CN203056025U - 一种大容量方形锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种大容量方形锂离子电池。它包括塑制外壳体以及容纳在壳体内叠片结构的电芯；所述的塑制外壳体侧壁内包敷有散热介质流通金属管道；塑制外壳体壳体顶盖安装正极极柱、负极极柱与泄压装置。本实用新型的优点在于：采用叠片结构电芯电池在相同大电流使用条件下比同等容量采用卷绕结构电芯电池热生成量低，塑制外壳体侧壁内包敷有散热介质流通金属管道，通过对流换热系数大、热导率高的液态散热介质可以增强超大容量锂离子电池充放电散热能力，延长单体电池与电池模块使用寿命，极大降低大容量锂离子电池使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种大容量方形锂离子电池。
背景技术
目前，随着节能减排政策实施以及能源危机加剧影响，锂离子电池以其优良的充放电特性、高安全性以及稳定循环性能，在电网储能、风能、太阳能、军事等领域具有广阔应用前景。但上述领域应用中，锂离子电池充放电功率高，在目前现有的材料体系以及生产工艺下，唯有增大单体电池容量以降低对单体锂离子电池更大倍率工作电流要求；大容量单体锂离子电池由于尺寸较大，在大电流条件下工作，尤其圆柱卷绕结构大容量单体锂离子电池比等同容量方形叠片结构单体锂离子电池将会产生更多热量，尽管电池模块安装风冷散热装置，但是由于气体热导率低，并且气体在电池外壁表面流动不均匀，对流换热系数小，热量难于散发，单体锂离子电池内部不同部位以及电池模块内部不同单体锂离子电池部温度非均匀性分布，长时间负荷工作，该温度非均匀性会引起严重安全隐患，降低大容量单体电池与电池模块使用寿命，增加电池以及电池模块使用成本，不利于大容量锂离子电池市场化应用。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种侧壁内包敷有散热介质流通金属管道的塑制外壳体与叠片结构电芯构成的大容量方形锂离子电池。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种大容量方形锂离子电池，包括塑制外壳体以及容纳在壳体内叠片结构的电芯；
所述的塑制外壳体侧壁内包敷有散热介质流通金属管道；
所述的塑制外壳体壳体顶盖安装正极极柱、负极极柱与泄压装置；
所述的散热介质流通金属管道完全包裹在塑制外壳体侧壁内，金属管道来回折弯为列管式结构，具有进口与出口；
所述的塑制外壳体与散热介质流通金属管道、正极极柱与负极极柱复合而成，接触面紧密接触；
所述的电芯由正极片、隔膜、负极片层叠而成。
在上述的技术方案中，塑制外壳体侧壁厚度为1mm-100mm，材质为PP、PE。
在上述的技术方案中，正极极柱、负极极柱为整体结构。
在上述的技术方案中，散热介质流通金属管道的数量为1-100根，金属管道截面形状为圆形、方形、三角形，管壁厚度为0.1mm-10mm，金属管道外壁管径为1mm-100mm，材质为铝合金、铜合金、镍合金，每一根管道的进口与出口处各有一开关阀门。
在上述的技术方案中，散热介质在10-60℃、0.1Mpa条件下为液态。
在上述的技术方案中，正极片、负极片通过模切或者冲切成型，极片引流端子与壳体顶盖上正极极柱、负极极柱采用铆接、焊接或者螺栓紧固连接。
在上述的技术方案中，泄压装置可以拆卸，壳体内压在0.5Mpa以上时，泄压装置开始泄压。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用叠片结构电芯电池在相同大电流使用条件下比同等容量采用卷绕结构电芯电池热生成量低，塑制外壳体侧壁内包敷有散热介质流通金属管道，通过对流换热系数大、热导率高的液态散热介质可以增强超大容量锂离子电池充放电散热能力，提高高容量单体锂离子电池内部不同部位以及电池模块内部不同单体锂离子电池温度分布均匀性，延长单体电池与电池模块使用寿命，极大降低大容量锂离子电池使用成本。
塑制外壳体与金属管道可以复合成型，加工方法简单易行，金属管道强度高，可增大大容量锂离子电池抗变形能力，同时塑制外壳体耐电解液腐蚀，提高电池安全性能，促进大容量锂离子电池在电网储能、风能、太阳能、军事等领域市场化应用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例外观结构示意图。
图2是本实用新型实施例侧壁内部结构示意图。
图3是本实用新型实施例极柱示意图。
图4是本实用新型实施例极片示意图。
图中
1-壳体顶盖 2-负极极柱 3-泄压装置 4-正极极柱 5-电芯6-侧壁 7、8-金属管道进口 9、10-金属管道出口 11-开关阀门12-极柱上部圆柱 13-正方形平台 14-连接平台 15-引流端子
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-4所示，制作1000Ah磷酸铁锂方形叠片结构锂离子电池，电池塑制外壳体材质为PP，外观尺寸厚度为120mm，宽度为455mm，高度为400mm，侧壁6厚度为20mm，壳体顶盖1厚度为10mm。散热介质流通金属管道材质为铝合金，截面为圆形，壁厚为1mm，外壁管径为10mm，为列管式排列，金属管道数量为两根，分别位于方形电池塑制外壳体侧壁6内，散热介质金属管道进口7、8位于正极极柱4一侧，散热介质金属管道出口9、10位于电池塑制外壳体底部，金属管道进出口分别设有开关阀门11，以保证电池金属管道内散热介质不漏液。塑制外壳体与金属管道通过模具一次复合成型。
正极极柱4材质为纯铝，负极极柱2材质为紫铜，结构为图3所示，极柱上部圆柱12直径48mm，圆柱中心加工内螺纹M16，便于单体通过外部螺栓组成电池模块；极柱中部为一正方形平台13，长宽高都为50mm，厚度为4mm,便于极柱与塑制外壳体壳体顶盖1复合镶嵌；极柱下部为一连接平台14，长160mm,宽40mm，高30mm，连接平台上加工有两贯通孔，直径6mm，便于极柱与电芯5相互连接。
塑制外壳体壳体顶盖1与正极极柱2、负极极柱4通过模具一次复合成型。
电芯5采用正极片、隔膜、负极片层叠而成；正、负极片通过模切成型，结构形状为图4所示，极片上部为引流端子15，并加工有两个直径为6mm的通孔，正、负极片引流端子15与极柱通过穿过连接平台14贯通孔的外部紧固螺栓紧密连接。
塑制外壳体壳体顶盖1与侧壁6通过给接触面加热熔化后加压固化，达到连接密封目的，塑制外壳体壳体顶盖1安装泄压装置3，当电池内部压力在0.5Mpa以上时，泄压装置3开始泄压排气，提高电池安全性。
本实施例散热介质采用在10-60℃、0.1Mpa条件下为液态的冷却油，当单体1000Ah电池或者电池模块在8C-15C倍率充放电电条件下工作时，分别打开金属管道开关进出口开关阀门11，由于冷却油热导率高，对流换热系数大，并且在电池侧壁6内均匀流动，电池产生热量可以及时带走，保持1000Ah单体电池内部不同部位以及电池模块内不同单体锂离子电池温度在50℃以下，同时电池模块中不同单体最高温度与最低温度差值小于5℃，温度分布均匀，延长高容量电池与电池模块的使用寿命，降低使用成本。
本实施例铝合金金属管道强度高，可以增大电池侧壁6抗变形能力，提高电池安全性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大容量方形锂离子电池，其特征在于：包括塑制外壳体以及容纳在壳体内叠片结构的电芯；所述的塑制外壳体侧壁内包敷有散热介质流通金属管道；所述的塑制外壳体壳体顶盖安装正极极柱、负极极柱与泄压装置；所述的散热介质流通金属管道完全包裹在塑制外壳体侧壁内，金属管道来回折弯为列管式结构，并具有进口与出口；所述的塑制外壳体与散热介质流通金属管道、正极极柱与负极极柱复合而成，接触面紧密接触；所述的电芯由正极片、隔膜、负极片层叠而成。
2.根据权利要求1中所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于，所述的塑制外壳体侧壁厚度为1mm-100mm，材质为PP、PE。
3.根据权利要求1中所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于，所述的正极极柱、负极极柱为整体结构。
4.根据权利要求1中所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于，所述的散热介质流通金属管道的数量为1-100根，金属管道截面形状为圆形、方形、三角形，管壁厚度为0.1mm-10mm，金属管道外壁管径为1mm-100mm，材质为铝合金、铜合金、镍合金，每根管道的进口与出口处各有一开关阀门。
5.根据权利要求1中所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于，所述的散热介质在10-60℃、0.1Mpa条件下为液态。
6.根据权利要求1所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于：所述的正极片、负极片通过模切或者冲切成型，极片引流端子与壳体顶盖上正极极柱、负极极柱采用铆接、焊接或者螺栓紧固连接。
7.根据权利要求1所述的大容量方形锂离子电池，其特征在于：所述的泄压装置可以拆卸，电池内压在0.5Mpa以上时，泄压装置开始泄压排气。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: High-capacity square lithium ion battery Effective date of registration: 20140317 Granted publication date: 20130710 Pledgee: Jinhua Zhejiang Cheng Tai rural cooperative bank shoe Tong Branch Pledgor: Zhejiang Naboor Power Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000168 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130710 Termination date: 20150721 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |