CN216015504U - 一种主动散热的大容量电池外壳和大容量电池 - Google Patents

一种主动散热的大容量电池外壳和大容量电池 Download PDF

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郑高锋
张三学
翟腾飞
刘毅
雷政军
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Shaanxi Olympus Power Energy Co Ltd
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Abstract

本申请实施例公开了一种主动散热的大容量电池外壳和大容量电池，包括壳体，所述壳体上设有散热孔，所述散热孔内嵌套有半导体制冷片；其中，所述散热孔与半导体制冷片通过绝缘密封件密封连接。本申请实施例将半导体制冷片直接镶嵌于锂电池外壳之上，可以直接对电池内部的易发热部位进行传导散热，相比于目前采用将制冷片放置到锂电池壳体之外的散热方式，散热更直接，制冷效率更高。

Description

一种主动散热的大容量电池外壳和大容量电池
技术领域
本申请实施例属于电池技术领域，具体涉及一种主动散热的大容量电池外壳和大容量电池。
背景技术
半导体制冷又称温差电制冷，是由半导体所组成的一种制冷装置，对他的应用研究起源于20世纪50年代，它结构简单、可通电制冷又可以加热，受到很多行业的青睐，但是由于当时局限于材料元件性能的不足而没有普遍使用。近年来，科学技术迅猛发展，半导体制冷器件的各个技术难题逐步攻破，使半导体制冷的优势重新显现出来，由于其具有结构简单，体积小，无噪音、无污染及无需维护等特点，广泛应用于军事、航空航天、农业、工业等诸多领域。
锂电池是一种具有比能量高，高电压、使用寿命长、对环境无危害、无记忆性的新型电池，传统结构的锂电池在工作过程中会产生大量的热量，而锂电池材料的导热性能差，所以此种结构的锂电池内部的热量会迅速累积，使得锂电池温度过高，进一步可能造成锂电池性能下降或者热失控，严重的会引起燃烧或爆炸等危险后果，这使其应用范围收到限制。因此锂电池的散热是锂电池研究的一个重要方面，对于小容量电池一般不需要专门进行散热设计，内部聚集的热量一般会通过其壳体散失。锂电池的电池组则一般采用风冷及液冷的方式进行散热，这种散热方式都是通过电池外壳散热来实现，使得散热效率打了折扣。如专利CN106785212A，CN202905917均公开了一种将半导体制冷片贴到电池壳外部，并将电池组成电池组进行应用的电池组及其散热系统。
由此可见，半导体制冷片在锂电池上作为制冷散热部件，应用方式较为单一，而将这一新型的制冷方式，真正应用到锂电池的散热结构上，还有更多的使用方式亟待开发。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例的采用技术方案如下：
本申请实施例实施例第一方面提供一种主动散热的大容量电池外壳，包括壳体，所述壳体上设有散热孔，所述散热孔内嵌套有半导体制冷片；其中，所述散热孔与半导体制冷片通过绝缘密封件密封连接。
在本申请实施例提供的实施例中，所述壳体和半导体制冷片连接处还设置有金属加强片，所述金属加强片为两个，分别固接在壳体散热孔的内外两侧。所述散热孔内边缘设有支撑台。所述壳体和半导体制冷片连接处还设置有金属加强片，所述金属加强片固接在壳体散热孔的外侧。所述绝缘密封件为高分子绝缘密封材料制成。所述高分子绝缘密封材料为柔性聚氨酯、柔性环氧树脂、柔性丙烯酸树脂其中的一种或几种。所述半导体制冷片的两面具有陶瓷材料层。所述半导体制冷片的一侧与电池电解液直接接触。所述散热孔设置在外壳的顶盖上。
本申请实施例实施例第二方面提供一种大容量电池，包括上述的一种主动散热的大容量电池壳体、以及设置在壳体上的半导体制冷片。所述壳体上的半导体制冷片位于极耳处。所述半导体制冷片的外侧设有翅片散热单元。
本申请实施例有益的效果在于：
1、本申请实施例将半导体制冷片直接镶嵌于锂电池外壳之上，可以直接对电池内部的易发热部位进行传导散热，相比于目前采用将制冷片放置到锂电池壳体之外的散热方式，散热更直接，制冷效率更高。
2、本申请实施例将作为制冷设备的半导体制冷片与电池外壳作为一体，节省了散热设备的空间，而半导体制冷片作为锂电池的散热冷却设备本身就有体积小，不占空间的特点。
本申请实施例的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请实施例的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请半导体制冷片的结构图。
图2为本申请实施例整体结构图。
图3为本申请实施例4整体结构爆炸图。
图4为本申请实施例5整体结构爆炸图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
下面结构附图和具体的实施例对本申请实施例的技术方案进行详细说明。
如图1至4所示，本申请实施例提供一种主动散热的大容量电池外壳，包括壳体5，所述壳体5上设有散热孔7，所述散热孔7内嵌套有半导体制冷片1；其中，所述散热孔7与半导体制冷片1通过绝缘密封件8密封连接。
进一步地，如图3所示，所述壳体5和半导体制冷片1连接处还设置有金属加强片，所述金属加强片6为两个，分别固接在壳体散热孔的内外两侧。
进一步可选地，在本申请实施例提供的实施例中，所述散热孔7内边缘还设有支撑台。
进一步地，所述壳体5和半导体制冷片1连接处还设置有金属加强片6，所述金属加强片6固接在壳体散热孔的外侧。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述绝缘密封件8为高分子绝缘密封材料制成。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述高分子绝缘密封材料为柔性聚氨酯、柔性环氧树脂、柔性丙烯酸树脂其中的一种或几种。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述半导体制冷片1的两面具有陶瓷材料层2。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述半导体制冷片1的一侧与电池电解液直接接触。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述散热孔7设置在外壳的顶盖上。
本申请实施例还提供一种大容量电池，包括上述一种主动散热的大容量电池壳体5、以及设置在壳体5上的半导体制冷片1。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述壳体5上的半导体制冷片1位于极耳处。
进一步地，在本申请实施例提供的实施例中，所述半导体制冷片1的外侧设有翅片散热单元。
实施例1
一种主动散热的大容量电池，其壳体上设有散热孔7，所述散热孔7内嵌套有半导体制冷片1，半导体制冷片1与壳体5密封为一体，使半导体制冷片1的下面直接接触锂电池内部的电解液，电池在工作中放出的热量可以通过电解液由半导体制冷片散出电池壳体，达到对锂电池散热的目的。
实施例2
在实施例1的基础上增加绝缘密封件8，区别在于所述半导体制冷片1嵌入绝缘密封件8内，所述绝缘密封件8嵌入散热孔7内，半导体制冷片1、绝缘密封件8、壳体5密封为一体。
实施例3
在实施例2的基础上增加金属加强片6，区别在于上部金属加强片61和下部金属加强片62压在绝缘密封件8上，将金属加强片和壳体进行激光焊接，使半导体制冷片1、绝缘密封件8、壳体5密封为一体。
实施例4
一种主动散热的大容量电池，壳体包括半导体制冷片1，绝缘密封件8，上部金属加强片61，下部金属加强片62；在此方形锂电池的壳体的散热孔7中，将绝缘密封件8和半导体制冷片1放置于壳体的散热孔中，并将上/下部金属加强片压在绝缘密封件上，对上/下部金属加强片进行激光焊接，使半导体制冷片1与锂电池壳体密封为一体.,
同时保证半导体制冷片1设置于电芯的极耳处，与电芯极耳连接，半导体制冷片1上的左引线4和右引线3分别与正/负极耳连接，且半导体制冷片1的一侧直接接触锂电池外壳内的电解液。
实施例5
一种主动散热的大容量电池，壳体包括半导体制冷片1，绝缘密封件8，上部金属加强片6；将电池的方形散热孔做成具有支撑台阶，将绝缘密封件8和半导体制冷片1卡入散热孔7的台阶，只需在电池壳体5的外部设置一道金属加强片6，并将此金属加强片压在绝缘密封件8上，再将外部的金属加强片6与电池的壳体5进行激光焊接，使半导体制冷片1与锂电池壳体5密封为一体，此方案可以将半导体制冷片放置于锂电池可能受热的部位如电池的极耳附近以及极耳与极柱连接的上壳体附近，也可以设置于电池的侧盖对电池中的电解液直接降温，且一个电池并不局限于只设置一个半导体制冷片，可以多个同时设置。
尽管本申请实施例的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本申请实施例的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请实施例并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (11)

1.一种主动散热的大容量电池外壳，包括壳体，其特征在于，所述壳体上设有散热孔，所述散热孔内嵌套有半导体制冷片；
其中，所述散热孔与半导体制冷片通过绝缘密封件密封连接。
2.如权利要求1所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述壳体和半导体制冷片连接处还设置有金属加强片，所述金属加强片为两个，分别固接在壳体散热孔的内外两侧。
3.如权利要求1所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述散热孔内边缘设有支撑台。
4.如权利要求3所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述壳体和半导体制冷片连接处还设置有金属加强片，所述金属加强片固接在壳体散热孔的外侧。
5.如权利要求1所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述绝缘密封件为高分子绝缘密封材料制成。
6.如权利要求1所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述半导体制冷片的两面具有陶瓷材料层。
7.如权利要求6所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述半导体制冷片的一侧与电池电解液直接接触。
8.如权利要求1至7任一项所述的一种主动散热的大容量电池外壳，其特征在于，所述散热孔设置在外壳的顶盖上。
9.一种大容量电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的一种主动散热的大容量电池外壳、以及设置在壳体上的半导体制冷片。
10.如权利要求9所述的一种大容量电池，其特征在于，所述壳体上的半导体制冷片位于极耳处。
11.如权利要求9所述的一种大容量电池，其特征在于，所述半导体制冷片的外侧设有翅片散热单元。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022237804A1 (zh) * 2021-05-14 2022-11-17 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 一种大容量电池
WO2023050923A1 (zh) * 2021-09-30 2023-04-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电装置

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