CN210272434U - 一种动力电池壳体结构及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池壳体结构，包括壳本体，所述壳本体的内部设置有导热板，所述壳本体通过所述导热板分隔成多个容置腔，所述导热板表面设置有导热绝缘层。与现有技术相比，本实用新型可以确保电池无论在充电还是放电状态均可以进行充分散热，防止局部过热的发生，同时，由于无需对壳本体进行开孔，有效保证了壳本体的结构强度，防止壳本体由于长期工作而发生变形，提高了电池壳本体的使用寿命。此外，本实用新型还公开了一种动力电池。

Description

一种动力电池壳体结构及动力电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池壳体结构及动力电池。

背景技术

锂离子电池作为新一代的高效绿色能源，因具有能量密度高、工作电压大、无记忆性等优点已被广泛应用于各行业中，尤其是对于纯电动汽车和混合动力汽车，已成为其主要的动力来源。

锂离子电池在充放电的过程中会持续产生大量的热量，在不能充分散热的情况下，容易造成电池内部的局部过热从而影响电池的性能和使用寿命。目前，针对电池的内部散热问题出现了多种方案，如专利文献CN207743364U，公开了一种带有内置风冷通道的方形锂离子电池壳，由电池壳体、通风板、长方形隔板、锂离子电池电芯、锂离子电池顶盖、锂离子电池外极组成，电池壳体为矩形结构，电池壳体中间有一个通风板将电池壳体内腔分隔为左右两层，通风板内部为空心结构，通风板内部的空腔由长方形隔板分隔出四个长方形通风通道，并且电池壳体对应的各长方形通风通道位置的两侧壳壁上开孔，锂离子电池电芯填充在电池壳内的左右两层，电池壳体顶部通过锂离子电池顶盖密封，锂离子电池外极耳布置在锂离子电池顶盖上。但上述方案至少仍存在以下缺陷：

1) 由于需要冷风进行热传导散热，而电池在充电时通常是静止状态，无法通过汽车运行送入冷风，因此充电时电池无法实现有效的散热，容易导致局部过热而降低电池的使用寿命；

2) 电池在长期的工作中会受到一系列的机械应力，如碰撞、震动等，而该方案中的电池壳体需要在对应的四个长方形通风通道位置的两侧壳壁上开孔，这样设置会削弱电池壳体的结构强度，从而容易造成铝壳的变形，严重会直接导致电池的失效。

有鉴于此，有必要提供一种改进的方案以满足实际的需要。

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，而提供的一种动力电池壳体结构，该结构通过导热绝缘层和导热板进行导热，可以保证电池无论在充电还是放电状态均可以进行充分散热，防止局部过热的发生，同时，由于无需对壳本体进行开孔，保证了壳本体的结构强度，防止壳本体由于长期工作而发生变形，提高了电池壳本体的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型目的之一采用如下技术方案：

一种动力电池壳体结构，包括壳本体，所述壳本体的内部设置有导热板，所述壳本体通过所述导热板分隔成多个容置腔，所述导热板表面设置有导热绝缘层。导热绝缘层能对导热板起到绝缘作用，防止电池内部短路，同时由于导热绝缘层和导热板均具有导热性，在电池充放电的过程中，导热绝缘层吸收电池内部的热量，使电池内部受热均匀，并通过导热板热传导到整个壳本体，实现了快速的散热，防止了局部过热情况的发生，提高了电池的使用寿命。

另外，需要说明的是，在本实用新型中，导热板可采用与壳本体导热系数相同或接近的材质，使导热板与壳本体之间的热传导效果更稳定、均匀，防止局部过热的发生。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热板与所述壳本体为一体成型结构。一体成型的结构可以提高导热板与壳本体连接处的结合度与结构强度，从而使得热量从导热板传导到壳本体时更快、更均匀，防止了连接处局部过热，另外，由于一体成型可以采用冲压、浇注、压铸等方式，相比分体式结构，可以减少制模的数量，节省成本，同时，也可以简化工序，提高生产效率。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热板与所述壳本体的宽面平行设置。这样设置可以增大导热板和导热绝缘层的导热面积，同时也有利于裸电芯的装配。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，每个所述容置腔的顶部相互连通。这样设计可以使得容置腔的顶部形成连通空间，方便电池顶盖片与电池内部的软连接。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热板的顶面与所述壳本体开口处之间的距离为15mm~25mm。该范围能防止由于距离过小而不能为电池顶盖片与电池内部的软连接提供足够的空间，也能防止由于距离过大造成导热板太小，进而影响导热板和导热绝缘层的导热性能。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热板的厚度为0.1mm~5mm。若导热板过厚会导致占据较多的电池内部空间，进而影响电池的能量密度，另一方面，若导热板太薄也会降低其导热的性能。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热板的厚度为0.5mm~2mm。该厚度范围可以使导热板的体积占比和导热效果达到最佳的状态，保证电池内部的充分散热。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热绝缘层的厚度为0.2mm~0.5mm。该范围可以使导热绝缘层由于过厚而影响电池的能量密度，也能防止由于太薄而降低导热的性能。

作为对本实用新型目的之一所述的动力电池壳体结构的一种改进，所述导热绝缘层为高分子聚合物层，所述导热绝缘层的比热容为1000~3000 J/(kg•°C)。由于导热绝缘层主要用于绝缘和导热，因此，可选用比热容为1000~3000 J/(kg•°C)的高分子聚合物材质，如聚酰亚胺、酚醛树脂、聚丙烯、聚乙烯等，可以有效防止导热绝缘层温升过快或过慢，提高导热的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型目的之一至少具有以下有益效果：

1)本实用新型通过在壳本体内部设置导热板，并在导热板上设置导热绝缘层，由于导热板与导热绝缘层均具有导热性能，因此，可以保证电池无论在充电还是放电状态下产生的热量均可被吸收，而且导热板还能将吸收的热量传导给壳本体，增大了散热面积，提高散热速度；

2)本实用新型无需对电池的壳本体进行开孔，因此，能保证壳本体的结构强度，另外，由于是在壳本体内部设置导热板，故还可以进一步加强壳本体的结构强度，防止壳本体在长期的工作中发生变形。

本实用新型目的之二在于提供一种锂离子电池，包括壳体、裸电芯和顶盖片，多个所述裸电芯分别对应容置于相同数量的所述容置腔内，所述裸电芯的高度大于或等于所述导热板的高度；所述顶盖片密封设置于所述壳体，并与所述裸电芯的极耳电性连接。本实用新型将裸电芯的高度设置大于或等于导热板的高度，可以防止裸电芯完全陷入容置槽中而造成装配困难的问题，有效提高了装配的效率。

本实用新型目的之二的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的动力电池中的壳本体的散热效果更好，因此，在相同的工作环境下，电池的温升更慢，显著地提高了电池的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型中实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中实施例2的结构示意图；

其中， 1-壳本体；2-导热板；3-导热绝缘层；4-裸电芯；5-顶盖片。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种动力电池壳体结构，包括壳本体1，壳本体1的内部设置有导热板2，壳本体1通过导热板2分隔成多个容置腔，导热板2表面设置有导热绝缘层3。在本实施例中，导热绝缘层3用于对导热板2进行绝缘，防止电池内部发生短路，同时由于导热绝缘层3和导热板2均具有导热性，在电池充放电的过程中，导热绝缘层3吸收电池内部的热量，使电池内部受热均匀，并通过导热板2热传导到整个壳本体1，实现了快速的散热，防止了局部过热情况的发生，提高了电池的使用寿命。

另外，需要说明的是，导热板2可采用与壳本体1相同或接近导热系数的材质，在本实施例中壳本体1为常用的铝材质，因此，导热板2可以采用铝或铝合金材质，如铝合金1050、铝合金1060、铝合金1070等型号，使导热板2与壳本体1之间的热传导效果更稳定、均匀，防止局部过热的发生。

优选的，导热板2与壳本体1为一体成型结构，一体成型的结构可以提高导热板2与壳本体1连接处的结合度与结构强度，从而使得热量从导热板2传导到壳本体1时更快、更均匀，防止了连接处局部过热，另外，由于一体成型可以采用冲压、浇注、压铸等方式，相比分体式结构，可以减少制模的数量，节省成本，同时，也可以简化工序，提高生产效率。

优选的，导热板2与壳本体1的宽面平行设置。这样设置可以增大导热板2和导热绝缘层3的导热面积，同时也有利于裸电芯4的装配。

优选的，每个容置腔的顶部相互连通。这样设计可以使得容置腔的顶部形成连通空间，方便电池顶盖片5与电池内部的软连接。

优选的，导热板2的顶面与壳本体1开口处之间的距离为15mm~25mm，该范围能防止由于距离过小而不能为电池顶盖片5与电池内部的软连接提供足够的空间，也能防止由于距离过大造成导热板2太小，进而影响导热板2和导热绝缘层3的导热性能。

优选的，导热板2的厚度为0.1mm~5mm，若导热板2过厚会导致占据较多的电池内部空间，进而影响电池的能量密度，另一方面，若导热板2太薄也会降低其导热的性能，在本实施例中，导热板2的厚度为0.5mm~2mm，可以使上述效果达到最佳。

优选的，导热绝缘层3的厚度为0.2mm~0.5mm，该范围可以使导热绝缘层3由于过厚而影响电池的能量密度，也能防止由于太薄而降低导热的性能。

优选的，导热绝缘层3为高分子聚合物层，导热绝缘层3的比热容为1000~3000 J/(kg•°C)。由于导热绝缘层3主要用于绝缘和导热，因此，可选用比热容为1000~3000 J/(kg•°C)的高分子聚合物材质，如聚酰亚胺、酚醛树脂、聚丙烯、聚乙烯等，可以有效防止导热绝缘层3温升过快或过慢，提高导热的稳定性。

实施例2

如图2所示，一种锂离子电池，包括壳体、裸电芯4和顶盖片5，两个裸电芯4分别容置于壳体的两个容置腔内，裸电芯4的高度大于导热板2，顶盖片5密封设置于壳体，并与两个裸电芯4的极耳电性连接。

本实施例将裸电芯4的高度设置大于导热板2的高度，可以防止裸电芯4陷入容置槽中而造成装配困难的问题，有效提高了装配的效率。另外，由于本实施例中的动力电池壳本体1相比现有技术的散热效果更好，因此，在相同的工作环境下，本实施例中的电池温升速度更慢，使用寿命得到了极大的提高。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池壳体结构，其特征在于：包括壳本体(1)，所述壳本体(1)的内部设置有导热板(2)，所述壳本体(1)通过所述导热板(2)分隔成多个容置腔，所述导热板(2)表面设置有导热绝缘层(3)。

2.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热板(2)与所述壳本体(1)为一体成型结构。

3.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热板(2)与所述壳本体(1)的宽面平行设置。

4.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：每个所述容置腔的顶部相互连通。

5.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热板(2) 的顶面与所述壳本体(1)开口处之间的距离为15mm~25mm。

6.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热板(2)的厚度为0.1mm~5mm。

7.根据权利要求6中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热板(2)的厚度为0.5mm~2mm。

8.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热绝缘层(3)的厚度为0.2mm~0.5mm。

9.根据权利要求1中所述的动力电池壳体结构，其特征在于：所述导热绝缘层(3)为高分子聚合物层，所述导热绝缘层(3)的比热容为1000~3000 J/(kg•°C)。

10.一种动力电池，其特征在于：包括

壳体，所述壳体采用如权利要求1~9中任意一项所述的动力电池壳体结构；

裸电芯(4)，多个所述裸电芯(4)分别对应容置于相同数量的所述容置腔内，所述裸电芯(4)的高度大于或等于所述导热板(2)的高度；

顶盖片(5)，所述顶盖片(5)密封设置于所述壳体，并与所述裸电芯(4)的极耳电性连接。

Images