CN214203809U - 一种具有热交换部的单体电芯封装结构 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种具有热交换部的单体电芯封装结构，它能够使得电芯内部能够快速与外壳进行热交换，且结构简单，容易生产。它包括封装电芯的外壳，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，至少一种集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部；与外壳相连的端盖具有与所述集流体延长部接触的凹槽，电芯内部与外壳之间通过集流体延长部、端盖进行热交换。

Description

一种具有热交换部的单体电芯封装结构

技术领域

本专利涉及电芯，是一种储电装置。

背景技术

由片状集流体、复合材料等构成的储电装置如片状电芯的使用过程中，散热是影响电芯寿命和可靠性的至关重要的因素，由于非金属材料的导热性能差，因此，普遍采用的从垂直于集流体的方向散热，由于热阻较大，致使电芯的热交换时间长，效果差。因此需要一种能快速进行热交换且易于生产的电芯及组装结构。

发明内容

本专利的目的是提供一种具有热交换部的单体电芯封装结构，它能够使得电芯内部能够快速与外壳进行热交换，且结构简单，容易生产。

一种具有热交换部的单体电芯封装结构，包括封装电芯的外壳，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，至少一种集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部；与外壳相连的端盖具有与所述集流体延长部接触的凹槽，电芯内部与外壳之间通过集流体延长部、端盖进行热交换。

一般的电芯中的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体，此时的集流体延长部可以是正极集流体延长部或者负极集流体延长部，正极集流体延长部或者负极集流体延长部与端盖上的凹槽相接触，或者，正极集流体延长部和负极集流体延长部同时与两个端盖上的凹槽相接触。正极集流体延长部是正极集流体向侧部延伸超出电芯主体（如相对的正负极集流体）形成的，负极集流体延长部是负极集流体向侧部延伸超出电芯主体（如相对的正负极集流体）形成的。

但也有的电芯是只具有一种集流体的电芯，例如固态电池电芯，只有正极集流体，电解液是负极，这种情况下，集流体延长部是其正极集流体延伸超出电芯主体形成的正极集流体延长部，正极集流体延长部与一个端盖上的凹槽相接触。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，在靠近凹槽的端盖上设置有散热叶片或供流体流动的通道。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，还包括导热片，导热片位于集流体延长部与凹槽内壁之间。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部贴合在一起，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部贴合在一起，正极集流体延长部和负极集流体延长部分别与两个端盖上的凹槽接触。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部中，至少有一个正极集流体延长部弯折后与其它的正极集流体延长部贴合在一起，或者，各正极集流体延长部弯折后贴合在一起。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部中，至少有一个负极集流体延长部弯折后与其它的负极集流体延长部贴合在一起，或者，各负极集流体延长部弯折后贴合在一起。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连，正引出极耳或负引出极耳伸出端盖。

上述的具有热交换部的单体电芯封装结构，电芯还包括电芯外包体，电芯外包体包覆在集流体、集流体延长部的外部；集流体延长部通过包覆在集流体延长部外的电芯外包体与端盖的凹槽内壁接触。

本专利的有益效果：本专利中，导热性能良好的集流体延长部和具有凹槽的端盖用于电芯与外壳的热交换，热交换更加快速。端盖可以与外壳是一体也可以是分体。如果有两个端盖，可以是一个端盖与外壳是一体，另一个端盖与外壳是分体的。端盖与外壳的连接形式以及连接结构，不影响本专利权利要求的保护范围。

在靠近凹槽的端盖上设置有散热叶片或供流体流动的通道，通过散热叶片，端盖可以快速向外界散热，通道内可以设置进行热交换的流体，端盖可以通过通道内流体与向外界热交换，加速电芯的冷却。

多个正极集流体延长部或负极集流体延长部可以直接贴合在一起，或者部分或全部弯折后贴合在一起。

设置导热片可以使得集流体延长部的热量快速向端盖传导。

设置正引出极耳或负引出极耳，方便电芯与外部进行电连接。

电芯外包体把正极集流体、负极集流体、正极集流体和负极集流体之间的复合材料、集流体延长部等包覆在一起。当然，如有正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳或负引出极耳要伸出电芯外包体、端盖。

附图说明

图1是实施例1的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是实施例2的主视图。

图4是实施例3的主视图。

正极集流体1，负极集流体2，复合材料5，电芯外包体6，正引出极耳7，负引出极耳8，正极集流体延长部11，负极集流体延长部22，左端盖91，右端盖92，外壳9，电芯100。

具体实施方式

实施例1

参见图1、2所示的一种具有热交换部的单体电芯封装结构，包括电芯100、一体相连的左端盖91、右端盖92、外壳9，所述电芯具有多个在厚度上相对间隔排列的正极集流体1和负极集流体2，位于相对的正极集流体和负极集流体之间的复合材料5，电芯外包体6、正引出极耳7，负引出极耳8。

各个正极集流体向左侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个正极集流体延长部11贴合在一起，各个负极集流体向右侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个负极集流体延长部22贴合在一起。正引出极耳7与贴合的正极集流体延长部11外侧相接触，负引出极耳8与贴合的负极集流体延长部22外侧相接触。

电芯外包体6包覆正极集流体1、正极集流体延长部11、负极集流体2、负极集流体延长部22、复合材料5。一体相连的左端盖91、右端盖92、外壳9包覆在电芯外包体6外部。正引出极耳7、负引出极耳8伸出电芯外包体6和左端盖及右端盖。

正极集流体延长部11及包覆在正极集流体延长部11外部的电芯外包体部分伸入到左端盖91上的凹槽内，负极集流体延长部22及包覆在负极集流体延长部22外部的电芯外包体部分伸入到右端盖92上的凹槽内。

实施例2：

参见图3所示的具有热交换部的单体电芯封装结构，其与实施例1的主要区别在于：在两个端盖上均设置有供流体流动的通道93。

实施例3：

参见图4所示的具有热交换部的单体电芯封装结构，其与实施例2的主要区别在于：电芯100的各正极集流体延长部11弯折后与左端盖91上凹槽的内壁贴合在一起，电芯100的各负极集流体延长部22弯折后与右端盖92上凹槽的内壁贴合在一起。实施例3没有正引出极耳或负引出极耳。

本具有集流体延长部的单体电芯封装结构，是与外壳相连的端盖上具有与所述的集流体延长部紧密贴合的凹槽，端盖包裹集流体延长部，通过集流体延长部外壳与电芯内部做快速的热交换，所述的凹槽附近可设置散热叶片或供流体流动的通道。

端盖可以与外壳是一体也可以是分体。如果有两个端盖，可以是一个端盖与外壳是一体，另一个端盖与外壳是分体的，端盖与外壳的连接形式以及连接结构，不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的集流体延长部与端盖上凹槽的接触，既可以是直接贴合，也可以通过导热片等热阻小的构件或媒介间接连接。

所述的集流体延长部与端盖上凹槽的接触，集流体延长部也可以是经过折叠后与凹槽贴合，既可以是所有的集流体延长部折叠或者一部分集流体延延长部折叠后与凹槽贴合。

所述的电芯，是指至少由正极集流体或负极集流体，或正极集流体构成的储电装置，集流体延长部是指由所述的集流体延长超出电芯主体的部分。

所述的引出极耳（正引出极耳和负引出极耳）与外壳或端盖的连接结构和方式不影响本专利权利要求的保护范围。

所述电芯外包体的有无以及形式不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的电芯与外壳之间是否设置散热结构体以及其他构件，不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的集流体，是指构成电芯的用于涂布电芯复合材料的基材，例如铜、铝、石墨烯等，其具体材质和成分等不影响本专利权利要求的保护范围。

所述复合材料，是指构成电芯的隔膜和复合材料涂层等，例如：各种锂电池用复合材料、镍镉电池用复合材料、塑料隔膜等，复合材料的材质和结构形式等，不影响本专利权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有热交换部的单体电芯封装结构，包括封装电芯的外壳，所述电芯至少具有一种集流体以及复合材料，其特征是：至少一种集流体具有向侧部延伸超出电芯主体的集流体延长部；与外壳相连的端盖具有与所述集流体延长部接触的凹槽，电芯内部与外壳之间通过集流体延长部、端盖进行热交换。

2.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：在靠近凹槽的端盖上设置有散热叶片或供流体流动的通道。

3.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：还包括导热片，导热片位于集流体延长部与凹槽内壁之间。

4.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部贴合在一起，多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部贴合在一起，正极集流体延长部和负极集流体延长部分别与两个端盖上的凹槽接触。

5.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：多个正极集流体向同一侧延伸形成的多个正极集流体延长部中，至少有一个正极集流体延长部弯折后与其它的正极集流体延长部贴合在一起，或者，各正极集流体延长部弯折后贴合在一起。

6.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：多个负极集流体向同一侧延伸形成的多个负极集流体延长部中，至少有一个负极集流体延长部弯折后与其它的负极集流体延长部贴合在一起，或者，各负极集流体延长部弯折后贴合在一起。

7.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：还包括正引出极耳或负引出极耳，正引出极耳与正极集流体或者正极集流体延长部相连，负引出极耳与负极集流体或者负极集流体延长部相连，正引出极耳或负引出极耳伸出端盖。

8.如权利要求1所述的具有热交换部的单体电芯封装结构，其特征是：电芯还包括电芯外包体，电芯外包体包覆在集流体、集流体延长部的外部；集流体延长部通过包覆在集流体延长部外的电芯外包体与端盖的凹槽内壁接触。

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