[發(fā)明專利]具有散熱單元的電池組

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610264640.2
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105742756A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅開亮;張永洪;盧蕓東
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海光環(huán)新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/6555
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉具有散熱單元的電池組，更具體的涉及一種包括電池單元和散熱單元的電池組，該電池單元寬度方向的兩個面和底部覆蓋一層散熱單元，形成U型散熱單元；每個電池單元通過其表面覆蓋的散熱單元緊密排列在一起組成電池組，電池組的外圍有附散熱單元的面以及電池組底部再覆蓋一層散熱模片，形成大的U型散熱單元，通過與各電池單元的散熱單元緊密接觸，將電池單元內(nèi)部的熱量及時導(dǎo)出電池組外部。

背景技術(shù)

目前，二次電池作為一種清潔、輕便以及便攜移動式儲能方式，廣泛應(yīng)用于汽車，電動車，航模，無人機等動力設(shè)備上，通常根據(jù)其使用設(shè)備的功率及續(xù)航需求，應(yīng)用其上電池組通常由一個或多個電池單元通過串并聯(lián)的方式組合成動力設(shè)備需要的電池組。

在設(shè)計和制造過程中由于其電子設(shè)備限制，電池組在尺寸和重量在滿足電子設(shè)備功率及續(xù)航需求的條件下盡可能小，電池組通常以高密度的堆疊方式進行組裝。因此，在電池充電和放電期間，特別是高功率放電時，電池組產(chǎn)生大量的熱量無法快速有效的去除，各電池單元內(nèi)部由于熱量堆積導(dǎo)致其內(nèi)部溫升差異較大，電池單元的各區(qū)域放電速率因溫升差異而表現(xiàn)不一，電池單元局部區(qū)域放電不完全或者局部區(qū)域出現(xiàn)過放現(xiàn)象，導(dǎo)致電池單元的放電時間縮短，由于長期在這種環(huán)境下使用電池單元之間的由于其溫度差異表現(xiàn)出來的循環(huán)特性呈現(xiàn)較大的差異，造成各電池單元之間性能不均勻，導(dǎo)致電池組加速劣化，電池組性能急劇下降。甚至發(fā)生起火或爆炸。

目前，通常的處理方式大多采用在電池組外圍增加風(fēng)冷結(jié)構(gòu)或采用可流動性的冷卻劑的冷卻系統(tǒng)將電池?zé)崃繋ё撸@種處理方式雖然有一定的效果，但對電池組體積以及重量的增加也是非常龐大的，僅適用于固定能源站或者對重量或體積要求不高的設(shè)備上，有很大的局限性，而且配套的冷卻系統(tǒng)造價高昂，屬定制類型，無法實現(xiàn)產(chǎn)品通用化。

因此非常需要從根本上解決上述問題的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供具有散熱單元的電池組。

本發(fā)明的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

具有散熱單元的電池組，包括電池單元和散熱單元，每個電池單元的寬度方向兩個面及其底部覆蓋一層散熱單元模塊，通過散熱模塊的良好熱傳導(dǎo)效應(yīng)，一方面將電池單元各部分溫升趨于一致，另一方面將熱量通過電池單元底部的與電池組的散熱單元將電池單元內(nèi)部的熱量及時導(dǎo)出電池組外部，提高電池組的冷卻效率，使電池組內(nèi)部各電池單元的溫度保持一致，避免局部溫差照成的放電效率低以及電池單元劣化加速的問題。

同時，所述電池組中的散熱單元為比較輕薄的薄膜，在體積和重量方面有很大的優(yōu)越性，同時加工性能良好，可以根據(jù)電池組或電池單元的尺寸及形狀進行任意裁切，提高設(shè)計的靈活性和通用性，減少成本。

同時可以根據(jù)使用設(shè)備的動力需求以及空間限制，小型動力設(shè)備電池組可以直接有2-24個電池單元組的電池組，大型的動力設(shè)備需要使用單個或多個電池組彼此連接構(gòu)成大型的電池組。

各電池單元可以是二次電池，例如鎳金屬氫化物二次電池或者鋰鋰二次電池，鋰二次特別優(yōu)選的，因為鋰二次電池具有高能量密度和高電壓。

散熱單元由石墨烯或石墨烯混合物組成，石墨烯混合物可以為石墨烯與銅、鋁、銀等金屬納米顆粒組成。石墨烯為特別優(yōu)選，因為石墨烯其具有良好的導(dǎo)熱系數(shù)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述散熱單元其膜片，結(jié)構(gòu)由石墨烯片或者以銅、鋁等金屬箔材為基材壓延而成的石墨烯片，厚度為其厚度10μm—1cm。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述散熱單元覆蓋電池單元表面后呈連體U型結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述散熱單元覆蓋電池單元寬度和底部三個面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述覆蓋散熱單元的電池單元按照一定方式組合成電池組時，各電池單元之間通過其散熱單元緊密接觸組合。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述電池單元組合成電池組，其結(jié)構(gòu)為電池單元寬度方向和底部方向再覆蓋一層U型的散熱單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中散熱單元采用石墨烯膜薄膜片，由于其獨特結(jié)構(gòu)，將熱量均勻的分布在二維平面從而有效的將熱量轉(zhuǎn)移，保證組件在所承受的溫度下工作，同時容易加工成適合任何表面的膜狀結(jié)構(gòu)，具有良好的產(chǎn)品通用性。通過對電池單元和電池組進行覆蓋散熱單元，電池在相同大功率放電條件下，采用散熱單元的電池組比不采用散熱單元的電池組其溫度差10～15℃，電池組放電時間比原來增加15～20％，各電池單元的溫度均勻性良好，而且體積重量增加量可以忽略，具有良好的實際應(yīng)用。