[發明專利]一種可從內部導熱進行散熱的鋰離子電池

在審

• 申請號: 201810683742.7
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN109065941A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 袁偉;方國云;蘇曉晴;莊梓譯;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0587;H01M10/613;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/643;H01M10/654;H01M10/6551;H01M10/6552;H01M10/6563
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于鋰離子電池領域，公開了一種可從內部導熱進行散熱的鋰離子電池。所述鋰離子電池包括由正極片、負極片以及正、負極片之間的隔膜卷繞而成的電池體，所述電池體內部設置絕緣處理的導熱芯軸，電池體外部設置散熱翅片，所述導熱芯軸與散熱翅片在電池體端面通過導熱金屬件連接。本發明將散熱裝置集成在電池上，充分利用電池本身結構控制電池溫度；從電池內部導熱，可以控制單體電池內部的溫度，同一電池的溫差小，有利于增強鋰電池的安全性以及提高使用壽命。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種可從內部導熱進行散熱的鋰離子電池。

背景技術

鋰電池具有能量密度高、無記憶性、循環壽命長等特點而越來越廣泛的使用在電子產品、電動汽車等領域。然而，鋰電池在大倍率充放電時會產生大量的熱，熱量的聚集會大大縮短鋰電池的壽命，極端情況下甚至會引起起火、爆炸等事故。

目前，隨著電動汽車和新能源的呼聲越來越強，人們對大容量，高功率的鋰電池有著更加迫切的要求。高功率、大容量的單體鋰電池在大倍率充放電時會產生大量的熱，熱量的累積會導致電池中心的溫度不斷升高，同一單體電池的溫度差也越來越大，這極大地影響了電池的使用壽命和安全性。目前針對汽車動力電池的熱管理措施主要集中在電池外部，無法有效解決單個電池中心溫度過高，溫差過大的問題。

因此，有效解決單個高功率大容量電池的內部散熱問題，提高電芯的使用壽命和安全性是一個亟待解決的問題。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種可從內部導熱進行散熱的鋰離子電池。該鋰離子電池利用熱管這一高效散熱器件集成在電池內部，將電池內部的熱量傳導至帶有翅片的外殼上，以降低電池中心的溫度，減少單體電芯的溫度差，提高電池的使用壽命和安全性。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種可從內部導熱進行散熱的鋰離子電池，包括由正極片、負極片以及正、負極片之間的隔膜卷繞而成的電池體，所述電池體內部設置絕緣處理的導熱芯軸，電池體外部設置散熱翅片，所述導熱芯軸與散熱翅片在電池體端面通過導熱金屬件連接。

進一步地，所述電池體為圓柱形，所述導熱芯軸設置于電池體中心。

進一步地，所述導熱芯軸為直徑為4～6mm的熱管。熱管是一種高效傳熱器件，熱管內部燒結或者犁切出溝槽等吸液芯結構以提供毛細力。熱管內壁帶有吸液芯或者吸液溝槽，因而可以抗重力使用。

進一步地，所述導熱芯軸的材質為銅。導熱芯軸外部做了絕緣處理，防止和電極接觸而短路。

進一步地，所述散熱翅片的截面為矩形、梯形等其他可增大散熱面積的形狀，和電池體外殼一體一次性擠壓成型，能夠增大電池外表面的散熱面積。

進一步地，所述導熱金屬件是指具有高導熱的銅、鋁等金屬連接件。電池內部積聚的熱量由導熱芯軸導出至電池體外部的散熱翅片，再從散熱翅片散失到環境中。以達到降低電池內部溫度、減小單體電池溫度不均勻性的目的。

進一步地，所述鋰離子電池外部還設置風扇。用于增強電池外部的對流強度，控制電池在極端工況下的溫度。

與現有電池及其熱管理裝置相比，本發明的鋰離子電池具有如下優點及有益效果：

(1)本發明提供了一種新的電池結構，將散熱裝置集成在電池上，充分利用電池本身結構控制電池溫度。

(2)從電池內部導熱，可以控制單體電池內部的溫度，這是外部電池熱管理方式無法做到的。

(3)同一電池的溫差小，有利于增強鋰電池的安全性以及提高使用壽命。

(4)無需消耗大量能量即可達到控制電池溫升的目的。

附圖說明