为1mm，所述第二导热层的厚度为0.25mm。

在一些实施例中，所述第一导热层、所述相变储热层、以及所述第二导热层采用贴合或者挤压复合工艺连接为一体。

本实用新型还提供一种电池装置，包括电芯、电池外壳、以及如上述任一项所述的复合导热结构，所述电池外壳具有可容置所述电芯和所述复合导热结构的空腔；所述复合导热结构包覆在所述电芯的全表面或部分表面，并与所述电芯紧密贴合。

本实用新型还提供一种电子设备，包括主机壳体、导热块、以及如上所述的电池装置，所述电池外壳上开设有通孔，所述导热块嵌设于所述通孔内，使得所述导热块的一面与所述复合导热结构直接接触，另一面与所述主机壳体接触。

在一些实施例中，所述电池外壳的内部设置有电路板，所述电路板上设置有高功耗器件，所述导热块与所述高功耗器件对应设置，所述高功耗器件通过所述导热块与所述复合导热结构接触导热。

实施本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型中的复合导热结构采用三层复合导热结构，中间为相变材料制成的相变储热层，两边则为高导热系数材料制成的导热层，利用相变储热层较强的储热能力以及导热系数低于导热层的特点，可以将射频功放等点状热源转换为均匀传热的面状热量均匀传热，避免形成局部高温点，同时兼具良好的储热和导热能力。该复合导热结构尤其适用于需要热量均匀分布的敏感场合，可以有效避免局部温度过高而产生不良后果。

本实用新型中的电子设备，通过导热块和复合导热结构将电池装置中的电芯与主机散热系统连接起来，作为一个散热整体，从而扩展了整机的散热面积，提高电子设备的整体散热能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中复合导热结构的装配结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例中电子设备发射时的热量传递示意图；

图3是本实用新型一些实施例中电子设备充电时的热量传递示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一个优选实施例中的复合导热结构1包括依次叠置的第一导热层11、相变储热层12、以及第二导热层13。本实用新型中的复合导热结构1采用三层复合导热结构，中间为相变材料制成的相变储热层，两边则为高导热系数材料制成的导热层，利用相变储热层较强的储热能力以及导热系数低于导热层的特点，可以将射频功放等点状热源转换为均匀传热的面状热量均匀传热，避免形成局部高温点，同时兼具良好的储热和导热能力。该复合导热结构1尤其适用于需要热量均匀分布的敏感场合，可以有效避免局部温度过高而产生不良后果。

第一导热层11作为第一层，用于接收热源传递的热量，其可与导热块等点状热源9直接接触。第一导热层11可采用铜箔或铝箔等高导热系数金属材料制成，使热量迅速在第一层平面扩散。相变储热层12作为第二层，其采用相变材料制成，兼具良好的储热和导热能力，且其导热系数低于第一层和第三层的导热系数，因而可以迅速吸收第一层传入的热量，还可将点状热源转换为面状热源均匀传热，避免热量单点传递到第三层。第二导热层13作为第三层，其可采用铜箔或铝箔等高导热系数金属材料制成，可将第二层传递的热量均匀迅速的传递到后级散热设备3上。第一导热层11和第二导热层13可采用相同的高导热系数材料制成，例如，其可都采用铜箔制作；或者，第一导热层11和第二导热层13也可以采用不同的高导热系数材料制成，例如，其可一个采用铜箔制作，另一个采用铝箔制作。

该复合导热结构1的热传导过程为热源导热到第一导热层11，第一导热层11扩散热量，并将热量传递到相变储热层12；相变储热层12吸收并储存

第一导热层11传递的热量，热量储满后多余的热量均匀传递到第二导热层13；

第二导热层13将相变储热层12传递的热量均匀迅速的传递到后级散热设备3上。当热源停止传热后，相变储热层12可通过第一导热层11、第二导热层13释放热量。

该复合导热结构1中，第一导热层11、相变储热层12、以及第二导热层13可通过贴合、挤压复合等工艺连接为一个整体。在一些实施例中，第一导热层11的厚度可以大致为0.1-1.5mm，相变储热层12的厚度可以大致为0.5-2mm，第二导热层13的厚度可以大致为0.1-1.5mm。例如，可将第一导热层11和第二导热层13的厚度分别做到0.25mm，将相变储热层12的厚度做到1mm，最终成品的厚度仅为1.5mm，所占空间小。另外，第一导热层11、相变储热层12、以及第二导热层13均可采用软质材料制成，可根据不同使用场合的需求，将复合导热结构1加工成各种形状，使用更方便。

如图2-3所示，本实用新型还提供一种电池装置，包括电池外壳8、电芯4、以及复合导热结构1。其中，电池外壳8具有可容置电芯4以及复合导热结构1的空腔，其可采用塑胶等材料制成。电芯4可以为柱形、方形等形状。复合导热结构1包覆在电芯4的全表面或部分表面，并与电芯4紧密贴合。以方形电池为例，所述复合导热结构1包覆在电芯4的全表面是指，复合导热结构1完全包覆在电芯4的上侧面、下侧面、左侧面、右侧面、前侧面以及后侧面六个外侧面上。所述复合导热结构1包覆在电芯4的部分表面是指，复合导热结构1完全包覆在电芯4的一个或多个外侧面上，例如其可以完全包覆在电芯4的左侧面和右侧面两个较大的外侧面上，或者其可以完全包覆在电芯4上除电极所在侧之外的其他几个外侧面上；或者，复合导热结构1也可以包覆在电芯4的一个或多个外侧面上的部分区域。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述所述的电池装置、导热块2、以及主机壳体5。主机壳体5可以为铝壳等具有高导热系数的金属壳体，其上还可设置有散热片。电池装置可设置在主机壳体5的外部。电池外壳8上对应主机壳体5开设有通孔，导热块2嵌设于该通孔内，使得该导热块2的一面与电芯4外表面的复合导热结构1直接接触，另一面与主机壳体5接触。导热块2可以为铜块、铝块等具有高导热系数的金属导热块。导热块2可以由一个整体的导热块组成，也可以由若干个导热块拼接而成，在此不做限制。

主机壳体5的内部设置有电路板7，电路板7上可设置有射频功放器等高功耗器件6，该高功耗器件6在工作时会作为点状热源产生热量。优选地，导热块2可与电路板7上的高功耗器件6对应设置，便于高功耗器件6通过导热块2和复合导热结构1进行传热。复合导热结构1与高功耗器件6之间的接触传热可通过一个导热块进行导热，也可以通过两个或多个导热块进行导热，在此不做限制，其只要能实现电芯4与高功耗器件6能接触导热即可。如图2所示，在第一实施例中，主机壳体5上可开设有供导热块2穿过的通孔，导热块2嵌设于该通孔内，使得该导热块2的一面与电芯4外表面的复合导热结构1直接接触，另一面穿过主机壳体5与电路板7接触导热。如图3所示，在第二实施例中，也可在主机壳体5的两侧各设置有一个导热块，该两个导热块可设置在一条直线上，也可以错开设置；复合导热结构1通过导热块和主机壳体5与电路板7接触导热。在另一些实施例中，还可在电池外壳8上开设有两个或多个通孔，每个通孔中均可嵌设有导热块进行导热。

本实用新型中所述的电子设备包括但不限于对讲机等通讯终端设备。该电子设备通过导热块2和复合导热结构1将电池装置中的电芯4与主机散热系统连接起来，作为一个散热整体，从而扩展了整机的散热面积，提高电子设备的整体散热能力。

如图2-3所示，以射频功放器为例对该电子设备的热量传递过程进行说明，由于终端采用的功放器通常是底面散热的，因此功放器和导热块可分别设置在电路板7的两侧。如图2所示，当该电子设备进入发射状态时，热量由射频功放器产生，传递到主机壳体5进行散热，并通过导热块2和复合导热结构1传递到电芯4进行散热，从而增大了整机散热面积，提高了散热能力。经过测量，在正常条件下，电芯温升不会超过其允许的工作温度范围。如图3所示，当该电子设备进入充电状态时，通常射频功放器不会进入发射状态，此时，主机壳体5通过复合导热结构1和导热块2充当了电芯4的散热器，从而增大了散热面积，有效降低电芯温升，避免由于电芯温度升高导致充电效率降低。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种复合导热结构，其特征在于，包括依次叠置的第一导热层(11)、相变储热层(12)、以及第二导热层(13)，所述相变储热层(12)的导热系数低于所述第一导热层(11)和所述第二导热层(13)的导热系数。

2.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)和/或所述第二导热层(13)为铜箔或铝箔。

3.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)和所述第二导热层(13)采用相同的高导热系数金属材料制成；或者，所述第一导热层(11)和所述第二导热层(13)采用不同的高导热系数金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)、所述相变储热层(12)、以及所述第二导热层(13)均采用软质材料制成。

5.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)的厚度为0.1-1.5mm，所述相变储热层(12)的厚度为0.5-2mm，所述第二导热层(13)的厚度为0.1-1.5mm。

6.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)的厚度为0.25mm，所述相变储热层(12)的厚度为1mm，所述第二导热层(13)的厚度为0.25mm。

7.根据权利要求1所述的复合导热结构，其特征在于，所述第一导热层(11)、所述相变储热层(12)、以及所述第二导热层(13)采用贴合或者挤压复合工艺连接为一体。

8.一种电池装置，其特征在于，包括电芯(4)、电池外壳(8)、以及如权利要求1-7任一项所述的复合导热结构(1)，所述电池外壳(8)具有可容置所述电芯(4)和所述复合导热结构(1)的空腔；所述复合导热结构(1)包覆在所述电芯(4)的全表面或部分表面，并与所述电芯(4)紧密贴合。

9.一种电子设备，其特征在于，包括主机壳体(5)、导热块(2)、以及如权利要求8所述的电池装置，所述电池外壳(8)上开设有通孔，所述导热块(2)嵌设于所述通孔内，使得所述导热块(2)的一面与所述复合导热结构(1)直接接触，另一面与所述主机壳体(5)接触。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电池外壳(8)的内部设置有电路板(7)，所述电路板(7)上设置有高功耗器件(6)，所述导热块(2)与所述高功耗器件(6)对应设置，所述高功耗器件(6)通过所述导热块(2)与所述复合导热结构(1)接触导热。