JP3166283U

JP3166283U - 放熱作用を有する充電池

Info

Publication number: JP3166283U
Application number: JP2010008184U
Authority: JP
Inventors: 佑正許
Original assignee: 佑正許
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: US20120156540A1

Abstract

【課題】放熱作用を有する充電池を提供する。
【解決手段】本考案の放熱作用を有する充電池１は、電池本体１１を含む。電池本体１１の外表面には、外部に延伸する複数の放熱片１３１が設けられた放熱体１３が配置される。また、各放熱片１３１間には、放熱通路１３２がそれぞれ形成される。また、放熱体１３上には、各放熱通路１３２と垂直に交差する少なくとも１つの環状通路１３３が設けられる。放熱体１３が充電池１から発生する熱を吸収した後、大きな放熱面積を有する各放熱片１３１によって放熱が行われる。さらに、各放熱通路１３２及び環状通路１３３によって空気流動空間が増大される。これにより、熱が迅速に放熱される。
【選択図】図２

Description

本考案は、放熱技術に関し、特に、充電池に応用される放熱構造に関する。

電子製品が広く運用されるに伴い、電池は、電子製品の利便性及び携帯性を満足するために、重要な役割を果たしている。また、電子製品が使用される時間が長くなるほど、電池には、長い使用寿命が要求される。長い使用寿命を実現すると共に、環境問題を発生させないためには、高効率の充電池を使用するのが最も好適な方法である。

高効率の充電池は、充電又は放電する過程において、内部の電池材料（例えば、リチウムイオン）がイオン交換を行うとき、大量の熱が発生し、内部の動作温度が上昇する。これにより、熱抵抗が増大し、充電性能又は放電性能が低下してしまう。従って、電池の動作温度を安定させるために、電池の放熱対策は、重要な項目となっている。

図１を参照する。図１は、従来の充電池の構造を示す斜視図である。図１に示すように、従来の充電池１０は、電池本体１０１を有する。電池本体１０１の外周面は、光沢面である。電池１０内部から発生する熱は、電池本体１０１上に直接伝達され、電池本体１０１と外部空気との熱交換によって放熱が行われる。充電池１０は、密閉された環境において使用され、充電池１０が使用される密閉された環境には、空気流動があり、空気が電池本体１０１の外表面と接触して熱交換が行われるが、電池本体１０１と空気とが接触する面積は限定される。従って、従来の充電池１０は、熱交換効率が低く、発生する熱が電池本体１０１内部に蓄積される。これにより、動作温度及び熱抵抗が上昇し続け、充電池１０の充電性能又は放電性能に重大な影響を及ぼす。そのため、充電池の放熱性能を高めることが求められていた。

特開２００６−３２１３６号公報

本考案の主な目的は、電池本体の外部に、複数の放熱片が設けられた放熱体を配置することにより、放熱面積が増大される上、隣り合う放熱片間に放熱通路が形成されることにより、空気流動空間が増大され、熱を吸収した空気を迅速に流出させることができ、これにより、電池本体内外の放熱効果を高め、電池内部を正常動作温度に保持することができる放熱作用を有する充電池を提供することにある。
すなわち本考案は下記の特徴を有する。
（１）電池本体と、
前記電池本体の外表面上に配置され、放射状に外方向に延伸する複数の放熱片を有し、隣り合う前記放熱片間には、放熱通路が形成されることにより、放熱面積及び空気流動空間が増大される放熱体と、を備えることを特徴とする放熱作用を有する充電池。
（２）前記放熱体上には、螺旋状であり、前記放熱通路と交差する少なくとも１つの環状通路が設けられることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（３）前記放熱体上には、前記放熱通路と垂直に交差する少なくとも１つの環状通路が設けられることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（４）前記放熱体は、放熱材料が一体成形されてなることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（５）前記放熱片の断面形状は、矩形であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（６）前記放熱片の断面形状は、台形であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（７）前記放熱片の断面形状は、三角形であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（８）前記放熱片の断面形状は、半円形であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（９）前記電池本体は、円柱であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。
（１０）前記電池本体は、矩形柱であることを特徴とする（１）に記載の放熱作用を有する充電池。

上述の課題を解決するために、本考案の放熱作用を有する充電池は、電池本体を含む。電池本体の外表面には、外部に延伸する複数の放熱片が設けられた放熱体が配置される。また、各放熱片間には、放熱通路がそれぞれ形成される。また、放熱体上には、各放熱通路と垂直に交差する少なくとも１つの環状通路が設けられる。放熱体が充電池から発生する熱を吸収した後、大きな放熱面積を有する各放熱片によって放熱が行われる。さらに、各放熱通路及び環状通路によって空気流動空間が増大される。これにより、熱が迅速に放熱される。

充電池から発生する熱は、電池本体から放熱体上に伝達され、放熱体と空気との熱交換が行われる。さらに、放熱体から各放熱片に伝達され、各放熱片と空気との熱交換が行われる。放熱体は、大きな放熱面積を有するため、高い放熱効率を有する。さらに、各放熱通路及び環状通路により、空気流動空間が増大され、空気の入れ替えが加速されることにより、迅速な放熱が行われる。本考案の充電池は、高い放熱効率を有することにより、性能が高められる。

従来の充電池の構造を示す斜視図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の構造を示す斜視図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の構造を示す上面断面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の気流を示す正面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の放熱片を示す拡大断面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の放熱片の他の実施形態を示す拡大断面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の放熱片のさらに他の実施形態を示す拡大断面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の環状通路の他の実施形態を示す正面図である。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の電池本体の他の実施形態を示す上面断面図である。

図２を参照する。図２は、本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池の構造を示す斜視図である。図２に示すように、充電池１は、電池本体１１を含む。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池において、電池本体１１は、円柱である。電池本体１１の内部は、充電材料を充填するために用いられる。電池本体１１の両端面には、電力の充電及び放電に用いられる端子１２がそれぞれ配置される。また、電池本体１１の外周囲面上には、放熱体１３が配置される。放熱体１３は、放熱材料からなり、例えば、アルミニウム材が一体成形されてなる。放熱体１３には、複数の放熱片１３１が設けられる。各放熱片１３１は、放射状に外部に延伸される。図３を参照する。図３に示すように、本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池において、放熱片１３１の断面は、矩形である。また、隣り合う放熱片１３１間には、放熱通路１３２が形成されることにより、空気流動範囲が増大される。また、放熱体１３上には、少なくとも１つの環状通路１３３が設けられる。本考案の一実施形態による放熱作用を有する充電池において、環状通路１３３は、３つ設けられる。環状通路１３３は、各放熱通路１３２と垂直に交差する。充電池１が反応することによって発生する熱は、電池本体１１から放熱体１３上に伝達され、放熱体１３と空気との熱交換が行われる。さらに、熱は、放熱体１３から各放熱片１３１に伝達され、各放熱片１３１と空気との熱交換が行われる。即ち、複数の放熱片１３１により、放熱面積が増大され、放熱効率が高められる。また、各放熱通路１３２及び環状通路１３３により、空気流動空間が増大され、空気の入れ替えが加速される。図４を参照する。図４の矢印に示すように、放熱体１３の放熱作用により、電池１内部は、充電又は放電時に蓄積される熱が低減されるため、内部の温度及び熱抵抗が低減される。これにより、充電池１の性能が高められる。

上述したことから分かるように、電池本体１１に放熱体１３が配置されることにより、放熱面積を有効に増大させることができる。さらに、放熱片１３１、放熱通路１３２及び環状通路１３３により、熱対流を発生させ、外部の気流による放熱を加速させることにより、電池本体１１の外周囲の放熱体１３に迅速な放熱を行うことができる低温部が形成される。

ここで、上述の放熱方式によって伝達される熱流量Ｑは、−ＫＡ（Ｔ２−Ｔ１）である。Ｋは、熱伝導率の比例定数である（例えば、銅は０．９２、アルミニウムは０．９０）。Ａは面積である。Ｔ１は第１端の温度である。Ｔ２は第２端の温度である。熱が第１端である電池本体１１の内部から、第２端である放熱片１３１の表面に伝達されるとき、表面積Ａが増大されている上、熱対流によって第２端の温度Ｔ２が有効に低下されるため、電池本体１１の熱流量を有効に増大させることができる。これにより、有効な放熱が行われるため、電池内部を正常動作温度に維持することができる。

また、放熱片１３１の断面形状は、上述の矩形以外に、台形（図５参照）、三角形（図６参照）及び半円形（図７参照）でもよい。

また、前述の環状通路１３３は、放熱体１３上に螺旋状に成形し、各放熱通路１３２と交差する態様でもよい（図８参照）。

また、電池本体１１は、前述の円柱以外に、矩形柱でもよい（図９参照）。

１充電池
１０充電池
１１電池本体
１２電極
１３放熱体
１０１電池本体
１３１放熱片
１３２放熱通路
１３３環状通路

Claims

電池本体と、
前記電池本体の外表面上に配置され、放射状に外方向に延伸する複数の放熱片を有し、隣り合う前記放熱片間には、放熱通路が形成されることにより、放熱面積及び空気流動空間が増大される放熱体と、を備えることを特徴とする放熱作用を有する充電池。
前記放熱体上には、螺旋状であり、前記放熱通路と交差する少なくとも１つの環状通路が設けられることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱体上には、前記放熱通路と垂直に交差する少なくとも１つの環状通路が設けられることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱体は、放熱材料が一体成形されてなることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱片の断面形状は、矩形であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱片の断面形状は、台形であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱片の断面形状は、三角形であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記放熱片の断面形状は、半円形であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記電池本体は、円柱であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。
前記電池本体は、矩形柱であることを特徴とする請求項１に記載の放熱作用を有する充電池。