一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，包括殼體和多個(gè)電池單體，所述多個(gè)電池單體以層疊狀設(shè)置在所述殼體中，還包括極耳冷卻裝置、打包帶以及底部冷卻裝置；所述電池單體的封邊通過打包帶緊固于極耳冷卻裝置的極耳通槽及底部冷卻裝置上的冷卻通槽內(nèi)。本發(fā)明可以將極耳所產(chǎn)生的較多的熱量導(dǎo)出，有效地對電池極耳進(jìn)行冷卻、提高電池組的均熱性能和散熱性能?？梢员苊怆姵毓ぷ鲿r(shí)發(fā)熱膨脹而導(dǎo)致的相互擠壓，提高電池的安全性。
【專利說明】
一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及大容量鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是多塊軟包裝鋰離子電池單體疊加 集成方法，尤其是能夠?qū)﹄姵鼐植窟M(jìn)行冷卻的電池模塊結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進(jìn)步和人類環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，國內(nèi)外的綠色能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了 高速發(fā)展的階段，電動(dòng)車行業(yè)、通訊行業(yè)及某些特種行業(yè)都開始廣泛的使用高能量大功率 的鋰離子電池做為電源，并對電源模塊的重量比和體積比及安全性提出了很高的要求。長 期以來，人們對電池的安全性、電池組的封裝結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率等一直在進(jìn)行各種研究。
[0003] 鋰電離子電池組電源是由多個(gè)鋰離子電池單體組合封裝而成。在大容量、高功率 鋰離子電源的生產(chǎn)中，通常是將電池單體進(jìn)行串聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)高壓，將電池單體進(jìn)行并聯(lián)組 合提高容量。電池單體按照殼體的不同，有鋁殼/鋼殼電池和軟包電池兩種。鋁殼/鋼殼電池 單體具有強(qiáng)度好，外部組裝簡便的優(yōu)點(diǎn)，但其可塑性不及聚合物軟包裝鋰離子電池，當(dāng)內(nèi)部 產(chǎn)生大量氣體時(shí)，因外殼剛性較強(qiáng)不能排放內(nèi)部氣體，容易引起爆炸等安全事故。軟包裝鋰 離子電池單體具有設(shè)計(jì)靈活，安全性能好，導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好，適應(yīng)溫度寬，可大電流充放電 等優(yōu)點(diǎn)，并且基本解決了安全和壽命問題，成為目前用于制作大功率電源的首選產(chǎn)品。然 而，軟包裝鋰離子電池單體因其外包裝為一層鋁塑膜，整個(gè)單體較軟，降低了電池的壓實(shí) 性，電芯包裝膜很容易被刺破，降低了其安全性，如何有效保護(hù)電芯包裝膜完好并保證電池 的壓實(shí)性成為電池組封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解決的重點(diǎn)難題。
[0004] 另一方面，在大電流充放電工作過程中，由于電池的發(fā)熱，電池組的熱量累積，會 導(dǎo)致電池一致性降低，電池芯產(chǎn)生膨脹，影響了電池成組后各電池的一致性和均衡性的重 要指標(biāo)，從而降低了電池的循環(huán)壽命。而且，電池的發(fā)熱主要集中于極耳附近，如何有效地 對電池極耳進(jìn)行冷卻、提高電池組的均熱性能和散熱性能，成為電池組封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解 決的另一重點(diǎn)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于軟包裝鋰離子電池的局 部冷卻電池模塊。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，包括殼體和多個(gè)電池單體， 所述多個(gè)電池單體以層疊狀設(shè)置在所述殼體中，還包括極耳冷卻裝置、打包帶以及底部冷 卻裝置;所述電池單體的封邊通過打包帶緊固于極耳冷卻裝置的極耳通槽及底部冷卻裝置 上的冷卻通槽內(nèi)。
[0008] 所述極耳冷卻裝置由極耳冷卻腔體、極耳冷卻腔體進(jìn)液口及極耳冷卻腔體出液口 組成;極耳冷卻腔體上設(shè)置有上下貫通的極耳通槽，所述電池單體上部的封邊置于所述極 耳通槽內(nèi)，極耳從所述極耳通槽內(nèi)穿過。
[0009] 所述底部冷卻裝置由底部冷卻腔體、底部冷卻腔體進(jìn)液口及底部冷卻腔體出液口 組成;底部冷卻腔體上設(shè)置有上下貫通的冷卻通槽，所述電池單體底部的封邊置于該冷卻 通槽內(nèi)。
[0010] 所述極耳冷卻腔體材料的導(dǎo)熱系數(shù)大于300W/m ? °C ;極耳冷卻腔體的外表面進(jìn)行 氧化處理或涂覆導(dǎo)熱絕緣漆。
[0011] 所述底部冷卻腔體材料的導(dǎo)熱系數(shù)大于300W/m ? °C，底部冷卻腔體的外表面進(jìn)行 氧化處理或涂覆導(dǎo)熱絕緣漆。
[0012] 所述極耳通槽內(nèi)涂覆或填充的導(dǎo)熱劑，所述導(dǎo)熱劑為粘性或者半粘性物質(zhì)。
[0013] 所述冷卻通槽內(nèi)涂覆或填充的導(dǎo)熱劑，所述導(dǎo)熱劑為粘性或者半粘性物質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明提供的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，在發(fā)熱較大的 電池極耳附近設(shè)置了冷卻裝置，極耳冷卻裝置上設(shè)置有上下貫通的極耳通槽，電池單體上 部的封邊置于該極耳通槽內(nèi)，極耳從該極耳通槽內(nèi)穿過;極耳冷卻裝置為中空結(jié)構(gòu)，冷卻液 從極耳冷卻腔體進(jìn)液口進(jìn)入，從極耳冷卻腔體出液口流出，可以將極耳所產(chǎn)生的較多的熱 量導(dǎo)出，有效地對電池極耳進(jìn)行冷卻、提高電池組的均熱性能和散熱性能。電池模塊中相鄰 電池單體之間有0.2-0.5mm的距離，可以避免電池工作時(shí)發(fā)熱膨脹而導(dǎo)致的相互擠壓，提高 電池的安全性。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例電池模塊的立體圖。
[0017] 圖2是圖1的爆炸圖。
[0018]圖3是圖1的剖視圖。
[0019] 圖4是圖3的局部放大圖。
[0020] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)組合示意圖。
[0021] 元件符號說明：


【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種適用于軟包裝鋰離 子電池的局部冷卻電池模塊進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025] 請一并參閱圖1至圖3,本發(fā)明提供一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池 模塊1，包括:極耳冷卻裝置10、打包帶30、底部冷卻裝置40及多個(gè)電池單體20;電池單體20 的封邊201通過打包帶30壓緊固定于極耳冷卻裝置10上的極耳通槽及底部冷卻裝置40上的 冷卻通槽內(nèi)。
[0026] 該電池單體20為軟包裝鋰離子電池。每個(gè)電池單體20均為一能夠獨(dú)立進(jìn)行充放電 的鋰離子電池。同一電池模塊1的電池單體20具有基本一致的形狀和尺寸，可以相互并聯(lián)或 串聯(lián)。該電池單體20可包括極耳202，用于相互連接并與外電路連接進(jìn)行充放電。為便于接 線，同一電池模塊1中所有電池單體20的極耳202均設(shè)置在該電池模塊1的外側(cè)面。該電池單 體20四周有封邊201，要薄于電池中間部分。
[0027]極耳冷卻裝置10由極耳冷卻腔體101、極耳冷卻腔體進(jìn)液口 102及極耳冷卻腔體出 液口 103組成;極耳冷卻腔體101上設(shè)置有上下貫通的極耳通槽，電池單體20上部的封邊201 置于該極耳通槽內(nèi)，極耳202從該極耳通槽內(nèi)穿過;極耳冷卻腔體101為中空結(jié)構(gòu)，冷卻液 (圖未示)從極耳冷卻腔體進(jìn)液口 102進(jìn)入，從極耳冷卻腔體出液口 103流出，可以將極耳202 所產(chǎn)生的較多的熱量導(dǎo)出。
[0028] 底部冷卻裝置40的結(jié)構(gòu)與極耳冷卻裝置10相近，由底部冷卻腔體401、底部冷卻腔 體進(jìn)液口 402及底部冷卻腔體出液口 403組成;底部冷卻腔體401上設(shè)置有上下貫通的冷卻 通槽，電池單體20底部的封邊201置于該冷卻通槽內(nèi)；底部冷卻腔體401亦為中空結(jié)構(gòu)，冷卻 液（圖未示)從底部冷卻腔體進(jìn)液口 1 〇2進(jìn)入，從底部冷卻腔體出液口 103流出，可以將電池 單體20底部產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出。
[0029] 極耳冷卻腔體101及底部冷卻腔體401的側(cè)面設(shè)有凹槽，用于對打包帶30進(jìn)行限 位。
[0030] 極耳冷卻腔體101及底部冷卻腔體401的材料可以為具有較高熱導(dǎo)率的材料(導(dǎo)熱 系數(shù)應(yīng)大于300W/m ? °C)，如金屬，從而利于將電池單體20的熱量導(dǎo)出。極耳冷卻腔體101及 底部冷卻腔體401的外表面需進(jìn)行氧化處理以保證其表面絕緣，或涂覆一層耐高溫導(dǎo)熱絕 緣漆。
[0031] 請參閱圖4,極耳冷卻腔體101及底部冷卻腔體401上相鄰?fù)ú坶g的距離略大于電 池單體20的厚度，相鄰電池單體20之間有0.2-0.5mm的距離，可以避免電池工作時(shí)發(fā)熱膨脹 而導(dǎo)致的相互擠壓。
[0032]進(jìn)一步地，為增強(qiáng)散熱性能，該電池模塊1還可進(jìn)一步包括在封邊201與極耳冷卻 腔體101及底部冷卻腔體401上通槽間的接觸面之間涂覆或填充的導(dǎo)熱劑（圖未示）。該導(dǎo)熱 劑可以為導(dǎo)熱性能良好的粘性或者半粘性物質(zhì)，如硅膠。該導(dǎo)熱劑可以徹底排除接觸面之 間的空氣，減小熱阻，改善散熱性能。另外，導(dǎo)熱劑也有利于固定該電池單體20。
[0033]圖5所示為本發(fā)明進(jìn)行級聯(lián)組合后的另一種實(shí)施方式，通過長打包帶50多多個(gè)電 池模塊進(jìn)行級聯(lián)組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，包括殼體和多個(gè)電池單體，所 述多個(gè)電池單體以層疊狀設(shè)置在所述殼體中，其特征在于，還包括極耳冷卻裝置、打包帶以 及底部冷卻裝置;所述電池單體的封邊通過打包帶緊固于極耳冷卻裝置的極耳通槽及底部 冷卻裝置上的冷卻通槽內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述極耳冷卻裝置由極耳冷卻腔體、極耳冷卻腔體進(jìn)液口及極耳冷卻腔體出液口組 成;極耳冷卻腔體上設(shè)置有上下貫通的極耳通槽，所述電池單體上部的封邊置于所述極耳 通槽內(nèi)，極耳從所述極耳通槽內(nèi)穿過。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述底部冷卻裝置由底部冷卻腔體、底部冷卻腔體進(jìn)液口及底部冷卻腔體出液口組 成;底部冷卻腔體上設(shè)置有上下貫通的冷卻通槽，所述電池單體底部的封邊置于該冷卻通 槽內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述極耳冷卻腔體的材料導(dǎo)熱系數(shù)大于300W/m · °C;極耳冷卻腔體的外表面進(jìn)行氧化 處理或涂覆導(dǎo)熱絕緣漆。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述底部冷卻腔體的材料導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)大于300W/m · °C，底部冷卻腔體的外表面進(jìn)行氧 化處理或涂覆導(dǎo)熱絕緣漆。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述極耳通槽內(nèi)涂覆或填充的導(dǎo)熱劑，所述導(dǎo)熱劑為粘性或者半粘性物質(zhì)。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于軟包裝鋰離子電池的局部冷卻電池模塊，其特征 在于所述冷卻通槽內(nèi)涂覆或填充的導(dǎo)熱劑，所述導(dǎo)熱劑為粘性或者半粘性物質(zhì)。
【文檔編號】H01M10/6567GK105846011SQ201610222265
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】方海峰, 王珉, 張禮華, 高進(jìn)可, 蔡李花, 吳群彪, 張洋, 何曉崐
【申請人】江蘇科技大學(xué)