CN105846011B - 一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块 - Google Patents

一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，包括壳体和多个电池单体，所述多个电池单体以层叠状设置在所述壳体中，还包括极耳冷却装置、打包带以及底部冷却装置；所述电池单体的封边通过打包带紧固于极耳冷却装置的极耳通槽及底部冷却装置上的冷却通槽内。本发明可以将极耳所产生的较多的热量导出，有效地对电池极耳进行冷却、提高电池组的均热性能和散热性能。可以避免电池工作时发热膨胀而导致的相互挤压，提高电池的安全性。

Description

一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块
技术领域
本发明涉及大容量锂离子电池技术领域，特别是多块软包装锂离子电池单体叠加集成方法，尤其是能够对电池局部进行冷却的电池模块结构。
背景技术
随着科技的进步和人类环境保护意识的增强，国内外的绿色能源产业已经进入了高速发展的阶段，电动车行业、通讯行业及某些特种行业都开始广泛的使用高能量大功率的锂离子电池做为电源，并对电源模块的重量比和体积比及安全性提出了很高的要求。长期以来，人们对电池的安全性、电池组的封装结构和生产效率等一直在进行各种研究。
锂电离子电池组电源是由多个锂离子电池单体组合封装而成。在大容量、高功率锂离子电源的生产中，通常是将电池单体进行串联组合实现高压，将电池单体进行并联组合提高容量。电池单体按照壳体的不同，有铝壳/钢壳电池和软包电池两种。铝壳/钢壳电池单体具有强度好，外部组装简便的优点，但其可塑性不及聚合物软包装锂离子电池，当内部产生大量气体时，因外壳刚性较强不能排放内部气体，容易引起***等安全事故。软包装锂离子电池单体具有设计灵活，安全性能好，导热导电性能好，适应温度宽，可大电流充放电等优点,并且基本解决了安全和寿命问题，成为目前用于制作大功率电源的首选产品。然而，软包装锂离子电池单体因其外包装为一层铝塑膜，整个单体较软，降低了电池的压实性，电芯包装膜很容易被刺破，降低了其安全性，如何有效保护电芯包装膜完好并保证电池的压实性成为电池组封装结构设计要解决的重点难题。
另一方面，在大电流充放电工作过程中，由于电池的发热，电池组的热量累积，会导致电池一致性降低，电池芯产生膨胀，影响了电池成组后各电池的一致性和均衡性的重要指标，从而降低了电池的循环寿命。而且，电池的发热主要集中于极耳附近，如何有效地对电池极耳进行冷却、提高电池组的均热性能和散热性能，成为电池组封装结构设计要解决的另一重点难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块。
本发明的目的是这样实现的：
一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，包括壳体和多个电池单体，所述多个电池单体以层叠状设置在所述壳体中，还包括极耳冷却装置、打包带以及底部冷却装置；所述电池单体的封边通过打包带紧固于极耳冷却装置的极耳通槽及底部冷却装置上的冷却通槽内。
所述极耳冷却装置由极耳冷却腔体、极耳冷却腔体进液口及极耳冷却腔体出液口组成；极耳冷却腔体上设置有上下贯通的极耳通槽，所述电池单体上部的封边置于所述极耳通槽内，极耳从所述极耳通槽内穿过。
所述底部冷却装置由底部冷却腔体、底部冷却腔体进液口及底部冷却腔体出液口组成；底部冷却腔体上设置有上下贯通的冷却通槽，所述电池单体底部的封边置于该冷却通槽内。
所述极耳冷却腔体材料的导热系数大于300W/m·℃；极耳冷却腔体的外表面进行氧化处理或涂覆导热绝缘漆。
所述底部冷却腔体材料的导热系数大于300W/m·℃，底部冷却腔体的外表面进行氧化处理或涂覆导热绝缘漆。
所述极耳通槽内涂覆或填充的导热剂，所述导热剂为粘性或者半粘性物质。
所述冷却通槽内涂覆或填充的导热剂，所述导热剂为粘性或者半粘性物质。
本发明提供的一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，在发热较大的电池极耳附近设置了冷却装置，极耳冷却装置上设置有上下贯通的极耳通槽，电池单体上部的封边置于该极耳通槽内，极耳从该极耳通槽内穿过；极耳冷却装置为中空结构，冷却液从极耳冷却腔体进液口进入，从极耳冷却腔体出液口流出，可以将极耳所产生的较多的热量导出，有效地对电池极耳进行冷却、提高电池组的均热性能和散热性能。电池模块中相邻电池单体之间有0.2-0.5mm的距离，可以避免电池工作时发热膨胀而导致的相互挤压，提高电池的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例电池模块的立体图。
图2是图1的***图。
图3是图1的剖视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是本发明实施例的级联组合示意图。
元件符号说明：
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明实施方式提供的一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块进一步的详细说明。
请一并参阅图1至图3，本发明提供一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块1，包括：极耳冷却装置10、打包带30、底部冷却装置40及多个电池单体20；电池单体20的封边201通过打包带30压紧固定于极耳冷却装置10上的极耳通槽及底部冷却装置40上的冷却通槽内。
该电池单体20为软包装锂离子电池。每个电池单体20均为一能够独立进行充放电的锂离子电池。同一电池模块1的电池单体20具有基本一致的形状和尺寸，可以相互并联或串联。该电池单体20可包括极耳202，用于相互连接并与外电路连接进行充放电。为便于接线，同一电池模块1中所有电池单体20的极耳202均设置在该电池模块1的外侧面。该电池单体20四周有封边201，要薄于电池中间部分。
极耳冷却装置10由极耳冷却腔体101、极耳冷却腔体进液口102及极耳冷却腔体出液口103组成；极耳冷却腔体101上设置有上下贯通的极耳通槽，电池单体20上部的封边201置于该极耳通槽内，极耳202从该极耳通槽内穿过；极耳冷却腔体101为中空结构，冷却液(图未示)从极耳冷却腔体进液口102进入，从极耳冷却腔体出液口103流出，可以将极耳202所产生的较多的热量导出。
底部冷却装置40的结构与极耳冷却装置10相近，由底部冷却腔体401、底部冷却腔体进液口402及底部冷却腔体出液口403组成；底部冷却腔体401上设置有上下贯通的冷却通槽，电池单体20底部的封边201置于该冷却通槽内；底部冷却腔体401亦为中空结构，冷却液(图未示)从底部冷却腔体进液口102进入，从底部冷却腔体出液口103流出，可以将电池单体20底部产生的热量导出。
极耳冷却腔体101及底部冷却腔体401的侧面设有凹槽，用于对打包带30进行限位。
极耳冷却腔体101及底部冷却腔体401的材料可以为具有较高热导率的材料(导热系数应大于300W/m·℃)，如金属，从而利于将电池单体20的热量导出。极耳冷却腔体101及底部冷却腔体401的外表面需进行氧化处理以保证其表面绝缘，或涂覆一层耐高温导热绝缘漆。
请参阅图4，极耳冷却腔体101及底部冷却腔体401上相邻通槽间的距离略大于电池单体20的厚度，相邻电池单体20之间有0.2-0.5mm的距离，可以避免电池工作时发热膨胀而导致的相互挤压。
进一步地，为增强散热性能，该电池模块1还可进一步包括在封边201与极耳冷却腔体101及底部冷却腔体401上通槽间的接触面之间涂覆或填充的导热剂(图未示)。该导热剂可以为导热性能良好的粘性或者半粘性物质，如硅胶。该导热剂可以彻底排除接触面之间的空气，减小热阻，改善散热性能。另外，导热剂也有利于固定该电池单体20。
图5所示为本发明进行级联组合后的另一种实施方式，通过长打包带50多多个电池模块进行级联组合。

Claims (4)

1.一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，包括壳体和多个电池单体，所述多个电池单体以层叠状设置在所述壳体中，其特征在于，还包括极耳冷却装置、打包带以及底部冷却装置；所述电池单体的封边通过打包带紧固于极耳冷却装置的极耳通槽及底部冷却装置上的冷却通槽内；其中，
所述极耳冷却装置由其材料导热系数大于300W/m·℃的极耳冷却腔体、极耳冷却腔体进液口及极耳冷却腔体出液口组成；极耳冷却腔体上设置有上下贯通的极耳通槽，所述电池单体上部的封边置于所述极耳通槽内，极耳从所述极耳通槽内穿过；所述极耳通槽内还涂覆或填充有导热剂；
所述底部冷却装置由其材料导热系数大于300W/m·℃的底部冷却腔体、底部冷却腔体进液口及底部冷却腔体出液口组成；底部冷却腔体上设置有上下贯通的冷却通槽，所述电池单体底部的封边置于该冷却通槽内；所述冷却通槽内还涂覆或填充有导热剂。
2.根据权利要求1所述的一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，其特征在于所述极耳冷却腔体的外表面还进行氧化处理或涂覆导热绝缘漆。
3.根据权利要求1所述的一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，其特征在于所述底部冷却腔体的外表面还进行氧化处理或涂覆导热绝缘漆。
4.根据权利要求1所述的一种适用于软包装锂离子电池的局部冷却电池模块，其特征在于所述导热剂为粘性或者半粘性物质。
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