[發明專利]具有控溫保護功能的電池夾具和大容量電池組

在審

• 申請號: 201610052406.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105552446A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 許玉林;王愛淑;張偉明
• 申請（專利權）人: 蘇州安靠電源有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/48;H01M10/613;H01M10/635;H01M10/655;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;程東輝

技術領域

本發明涉及一種具有控溫保護功能的電池夾具和大容量電池組，屬于圓柱 形鋰電池組溫度控制技術領域。

背景技術

隨著電子技術的迅猛發展，高比能量，高性能的圓柱形鋰離子電池獲得了 更廣泛的應用。此種電池不僅性能好而且不含有害物質，是綠色電源。它的各 個性能幾乎都達到了目前電池所能達到的最好的程度。但是，它儲存能量高。 又使用有機電解液，有起火和爆炸的危險，而且也確實發生過此種事故。

電池的安全主隱患主要來自電池的熱失控，電池的熱反應主要分為反應熱、 焦耳熱和極化熱、這些熱又分別來自電池的物理產熱和化學產熱，那么作為鋰 離子電池安全設計和制造上，首要分析產熱的機理；從材料上、結構上、體系 上、都會帶來電池產熱，那么優化控制產熱和散熱問題便是設計和制造電池安 全的首要，從體系上來看基本分成液態體系、凝膠態體系、固態體系、多孔態 體系每個體系的制造工藝和對電池帶來的性能均各有不同，液態體系導電性能 好但安全性上差，凝膠態和準固態安全性能提高了但在倍率性能上又帶來了新 的問題，多方面的設計不合理性都會帶來電池產熱都是影響電池安全的因素。

大容量的鋰離子電池組主要由電池夾具和電池單體構成，其中，電池夾具 為絕緣材質，電池夾具上制有用于布置所述電池單體的多個電池安裝孔，所述 電池單體布置在所述電池安裝孔中，且在每個電池安裝孔中均設置有與所述電 池單體相連的金屬彈簧片。

大容量電池組起火爆炸的根本原因是電池內部出現熱失控。當電池內部溫 度超過130℃時，會發生正極物質的分解等一系列猛烈的放熱反應，使溫度越來 越高，變為熱失控，進而起火爆炸。因此如何控制電池的溫度就成了大容量電 池組設計的重要問題。

現有大容量電池組的結構中，除了彈簧片是良好導熱的金屬片外，其余皆 是絕緣絕熱材料，熱量傳遞效果不佳。因此溫控不良。在大電流充放電和高溫 環境中易出現電池溫度過高的問題。

發明內容

本發明目的是：為了克服上述問題，提供一種具有控溫保護功能的電池夾 具以及使用該電池夾具的大容量電池組，以改善大容量電池組的導熱性能，將 電池組溫度控制在適當范圍內，提高電池組的溫度一致性，通過熱交換，避免 熱量累積于電池組中而降低電池使用壽命或引發電池組熱失控。

本發明的技術方案是：一種具有控溫保護功能的電池夾具，包括夾具本體， 所述夾具本體上制有用于布置電池單體的若干電池安裝孔，所述夾具本體由高 韌性的絕緣導熱材料制成。

本發明這種電池夾具在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：

所述絕緣導熱材料為阻燃共聚尼龍，其UL94阻燃級別達到V0級，導熱系 數在0.2W/(m·℃)以上。

在所述夾具本體上、于任意相鄰的四個電池安裝孔之間的中央位置均設置 有填料孔，并在所述填料孔中填充有吸熱材料或/和滅火劑。

所述吸熱材料為吸熱相變材料。

所述吸熱相變材料有兩種，且這兩種吸熱相變材料在所述夾具本體上交替 排布，這兩種吸熱相變材料的相變溫度分別為50～80℃、80～100℃。

所述相變溫度50～80℃的吸熱相變材料為石蠟，所述相變溫度80～100℃的 吸熱相變材料為聚酰胺硬段和脂肪族聚醚軟段的共聚物。

所述吸熱相變材料為石蠟、金屬合金、結晶水合鹽或熔融鹽。

所述滅火劑為干粉滅火劑。

所述的吸熱材料或/和滅火劑被制成圓柱形的吸熱柱體之后，再被插設于所 述填料孔內。

一種大容量電池組，包括上述結構的電池夾具以及布置在所述電池夾具上 的眾多電池單體。

作為優選，所述電池單體為鋰離子電池。

本發明的優點是：

1、本發明將大容量電池組的電池夾具采用絕緣導熱材料制成，當電池單體 裝入此電池夾具而形成電池組后，充放電中產生的熱量就通過電池夾具直接向 周圍較快地傳遞，直至送到外殼(即電池箱的金屬外殼)散發出去。大大提高 了電池組的散熱性能，將電池組溫度控制在適當范圍內，避免熱量累積。

2、本發明在電池夾具上開設有位于電池安裝孔之間的填料孔，并在填料孔 內設置有吸熱相變材料，實際應用時，所述吸熱相變材料能夠吸收電池組充放 電產生的熱量，避免熱失控，進一步保證了電池組的使用安全。