CN219937148U - 一种锂电池结构 - Google Patents
一种锂电池结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219937148U CN219937148U CN202320688118.2U CN202320688118U CN219937148U CN 219937148 U CN219937148 U CN 219937148U CN 202320688118 U CN202320688118 U CN 202320688118U CN 219937148 U CN219937148 U CN 219937148U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- change material
- heat absorption
- material layer
- polymer layer
- phase change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 17
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 13
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种锂电池结构，包括：电池本体；吸热壳套，套在所述电池本体的表面；所述吸热壳套内填充有聚合物层和吸热相变材料层，所述聚合物层包裹所述电池本体，所述吸热相变材料层包裹所述聚合物层。本实用新型通过优化电池结构，能够吸收电芯热量，有助于降低电芯表面温升，还能一定程度上限制软包锂电芯的弹性形变，有助于提升电芯的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种锂电池结构。
背景技术
当前，随着对电芯能量密度和充电速率要求的进一步提高，软包锂电池在能量密度和安全性上，相较于钢壳电池具有明显的优势。
但是包装材质较软，容易发生弹性形变，特别是转移过程中由于外力因素导致形变，对电芯外观和性能造成一定影响；充电速率的提高，特别是大倍率锂电池，虽然充电时间大大缩短，但是电芯表面温升明显，当达到局部热失控节点温度，容易导致电芯失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种锂电池结构，通过优化电池结构，能够吸收电芯热量，有助于降低电芯表面温升，还能一定程度上限制软包锂电芯的弹性形变，有助于提升电芯的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种锂电池结构，包括：电池本体；吸热壳套，套在所述电池本体的表面；所述吸热壳套内填充有聚合物层和吸热相变材料层，所述聚合物层包裹所述电池本体，所述吸热相变材料层包裹所述聚合物层。
优选的，所述吸热相变材料层和所述聚合物层的总厚度小于200μm。
优选的，所述吸热相变材料层的厚度为50～100μm。
优选的，所述吸热相变材料层和所述聚合物层之间的厚度比为2-3:1。
优选的，所述聚合物层为聚乙烯。
优选的，所述吸热相变材料层为聚酰胺硬段和脂肪族聚醚软段的共嵌物。
优选的，所述聚合物层和所述吸热相变材料层依次层叠在所述电池本体的表面。
优选的，所述聚合物层和所述吸热相变材料层在其厚度方向上重叠。
优选的，所述聚合物层和所述吸热相变材料层的面积相等。
优选的，所述电芯本体具有至少两个极耳，两个所述极耳位于所述电芯本体的同一端。
优选的，所述聚合物层的热导系数为0.42～0.5W/(m·K)，所述吸热相变材料层的相变温度为80～100℃。
本实用新型一种锂电池结构，通过在电池本体表面套上吸热壳套，并在吸热壳套内填充聚合物层和吸热相变材料层，聚合物层和吸热相变材料层接触紧密，能够降低热阻，来增强吸热相变材料的吸热，吸热相变材料层在预设的温度下，如80～100℃左右发生相变，能够吸收电芯热量，降低电芯表面温升，此外，吸热壳套能够限制软包锂电芯的弹性形变，提升电芯整体的安全性。本实用新型通过优化电池结构，能够吸收电芯热量，有助于降低电芯表面温升，还能一定程度上限制软包锂电芯的弹性形变，有助于提升电芯的安全性。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本实用新型的剖面结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1-电池本体；
2-聚合物层；
3-吸热相变材料层；
51-铝极耳；52-镍极耳。
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技术问题，基本达到技术效果。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在实用新型中，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。
实施方式一
由于包装材质较软，容易发生弹性形变，特别是转移过程中由于外力因素导致形变，对电芯外观和性能造成一定影响；充电速率的提高，特别是大倍率锂电池，虽然充电时间大大缩短，但是电芯表面温升明显，当达到局部热失控节点温度，容易导致电芯失效。
本实用新型提出锂电池结构，包括：电池本体1；吸热壳套，套在电池本体1的表面；吸热壳套内填充有聚合物层2和吸热相变材料层3，聚合物层2包裹电池本体1，吸热相变材料层3包裹聚合物层2，本实用新型通过在电池本体1表面套上吸热壳套，并在吸热壳套内填充聚合物层2和吸热相变材料层3，聚合物层2和吸热相变材料层3接触紧密，能够降低热阻，来增强吸热相变材料3的吸热，吸热相变材料层3在预设的温度下，如80～100℃左右发生相变，能够吸收电芯热量，降低电芯表面温升，此外，吸热壳套能够限制软包锂电芯的弹性形变，提升电芯整体的安全性。
其中，聚合物层2的热导系数远高于空气导热系数(0.01～0.04W/(m·K))，成本远低于导热胶及导热硅脂，且聚合物层2加热变软后，可贴牢吸热相变材料3与电池本体1，避免在接触面产生气泡，在吸热相变材料3与电池本体1间包裹聚合物层2可有效降低热阻，进而保证吸热相变材料3可通过相变吸热达到冷却作用，增强电池散热，降低整体温升，还能够降低吸热相变材料3与电池本体1之间的热阻，从而提高传热和散热效果，降低整体温升，进而提高电芯安全性。
于本实施方式中，聚合物层2优选为高密度聚乙烯，高密度聚乙烯的热稳定性好、热传导效应优，且有一定的孔隙率能够保证散热通道充足，同时对锂电池在物理结构兼容性较好；高密度聚乙烯的外层填充类似于凝胶状的吸热相变材料3，吸热相变材料3相变温度控制在80～100℃左右，由于环境温度特别是安全测试条件下，温度较高，一般100～130℃左右，若吸热相变材料3相变温度过低，将导致提前发生相变吸热，由于热量损失，后期电芯表面温度仍会上升；若吸热相变材料3的吸热相变温度过高，当电芯局部温度已达到热失控节点温度，吸热相变材料3还未触发相变吸热，导致电芯提前失效，因此，将吸热相变材料3相变温度控制在80～100℃左右，能够保证相变材料相变吸收大量的热，发挥吸热作用，降低电芯表面温升，避免局部热失控导致电芯失效。需要说明的是高密度聚乙烯(HDPE)，为白色粉末或颗粒状产品，无毒，无味，结晶度为80％～90％；具有耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好，化学稳定性好，在室温条件下，不溶于有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。
在根据本实用新型的锂电池结构中，吸热相变材料层3和聚合物层2的总厚度小于200μm，避免整体厚度增加过大，给电芯预留一定的厚度余量，还满足局部达到预设的热导系数，保证较好的热传导性能，从而发挥快速散热作用。
在根据本实用新型的锂电池结构中，吸热相变材料层3的厚度为50～100μm，例如，吸热相变材料层3的厚度为50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm等，不仅能够保证其发挥热传导效应，还能避免电芯厚度局部增加过大，确保电池整体厚度满足要求。
在根据本实用新型的锂电池结构中，吸热相变材料层3和聚合物层2之间的厚度比为2-3:1，确保吸热相变材料层3的厚度满足要求，即发挥局部散热的作用。
在根据本实用新型的锂电池结构中，聚合物层2和吸热相变材料层3依次层叠在电池本体1的表面，具体的，聚合物层2和吸热相变材料层3在其厚度方向上全部重叠或部分重叠，在一些实施方式中，聚合物层2和吸热相变材料层3的面积相等，使得聚合物层2和吸热相变材料层3之间接触面积增大，有助于增强吸热相变材料层3的吸热。
本实用新型的工作原理是：
在电池本体1表面套上吸热壳套，并在吸热壳套内填充聚合物层2和吸热相变材料层3，聚合物层2和吸热相变材料层3接触紧密，能够降低热阻，来增强吸热相变材料3的吸热，吸热相变材料层3在预设的温度下，如80～100℃左右发生相变，能够吸收电芯热量，降低电芯表面温升，此外，吸热壳套能够限制软包锂电芯的弹性形变，提升电芯整体的安全性。
高密度聚乙烯与电芯及吸热相变材料层复合，包括：
将高密度聚乙烯进行加热，在35-100℃温度下，将加热后变软的高密度聚乙烯包裹至电芯上，降温后在35-50℃温度下，将其拉紧、铺平，最后将吸热相变材料层3迅速包裹至高密度聚乙烯上，在整个过程中，需控制高密度聚乙烯与吸热相变材料层3的厚度比，保持高密度聚乙烯的热导系数为0.42～0.5W/(m·K)。
使用吸热壳套将电池本体1、高密度聚乙烯、吸热相变材料层3从下往上，依次包裹在里面。
实施方式二
与实施方式一不同的是：本实施方式的聚合物层2为聚乙烯，吸热相变材料层3优选为聚酰胺硬段和脂肪族聚醚软段的共嵌物，满足控制相变温度在80～100℃，同时，这种材料具备较好的传热性能且厚度可控，避免电芯局部重量或整体厚度增加过大，影响电芯的外观尺寸，但本实用新型不以此为限，可根据实际生产需求，替换其它材料，这里不作限定。聚合物层2的热导系数为0.42～0.5W/(m·K)，吸热相变材料层3的相变温度为80～100℃。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式三
与实施方式一不同的是：本实施方式的电池本体1具有至少两个极耳，两个极耳位于电池本体1的同一端，具体的，其中一个极耳为铝极耳51，另一个极耳为镍极耳52，铝极耳51和镍极耳52位于电池本体1的同一端，但本实用新型不以此为限，极耳还可以采用其它材质，两个也可极耳电池本体1的两端，极耳的数量包括但不限于两个，还可以是多个。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
需要说明的是：电池本体1可以包括至少两个相互叠设且极性相反的极片，极性相反的极片分别为电池的正极极片和负极极片。为了避免正负极极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜实现电性隔离。极片包括集流体及涂覆在集流体表面的活性物质涂层。
在一些示例中，电池本体1可以为卷绕式的电芯。其中，正极极片、隔膜和负极极片堆叠卷绕形成卷绕结构。
在另一些示例中，电池本体1可以为叠片式的电芯。其中，正极极片和负极极片均设置有多个，并沿同一方向依次交错层叠设置，且每相邻的正极极片和负极极片之间设置有隔膜，以使正极极片和负极极片之间电性绝缘。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种锂电池结构，其特征在于，包括：
电池本体(1)；
吸热壳套，套在所述电池本体(1)的表面；
所述吸热壳套内填充有聚合物层(2)和吸热相变材料层(3)，所述聚合物层(2)包裹所述电池本体(1)，所述吸热相变材料层(3)包裹所述聚合物层(2)。
2.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述吸热相变材料层(3)和所述聚合物层(2)的总厚度小于200μm。
3.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述吸热相变材料层(3)的厚度为50～100μm。
4.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述吸热相变材料层(3)和所述聚合物层(2)之间的厚度比为2-3:1。
5.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述聚合物层(2)为聚乙烯。
6.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述吸热相变材料层(3)为聚酰胺硬段和脂肪族聚醚软段的共嵌物。
7.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述聚合物层(2)和所述吸热相变材料层(3)依次层叠在所述电池本体(1)的表面。
8.如权利要求7所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述聚合物层(2)和所述吸热相变材料层(3)在其厚度方向上重叠。
9.如权利要求7所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述聚合物层(2)和所述吸热相变材料层(3)的面积相等。
10.如权利要求1所述的一种锂电池结构，其特征在于：所述电池本体(1)具有至少两个极耳，两个所述极耳位于所述电池本体(1)的同一端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320688118.2U CN219937148U (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种锂电池结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320688118.2U CN219937148U (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种锂电池结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219937148U true CN219937148U (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=88493294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320688118.2U Active CN219937148U (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种锂电池结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219937148U (zh) |
-
2023
- 2023-03-31 CN CN202320688118.2U patent/CN219937148U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4854112B2 (ja) | リチウムイオン電池及びその制御方法 | |
| KR101489129B1 (ko) | 쌍극형 전극 및 그것을 사용한 쌍극형 2차 전지와 쌍극형 전극의 제조 방법 | |
| JP6611455B2 (ja) | 組電池 | |
| CN102655247B (zh) | 锂电池恒温运行的方法与装置 | |
| JP5386917B2 (ja) | 二次電池 | |
| JPWO2004059672A1 (ja) | 蓄電装置および蓄電装置の製造方法 | |
| CN101593849A (zh) | 一种锂电池及其制造方法 | |
| CN113811638B (zh) | 用于单电池的具有隔热层的壳体 | |
| CA2249935C (en) | Lithium secondary battery | |
| CN111354900B (zh) | 电池包、电池模组、车辆以及储能装置 | |
| CN112993378A (zh) | 一种应用于锂二次电池的电极组件 | |
| CN216648357U (zh) | 一种用于改善热滥用失效的电芯极片结构及电池 | |
| CN113644340B (zh) | 一种具有多层膜散热结构的锂电池及其电池包的均热方法 | |
| CN214625134U (zh) | 一种应用于锂二次电池的电极组件 | |
| CN219937148U (zh) | 一种锂电池结构 | |
| CN116031539B (zh) | 电池以及用电装置 | |
| CN216648358U (zh) | 一种极片以及电芯结构 | |
| CN115395164A (zh) | 一种单体电池、电池组及电池包 | |
| CN109244598B (zh) | 一种具有快速加热功能的复合正极极片、及采用其的电芯和电池 | |
| CN206003905U (zh) | 一种锂离子软包电池单体塑胶结构 | |
| CN218568994U (zh) | 单体电池及用电设备 | |
| CN221327878U (zh) | 电池热管理系统 | |
| CN219371116U (zh) | 一种电池模组及电池包 | |
| CN202695596U (zh) | 一种锂离子电池组的包装结构 | |
| US20240014435A1 (en) | Compound electrode sheet, electrode assembly, secondary battery and electrical device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |