[實用新型]一種高散熱性圓柱形鋰離子電池

有效

• 申請號: 201220180979.1
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN202749463U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 馬建欣;張炎斌;徐興無
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

????本實用新型主要涉及一種高散熱性圓柱形鋰離子電池。

背景技術

安全性能是鋰離子電池特別是鋰離子動力電池所關心的焦點問題。鋰離子電池具有輸出電壓高、比能量大、循環壽命長及無記憶效應等優點，它已作為可靠的能源而廣泛應用于手機、數碼產品、移動通信設備等小型電源驅動設備，但由于熱穩定性引起的安全問題，其使用在大型電池特別是用于電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）的動力鋰離子電池方面受到一些限制。

目前，圓柱形鋰離子電池普遍采用正負極極片與隔膜卷繞成卷芯作為電芯的內部結構，再將卷芯放入殼體，最后用上下蓋板將殼體封閉而構成電池本體。這種電池結構可以使極片之間緊密接觸從而實現較高的能量密度以及良好的倍率性能，但是這種結構的缺點在于電池在大電流充放電條件下產生的熱量難以及時散發，電池做得越大電池中心溫度與表面溫度的溫度差越大，熱量散發越困難，電池越容易發生熱失控現象甚至引發爆炸。

????中國ZL02253041.X公開的《圓柱型蓄電池外殼》及中國ZL200620145381.3公開的《一種便于散熱的圓柱形鋰電池》都是采用對殼體進行改造從而增加散熱面積方法提高電池的散熱性能的，此種方法雖然有一定效果但是無形中增加了殼體的成本，而且未能從根本上解決電池的散熱問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對圓柱形鋰離子電池熱安全性較差的問題，提供一種高散熱性的圓柱形鋰離子電池。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種高散熱性圓柱形鋰離子電池，包括有殼體、正負極蓋板、正極絕緣墊片、正負極極柱、正負極極耳、中心支撐管、卷芯，正負極蓋板面向卷芯一側分別設置有一個凸臺，凸臺的形狀為一端粗另一端細的圓柱體，所述電池的中心支撐管套在電池正負極蓋板的凸臺上。

所述電池的正極極柱與正極蓋板通過導熱絕緣墊片隔絕，而負極極柱與負極蓋板連為一體，正負極蓋板與殼體以激光焊接方式連接，從而卷芯可通過中心支撐管與正負極蓋板及殼體實現連接。

所述正極蓋板的凸臺和正極絕緣墊片材質為導熱絕緣材料聚苯硫醚、氮化硼（BN）/聚丁二烯(PB)復合材料或Al2O3/丁苯橡膠復合材料，負極蓋板的凸臺和中心支撐管的材質為鋁材或鋼材。

所述正負極蓋板凸臺的較粗端直徑為中心支撐管直徑的1.1-1.3倍，較細端直徑為中心支撐管直徑的0.75-0.9倍。

本實用新型的優點是：

正負極蓋板凸臺為一端較粗另一端較細的圓柱體，中心支撐管套在凸臺上與正負極蓋板實現連接，此種設計組裝方便且可保證支撐管與凸臺的緊密接觸；本設計正極極柱與蓋板通過導熱絕緣墊片隔絕，而負極極柱與蓋板是一體的，電池的中心支撐管與正負極蓋板相連接，形成了一個閉合導熱回路，從而可以及時高效的散發出電池在充放電的過程中產生的熱量，避免電池因熱失控而引發的安全事故；所述正極蓋板的凸臺和絕緣墊片為導熱絕緣材料，負極為金屬材料。這樣既避免了電池因中心支撐管與正負極蓋板相連接而導致短路，又把電池的散熱性能發揮至最佳。

附圖說明

圖1為現有技術下圓柱形鋰離子電池的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述一種高散熱性圓柱形鋰離子電池的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示是現有技術下圓柱形鋰離子電池的結構示意圖，包括有殼體1，正極蓋板2，負極蓋板3，正極極柱4，負極極柱5，正極絕緣墊片6，負極絕緣墊片7，正極極耳8，負極極耳9，卷芯10，中心支撐管11。此種結構的電池，散熱主要依靠正負極極耳將熱量傳導到正負極極柱，正負極極柱與蓋板之間有絕緣墊片隔開，卷芯與殼體間也不直接接觸，這都使電池內部的熱量不能及時散出。

如圖2所示為本實用新型所述一種高散熱性圓柱形鋰離子電池，包括有殼體21、正負極蓋板（22、23）、正極絕緣墊片25、正負極極柱（27、28）、正負極極耳（29、30）、中心支撐管31、卷芯32，正負極蓋板（22、23）面向卷芯32一側分別設置有一個凸臺（24、26），凸臺（24、26）的形狀為一端粗另一端細的圓柱體，所述電池的中心支撐管31套在電池正負極蓋板的凸臺（24、26）上。所述正負極蓋板的凸臺（24、26）的較粗端直徑為中心支撐管31直徑的1.2倍，較細端直徑為中心支撐管21直徑的0.8倍。從而保證中心支撐管31與正負極蓋板凸臺（24、26）的緊密接觸。所述電池的正極極柱27與正極蓋板22通過導熱絕緣墊片25隔絕，而負極極柱28與負極蓋板23連為一體，正負極蓋板（22、23）與殼體21以激光焊接方式連接，從而卷芯32可通過中心支撐管31與正負極蓋板（22、23）及殼體21實現連接，使電池形成導熱回路從而提升電池的散熱性能。所述正極蓋板的凸臺24和正極絕緣墊片25材質為導熱絕緣材料聚苯硫醚、氮化硼（BN）/聚丁二烯(PB)復合材料或Al2O3/丁苯橡膠復合材料，負極蓋板的凸臺26和中心支撐管31的材質為鋁材或鋼材。