CN219717002U - 导热缓冲组件及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种导热缓冲组件及电池，其中导热缓冲组件用于设置在两个裸电芯之间，包括：两片散热片，两片散热片相对且相互平行设置；散热片包括沿散热片高度方向相对设置的底端和顶端；至少一个第一连接元件，呈U形；至少一个第一连接元件位于两片散热片的同一侧；第一连接元件包括相对设置的两块弹性部和连接两块弹性部的中间连接部，两块弹性部分别与两片散热片的底端固连。本实用新型可以快速进行热量传递，使电芯内部快速调整到合适的温度，同时能够缓冲电芯膨胀。

Description

导热缓冲组件及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指一种导热缓冲组件及电池。

背景技术

锂离子电池具有无污染、循环寿命长、无记忆效应等优点，已被广泛用于笔记本、智能手机、电动工具等便携式电子产品，随着电动汽车的发展，离子电池已作为车用动力电池广泛使用。根据外形，锂离子电池主要分为方形铝壳电池、软包电池、圆柱电池。现阶段，电动汽车使用最为广泛的为方形铝壳电池。

方形铝壳电池中，在电池充电和放电期间，特别是高功率放电时，电池内部产生的热量无法快速有效的去除，电池内部由于不同部位散热效果差异导致热量堆积差异，进一步导致电池内部温升差异较大，电池内部温度差异导致局部放电不完全或局部过放现象，导致电池循环性能恶化，甚至发生起火或爆炸。如果电池温度过低，则无法进行快速充电，且电池进行快速充电时发热量大，电池内部温升大，引起电池内部一致性差，电池性能急剧下降。

另外，随着对电池能量密度要求越来越高。目前，为了提高锂离子电池的能量密度，普遍采用硅基材料与石墨混用的负极，但硅基材料膨胀大，若入壳松紧度(松紧度＝电池极组厚度/电池厚度方向内部尺寸)偏大则电池超厚、电池膨胀力过大；若入壳松紧度偏小则卷芯得不到束缚导致膨胀变形、打皱、黑斑、析锂问题，以上均导致电池DCR(直流内阻)增长加速，循环性能恶化。

有鉴于此，需要设计一种电池结构，以快速进行热量传递，使电芯内部快速调整到合适的温度，同时能够缓冲电芯膨胀。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种导热缓冲组件及电池。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种导热缓冲组件，用于设置在两个裸电芯之间，包括：

两片散热片，所述两片散热片相对且相互平行设置；所述散热片包括沿所述散热片高度方向相对设置的底端和顶端；

至少一个第一连接元件，呈U形；所述至少一个第一连接元件位于所述两片散热片的同一侧；所述第一连接元件包括相对设置的两块弹性部和连接两块弹性部的中间连接部，所述两块弹性部分别与所述两片散热片的底端固连。

在一些实施例中，所述弹性部和所述中间连接部之间的夹角α大于90°。

在一些实施例中，所述散热片和所述第一连接元件均采用铝制成。

在一些实施例中，所述两片散热片和所述第一连接元件为一体成型，其中，所述第一连接元件的厚度小于或等于所述散热片的厚度。

在一些实施例中，还包括至少一个镂空部，所述镂空部和所述第一连接元件沿所述散热片长度方向间隔设置。

在一些实施例中，还包括位于两片散热片之间的至少一个弹性缓冲元件；所述弹性缓冲元件的中心线垂直于所述散热片；所述弹性缓冲元件固设在散热片。

在一些实施例中，所述弹性缓冲元件为弹性缓冲块或弹性缓冲钉。

在一些实施例中，所述散热片开设多个贯穿孔。

一种电池，包括：

壳体；

裸电芯组，其设置于所述壳体内；所述裸电芯组包括相对设置的两个裸电芯；

底托板，其设置于所述壳体内并支承所述裸电芯组；所述底托板具有限位孔和透液孔；

如上述所述的导热缓冲组件，其设置于所述壳体内；所述导热缓冲组件设置在相对设置的两个裸电芯之间，其中，所述散热片与所述裸电芯相贴；所述第一连接元件与所述限位孔一一对应设置；所述第一连接元件的两块弹性部被限位在所述底托板的限位孔内；所述第一连接元件的中间连接部通过导热胶与所述壳体固连。

在一些实施例中，所述散热片与所述壳体相接触。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型的导热缓冲组件具有良好的导热性能，电芯工作产生的热量通过散热片和第一连接元件传至壳体，进而实现快速散热的目的；导热缓冲组件还具有支撑性和压缩缓冲性，能增加电芯界面平整度和缓冲电芯膨胀，从而提高电池循环寿命。

2、本实用新型的导热缓冲组件与电芯的底托板集成一起，防止底托板与包裹电芯的Mylar片间热熔拉丝、凸起等导致的制程不良及对电芯的破坏，提升制造合格率。

3、本实用新型导热缓冲组件中散热片设计有贯穿孔，贯穿孔有利于存储电解液和减重。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型中导热缓冲组件的平面图之一。

图2是本实用新型中导热缓冲组件的平面图之二。

图3是本实用新型中导热缓冲组件的结构示意图。

图4是本实用新型中导热缓冲组件的平面图之四。

图5是本实用新型中导热缓冲组件的平面图之五。

图6是本实用新型中电池的剖面示意图。

图7是本实用新型中底托板与裸电芯的示意图之一。

图8是本实用新型中底托板与裸电芯的示意图之二。

图9是本实用新型中底托板与裸电芯的示意图之三。

说明书附图标记说明：1、散热片；11、贯穿孔；12、弹性缓冲元件安装位置；2、第一连接元件；21、弹性部；22、中间连接部；3、底托板；301、限位孔；302、透液孔；4、第三连接元件；5、弹性缓冲元件；6、极柱；7、极耳；8、壳体；9、裸电芯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

经研究发现，现有的导热装置对电池内部，尤其远离壳体的电池中心位置的导热效果不佳，电芯内部不能快速均匀导热，难以使电池内部快速且均匀的维持在合适的温度范围的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种导热缓冲组件及电池。

实施例1：

如图1所示，一种导热缓冲组件，用于设置在两个裸电芯之间，包括：

两片散热片1，两片散热片1相对且相互平行设置；散热片1包括沿散热片1高度方向相对设置的底端和顶端；其中，散热片1可以是一整片完整的铝片或者可以是多个拼接而成的铝片(参见图3和图4所示)，需要说明的是，当采用多个拼接而成的铝片时，则相邻两个铝片之间形成镂空部，可选地，参见图3，散热片1包括两片铝片，两个铝片通过第三连接元件4连接，可选地，参见图4，散热片1包括三片铝片，相邻两个铝片通过第三连接元件4连接。

在本实施例中，散热片1的形状为矩形或圆形或椭圆形或多边形中的一种，其中，在图1-图3中所示的散热片1的形状均采用矩形，但不是对散热片1的形状做出的限制，并且，构成散热片1的多个铝片的形状可以相同或不同，只要散热片1满足可以导热即可。进一步地，散热片1的厚度为0.1mm-2mm。

至少一个第一连接元件2，呈U形，且第一连接元件2为片状体；至少一个第一连接元件2位于两片散热片1的同一侧；第一连接元件2包括相对设置的两块弹性部21和连接两块弹性部21的中间连接部22，两块弹性部21分别与两片散热片1的底端固连。第一连接元件2的设计使得两片散热片1连接在一起，且使得导热缓冲组件具有一定压缩缓冲性。

在本实施例中，导热缓冲组件还包括至少一个镂空部，镂空部和第一连接元件2沿散热片1长度方向间隔设置。其中，参见图1，当第一连接元件2有多个时，多个第一连接元件2和镂空部沿着散热片1间隔设置。当然了，参见图5，第一连接元件2也可以只有一个。

在本实施例中，弹性部21和中间连接部22之间的夹角α大于90°。即，两个弹性部21和中间连接部22围构成倒置的梯形结构，以便第一连接元件2更好地与底托板3连接。

在本实施例中，散热片1和第一连接元件2均采用铝制成，导热效果好。

在本实施例中，两片散热片1和第一连接元件2为一体成型，其中，第一连接元件2的厚度小于或等于散热片1的厚度，之所以第一连接元件2的厚度设计为小于散热片1的厚度，是为了使得第一连接元件2具有更好的弹性，折弯较为容易。

其中，图1中为导热缓冲组件的展开示意图，为清楚描述连接元件设置的位置，定义导热缓冲组件中一组散热片1相对的一边为底部，垂直于底部的两边均为侧边，平行于底部的一边为顶部，图1中第一连接元件2设置在散热片1的底部。

在本实施例中，散热片1开设多个贯穿孔11，有利于散热片1存储电解液和减重。具体地，多个贯穿孔11按照矩阵阵列或环形阵列布置于散热片1上。在图1中可见，多个贯穿孔11按照M₁×N₁的矩阵阵列布置于散热片1上，M₁≥1，N₁≥1。

在本实施例中，导热缓冲组件还包括位于两片散热片1之间的至少一个弹性缓冲元件5；弹性缓冲元件5的中心线垂直于散热片1；弹性缓冲元件5固设在散热片1。对应地，散热片1设置多个弹性缓冲元件安装位置12，弹性缓冲元件安装位置12为通孔或凹槽。具体地，多个弹性缓冲元件安装位置12按照M₂×N₂的矩阵阵列布置于散热片1上，M₂≥1，N₂≥1。弹性缓冲元件安装位置12的数量和弹性缓冲元件5的数量对应。其中，优选弹性缓冲元件安装位置12的设计为凹槽，防止一组散热片1相对折叠后弹性缓冲元件5直接贯穿散热片1，进而破坏电芯。

具体地，参见图6所示，弹性缓冲元件5为弹性缓冲块或弹性缓冲钉，其中要求弹性缓冲钉的沿其长度方向的最大压缩量达50％，防止电池整体或电芯变形损坏，提高电池的使用寿命。进一步地，弹性缓冲钉的长度选取范围为0.5mm-5mm。

结合图6-图9，一种电池，包括：

壳体8；

裸电芯组，其设置于壳体8内；裸电芯组包括相对设置的两个裸电芯9；

底托板3，其设置于壳体8内并支承裸电芯组；底托板3具有限位孔301和透液孔302；

上述导热缓冲组件，其设置于壳体8内；导热缓冲组件设置在两个裸电芯9之间，其中，散热片1与裸电芯9相贴；第一连接元件2与限位孔301一一对应设置；第一连接元件2的两块弹性部21被限位在底托板3的限位孔301内；第一连接元件2的中间连接部22通过导热胶与壳体8固连，进一步将壳体8与导热缓冲组件集成到一起，集成的设计能避免底托板3与电芯包裹Mylar片热熔工序、避免热熔拉丝、凸起等导致制程不良及对电芯的破坏；另外集成的设计能方便导热缓冲组件的固定。

在本实施例中，当散热片1与裸电芯9的表面相贴合，第一连接元件2与限位孔301一一对应设置时，底托板3距离散热片1的底端之间的距离为0mm-0.5mm。

在本实施例中，壳体8具有一开口，顶盖扣合于该开口，对裸电芯组进行密封，且顶盖设有极性相反的两个极柱6。裸电芯9引出的极耳7和对应极性的极柱6相连，极柱6和极耳7将电池内部的电能输出到外部电路中。

在本实施例中，限位孔301对应第一连接元件2设置，用于对第一连接元件2的两块弹性部21进行限位。图7和图3所示，限位孔301和第一连接元件2均设置两个，图8和图4所示，限位孔301和第一连接元件2均设置三个，图9和图5所述，限位孔301和第一连接元件2均设置一个。

本实施例中，散热片1与壳体8相接触，电芯工作产生的热量还可以通过散热片1直接传递到壳体8上，进一步地增强散热效果。

本实用新型所提供的电池可应用于用电设备，其中，用电设备包括但不限于手机、平板、笔记本电脑、电钻、电锯、电动汽车、电动摩托车、电动自行车等。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种导热缓冲组件，用于设置在两个裸电芯之间，其特征在于：包括：

两片散热片(1)，所述两片散热片(1)相对且相互平行设置；所述散热片(1)包括沿所述散热片(1)高度方向相对设置的底端和顶端；

至少一个第一连接元件(2)，呈U形；所述至少一个第一连接元件(2)位于所述两片散热片(1)的同一侧；所述第一连接元件(2)包括相对设置的两块弹性部(21)和连接两块弹性部(21)的中间连接部(22)，所述两块弹性部(21)分别与所述两片散热片(1)的底端固连。

2.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：所述弹性部(21)和所述中间连接部(22)之间的夹角α大于90°。

3.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：所述散热片(1)和所述第一连接元件(2)均采用铝制成。

4.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：所述两片散热片(1)和所述第一连接元件(2)为一体成型，其中，所述第一连接元件(2)的厚度小于或等于所述散热片(1)的厚度。

5.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：还包括至少一个镂空部，所述镂空部和所述第一连接元件(2)沿所述散热片(1)长度方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：还包括位于两片散热片(1)之间的至少一个弹性缓冲元件(5)；所述弹性缓冲元件(5)的中心线垂直于所述散热片(1)；所述弹性缓冲元件(5)固设在散热片(1)。

7.根据权利要求6所述的导热缓冲组件，其特征在于：所述弹性缓冲元件(5)为弹性缓冲块或弹性缓冲钉。

8.根据权利要求1所述的导热缓冲组件，其特征在于：所述散热片(1)开设多个贯穿孔(11)。

9.一种电池，其特征在于：包括：

壳体(8)；

裸电芯组，其设置于所述壳体(8)内；所述裸电芯组包括相对设置的两个裸电芯(9)；

底托板(3)，其设置于所述壳体(8)内并支承所述裸电芯组；所述底托板(3)具有限位孔(301)和透液孔(302)；

如权利要求1-8任一项所述的导热缓冲组件，其设置于所述壳体(8)内；所述导热缓冲组件设置在两个裸电芯(9)之间，其中，所述散热片(1)与所述裸电芯(9)相贴；所述第一连接元件(2)与所述限位孔(301)一一对应设置；所述第一连接元件(2)的两块弹性部(21)被限位在所述底托板(3)的限位孔(301)内；所述第一连接元件(2)的中间连接部(22)通过导热胶与所述壳体(8)固连。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于：所述散热片(1)与所述壳体(8)相接触。