[實(shí)用新型]一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)及鋰離子電池電芯

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022919271.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN214477633U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明飛;饒睦敏;陳正鵬;董江波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/613
• 分類號(hào): H01M10/613;H01M10/659;H01M10/654;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 禤淑瑩;黃華蓮

本實(shí)用新型涉及鋰電池散熱技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)及鋰離子電池電芯，密封式熱管理結(jié)構(gòu)包括相變材料層和高分子薄膜，高分子薄膜包覆在相變材料層外形成密封結(jié)構(gòu)。鋰離子電池電芯包括電極片和密封式熱管理結(jié)構(gòu)，密封式熱管理結(jié)構(gòu)粘結(jié)于電極片的電極集流體的空白表面上，可設(shè)置任意數(shù)目及位置。本實(shí)用新型提出了一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)，其設(shè)于鋰電池電芯內(nèi)部進(jìn)行散熱工作時(shí)，相變材料不會(huì)與電池電芯及電解液接觸，因而不僅能夠提高電芯內(nèi)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)，達(dá)到更好的散熱效果，并且有效增加了熱管理結(jié)構(gòu)自身的工作循環(huán)次數(shù)和使用壽命，同時(shí)有效避免因相變材料物質(zhì)的干擾導(dǎo)致的電池儲(chǔ)能特性衰減或安全隱患，有效保障電池安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鋰電池散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)及鋰離子電池電芯。

背景技術(shù)

在鋰離子電池使用中，由于單體電芯自身具有一定的內(nèi)阻，在輸出電能的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，使得自身溫度變高，當(dāng)自身溫度超出其正常工作溫度范圍間時(shí)，有漲液，爆炸等風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)大大影響電池的性能和壽命。因此，電池和電芯的及時(shí)散熱顯得尤為重要。

由于散熱的重要性，鋰離子電池一般配套有熱管理系統(tǒng)，現(xiàn)有的主流熱管理系統(tǒng)的種類包括：直冷系統(tǒng)、冷卻液冷卻系統(tǒng)、空氣冷卻系統(tǒng)和相變材料冷卻系統(tǒng)。

相變材料冷卻系統(tǒng)作為一種被動(dòng)熱管理系統(tǒng)，由于具有高效，緊湊和輕便的特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的重視。相變材料以潛熱的形式存儲(chǔ)熱量，在幾乎恒定的溫度下從固態(tài)到液態(tài)或液態(tài)到氣態(tài)發(fā)生相變。

現(xiàn)有技術(shù)的相變材料冷卻系統(tǒng)一般將相變散熱材料直接涂覆在電芯極片上，相變散熱材料直接和極片以及電解液接觸。這種結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)：

(1)相變散熱材料中常含有石蠟等有機(jī)化合物，易溶解于鋰離子電池的有機(jī)電解液，導(dǎo)致相變散熱材料無(wú)法維持其機(jī)械強(qiáng)度和形貌，從而導(dǎo)致相變散熱材料快速失效；

(2)相變散熱材料直接接觸電芯，導(dǎo)致相變散熱材料隨著電芯上電壓的變化而發(fā)生相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致相變散熱材料失效；

(3)相變散熱材料溶解于電解液，電芯被相變散熱材料覆蓋后，影響電芯本身的儲(chǔ)能特性，甚至出現(xiàn)安全隱患。

因此，現(xiàn)有技術(shù)亟待改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：本實(shí)用新型提供了一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)及鋰離子電池電芯，以解決現(xiàn)有技術(shù)的相變散熱材料直接涂覆在電芯極片上導(dǎo)致相變散熱材料容易失效以及影響電池性能及安全的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種密封式熱管理結(jié)構(gòu)及鋰離子電池電芯，包括：

相變材料層；

高分子薄膜，其包覆在所述相變材料層外形成密封結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)一些實(shí)施例中，所述高分子薄膜為流延聚丙烯膜。

本申請(qǐng)一些實(shí)施例中，所述高分子薄膜的厚度為20－100μm。

本申請(qǐng)一些實(shí)施例中，所述相變材料層包括膨脹石墨與相變材料，所述膨脹石墨為微觀多孔結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)一些實(shí)施例中，所述相變材料由LiNO₃·3H₂O、NH₄NO₃和水組成，其中所述LiNO₃·3H₂O的含量為55－70wt％，所述NH₄NO₃的含量為27－40wt％。