一种锂离子电池及锂离子电池包的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种锂离子电池及锂离子电池包，其中锂离子电池包括：盖板和底板，以及放置在所述盖板和所述底板之间的多组电池单元；所述每组电池单元包括多个电池单体；所述盖板和所述底板相连接形成两面开口的框型结构，所述框型结构与所述多个电池单元之间形成风道；所述锂离子电池还包括散热结构，所述散热结构与所述多个电池单体之间通过面接触对其进行散热。所述的锂离子电池包包括上所述的锂离子电池。本实用新型提高了锂离子电池及锂离子电池包的散热效率，并使其结构简单、组装工艺简单、维修容易。
【专利说明】一种锂离子电池及锂离子电池包
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电动汽车动力源【技术领域】，尤其涉及一种锂离子电池及锂离子电池包。
【背景技术】
[0002]现在新能源汽车的发展正在呈现出加速发展的态势，用以应对由于现有汽车使用化石燃料而引起的空气质量问题，作为新能源汽车主要动力源的二次方形软包装锂离子电池被大量的使用。因汽车动力源需要高功率和大容量的电池包，需要将这些电池模块彼此之间进行电连接来达到使用要求，传统的电池模块需要固定在基板、端板以及支撑条，这些结构用来确保电池包的动态稳定性，当大量的电池模块需要固定时，电池组的整体结构稳定性还需要特殊考虑。但是由于汽车的空间限制以及生产效率的要求，对电池包及电池模块的紧凑性和制造的难易程度提出了更高的要求，所以通常需要将其制造成紧凑的结构来适应对汽车的占用空间要求。
[0003]而且软包装锂离子电池包的使用温度具有一定范围,温度过低和温度过高或温度不均匀都会影响电池包的寿命及充放电性能。混合动力汽车行驶过程中在不同的情况下会导致锂离子电池包间断性的大倍率充放电，大倍率的充放电会产生很大的热量，而如果大量的热量不能有效排散到外部的话，会导致电池包使用温度升高超过使用温度上限时，将会影响其使用寿命及降低充放电效率。
[0004]现有电池包中的各个电池模块被分别固定在基板，冷却的方法有风冷和水冷两种方式，风冷是采用在模块内电池单体与电池单体之间设置缝隙，通过风机使气流通过方形电池单体之间的狭小缝隙，进行降温，或固定电池模块的基板与底板之间有一定距离形成单独的风道，通过散热片伸入风道，把电池的热量传导到风道中进行冷却；但是该种方法的电池包中电池模块没有集成风道，需要另外设计风道，导致整个电池包结构复杂，零件数量多，集成度低，布置不灵活，组装工艺复杂，当电池模块数量多时，电池的整体结构稳定性也会降低，同时模块内电池单体与电池单体之间的散热片从模块一侧伸出，电池单体也是只有一面贴合散热片，不容易达到均匀散热的目的。
[0005]而水冷方式是使用水冷板，通过在电池与电池之间加装导热片，电池的热量通过导热片传导到水冷板上进行冷却；而现有的水冷系统结构复杂，成本高，而且对维修人员的技术水平要求较高。
[0006]中国专利CN 202839897公开了一种电池包，包括中心形成有多个电池槽的下支架，与下支架固定连接的上支架以及被固定夹持在上下支架之间的电池组，还包括匀热装置，所述的匀热装置包括固定连接在下支架底部的散热底板，被夹设在两相邻电池间并穿过下支架与散热底板固定连接的多个散热翅片，但是还是没有较好的解决散热问题和空间设置的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池及锂离子电池包，提高锂离子电池及锂离子电池包的散热效率并且使其结构简单，组装工艺简单，维修容易。
[0008]为解决上述问题，本实用新型提供一种锂离子电池，包括盖板和底板，以及放置在所述盖板和所述底板之间的多组电池单元；所述每组电池单元包括多个电池单体；所述盖板和所述底板相连接形成两面开口的框型结构，所述框型结构与所述多组电池单元之间形成风道；所述锂离子电池还包括散热结构，所述散热结构与所述多个电池单体之间通过面接触对其进行散热。
[0009]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述散热结构与所述电池单体的两面接触散热。
[0010]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述散热结构为设置在每两个所述电池单体之间的多个散热片。
[0011]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述散热片和所述电池单体之间还设置有塑胶件。
[0012]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述散热结构包括多个设置在所述电池单体之间并从所述电池单体两侧延伸出形成翅片结构的散热片。
[0013]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述框型结构具有多个通风槽。
[0014]作为上述技术方案的一种改进，其中，每个所述电池单元的顶部和底部分别设置端板。
[0015]作为上述技术方案的一种改进，其中，盖板和底板以及电池单元通过固定串杆进行固定。
[0016]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述电池单体之间通过电极支撑块电连接，所述电池单元之间通过电极连接板电连接，多组所述电池单元叠设在一起通过两个电极连接组件对外进行电气输出。
[0017]本实用新型还提供一种锂离子电池包，所述锂离子电池包包括上述任意一种锂离子电池。
[0018]通过将本实用新型与现有技术进行对比，可知本实用新型的锂离子电池及锂离子电池包通过将盖板和底板相连接围成两面开口的框型结构，将多组电池单元放置在该框型结构中，并与该框型结构之间形成可供风流经的风道，不需要单独设置其他的通风结构，从而使其结构简单，维修容易，组装工艺简单，并且具有良好的散热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1所示为本实用新型实施例提供的锂离子电池立体结构示意图；
[0021]图2所示为图1的锂离子电池的电池单元的爆炸立体结构示意图；
[0022]图3所示为图2的电池单元的立体示意图；
[0023]图4所示为图1的锂离子电池的爆炸结构示意图；
[0024]图5所示为本实用新型实施例提供的锂离子电池包的俯视结构示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]I锂离子电池10盖板11起吊部12通风槽
[0027]13螺纹孔20底板30电池单元31电池单体
[0028]311电极连接片32散热片321电极支撑块
[0029]322翅片结构33端板34连接孔35塑胶件
[0030]40电极连接件50电极防护板51输出孔61固定串杆
[0031]62连接螺栓70电极连接板2锂离子电池包8风道
[0032]9主风道
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0034]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指说明书附图中所示的方向。
[0035]图1所示为本实用新型实施例的锂离子电池I的结构示意图。请参见图1，本实用新型的锂离子电池包括盖板10、底板20、多组电池单元30以及散热结构,盖板10和底板20相连接，形成具有两面开口的框型结构，可供风通过，多组电池单元30被放置在该框型结构中，并且该框型结构与多组电池单元30之间形成有风道8，用于使风进入到风道8中从而对电池单元30进行冷却，散热结构设置在电池单元30中与电池单元30通过面接触对其进行散热，散热结构两个侧伸出电池单元30两侧，可将电池单元30产生的热量传递到风道8中，从而热量被风道8中经过的风带走。
[0036]本实用新型的锂离子电池I通过自身带有的风道8对多组电池单元30进行通风冷却，不需要在锂离子电池内部设置单独的风道，使锂离子电池I集成度高，组装工艺简单，简化了整个锂离子电池I的结构，从而增加整个锂离子电池I的结构稳定性，同时还降低了成本；也避免采用水冷的冷却方式造成的结构复杂、维修成本高的问题。
[0037]请参见图2和图3，电池单元30包括多个电池单体31、散热结构和端板33。多个电池单体31上下叠放，散热结构穿插设置在多个电池单体31之间，在本实用新型实施例中散热结构为设置在电池单元30中分别与电池单体31面接触的多个散热片32。散热片32采用导热性能良好的金属材料制成，优选采用铝制薄钣金制成，这样可以使电池单体31产生的热量快速传递到散热，32上，散热片32部分伸入到风道中与流经的风接触导热。当然本实用新型并不对散热结构的形式进行限制，在其他实施例中，散热结构还可以是可以对电池单体31进行导热的散热管或者散热块或者直接设置的散热结构等形式。
[0038]进一步地，优选采用将多个散热片32与电池单体31的两面接触对其进行散热，避免现以往电池单元的电池单体之间与设置的散热片只有一面接触，而造成的散热效率低且散热不均匀的问题，采用两面接触散热可以提高热量传导和散热效率，从而使锂离子电池I内各处的温度均匀，并使每个电池单元30稳定地处于正常的使用温度范围，从而增加锂离子电池I的使用寿命。
[0039]进一步地，本实用新型实施例中的散热结构在散热片32上还设置有用于支撑电池单体31的结构。例如图2中所示，本实用新型实施例采用注塑的方式直接在散热片32上设置塑胶件35，使每个散热片32的两面分别通过该塑胶件35间接与电池单体31接触导热。该塑胶件35为导热性能良好的导热塑胶，其中间部分为网状结构，四周形成框型结构，并且在四周的框型结构上开设有多个连接孔34，以便每个电池单元30整体在外框形成用于固定的连接通孔。在散热片32上加设塑胶件35，可以对电池单体31进行支撑避免电池单体31与散热片32直接接触造成的磨损；并且可以起到较好的缓冲作用，减少在使用过程中震动对锂电池整体结构造成的影响；还可以使锂离子电池I在使用过程产生的热量均匀地传递到散热片32上进行导热，不至于热量堆积而对锂离子电池I造成不良影响。
[0040]当然本实用新型实施例并不限于此，在其他实施例中，塑胶件35可以通过其他连接结构与散热片32连接，当然还可以不设置塑胶件35，而采用在该散热片32与电池单体31之间填涂导热硅胶的方式，也可以达到上述目的。
[0041]进一步地，每个散热片32从塑胶件35的两侧向外伸出，并且向外伸出的边缘向上翻折一长度，图2所示，从而在多个电池单体31的两侧形成多个翅片结构322，使多个翅片结构322延伸设置在风道8中，并且每两个翅片结构322之间都保持有适当的距离，以便其之间可以供风流经，从而对散热片进行冷却。
[0042]这样，每个电池单体31产生的热量通过塑胶件35传递到散热片32上，散热片32通过翅片结构322将热量传递到风道8中，当风道8中有风吹进的时候即可以直接与翅片结构322进行热交换，因此增大了风和散热片32的接触面积，又因为翅片结构322之间的缝隙可以使风道中的风顺利通过，从而可以快速地将散热片32上的热量带走。此种方法相比现有技术中的为锂离子电池单独设置风冷通道的方式，可以有效提高锂离子电池的散热效率，并且与上述的实施例比较，设置翅片结构322的冷却效果更佳，其增加导热面积能进一步提高对电池单元30的冷却程度，多个翅片结构322从两侧伸出可以加快散热效率，从而保证锂离子电池的正常工作。
[0043]当然如果散热片32上没有塑胶件35即将散热片32的边缘从两个电池单体31之间直接延伸出并向上翻折形成翅片结构322即可。
[0044]端板33放置在电池单元30的顶层和底层，同样是由散热片和塑胶件构成，其对设置在其中间的各个电池单体31进行稳固和压紧，其也可以属于散热结构的一部分，进一步对顶层的电池单体31的顶面和底层的电池单体31的底面进行热量传递，使电池单体31的散热程度尽可能地保持一致，保证锂离子电池I的整体散热效果。
[0045]本实用新型实施例电池单元30中相邻的两个电池单体31之间通过两个电极支撑块321固定并电连接，两个电极支撑块321固定在两个电池单体31之间的散热片32的边缘或者固定在塑胶件35的边缘，与该散热片32相邻的电池单体31则通过其自身上设置的两个电极连接片311固定在电极支撑块321上并与其电连接。
[0046]请参见图4，多组电池单元30依次叠放，多组电池单元30两两之间通过电极连接板70电连接，并且每个锂离子电池I通过两个电极连接组件40对外进行电气输出。在锂离子电池I具有电极连接片311 —侧最上层还设置有电极防护板50，电极防护板50上开设有用于供电极连接组件40对外进行电气输出的输出孔51。
[0047]请参见图4，底板20用于支撑多组电池单元30，其为两侧边具有向上凸起的边缘的支撑结构，该向上凸起的边缘上开设有螺纹孔，并且向上凸起的边缘与多组电池单元30之间预设有一定的缝隙。
[0048]盖板10为向下与底板20盖合的“C”型结构，盖板10的两侧边具有向外侧延伸的边缘，该边缘上同样开设有螺纹孔13，用于与底板20向上凸起的边缘通过连接螺栓62进行连接固定，从而形成框型结构容纳多组电池单元30。盖板10上设置有多个通风槽12，用于使锂离子电池I外面的风可以进入到风道8中对电池进行冷却，增加通风槽12可以辅助框型结构使风道3中的风量增加，进一步提高自形成风道3对多个电池单元30的冷却效果以及冷却效率。在盖板10的外框边缘处还设置有多个固定孔，盖板10侧壁上还设置有用于打开盖板10的起吊部11。
[0049]本实用新型的锂离子电池I采用固定串杆61贯穿盖板10上的固定孔和竖直叠放的多组电池单元30的连接通孔将其与底板20进行固定。固定好的锂离子电池I的每两组平行放置的电池单元30之间也同样形成有风道8，供风经进入该风道8中与延伸在该风道8中的翅片结构322导热。
[0050]请参见图5，本实用新型还提供一种锂离子电池包2，其包括多个锂离子电池1，每个锂离子电池I通过各自具有独立的风道8进行散热，多个锂离子电池I彼此之间电连接，采用并行通风的方式散热，即多个锂离子电池I两两相对平行放置，中间形成主风道9，前后两侧的风从风道8中经过锂离子电池I内部后，沿主风道9流出，依次循环。因此可以保证每个锂离子电池I的冷却程度都是同等的，使锂离子电池包2具有较高的散热效率，进一步保证其的正常工作并且增长其使用寿命。
[0051]综上所述，本实用新型的锂离子电池至少具有以下的优点:
[0052]1.本实用新型的锂离子电池中，将依次叠放的多组电池单元与盖体和底板之间以及平行设置的两组电池单元之间预设一定距离形成可供风流经的通道，使每个锂离子电池具有独立的散热风道，而不需要在锂离子电池内部单独设置风道或增加其他的通风装置。并且多个锂离子电池形成的锂离子电池包采用将锂离子电池并行设置，也同样在其之间预留可供风流经的通道，从而使本实用新型的锂离子电池和锂离子电池包结构简单并紧凑、组装工艺简单，维修容易。
[0053]2.在本实用新型的锂离子电池的一个实施例中，散热结构由多个散热片组成，并且多个散热片和电池单元的电池单体两面接触进行导热，相比于现有的只在一个面贴合的情况更加有利于热量的传导，从而提高电池单体热量传导和散热效率，保证锂离子电池内的各处散热程度相同，从而其内各处热量均匀，保证电池单体及锂离子电池整体的充放电效率进一步增长其使用寿命。
[0054]3.在本实用新型的锂离子电池的一个实施例中，散热片从电池单体的两侧向外延伸，并在两侧延伸的边缘处向上的翻折一长度的边形成翅片结构，翅片结构处于风道中，即将电池单体的热量通过散热片传递到风道中，在风道中风吹散热片的翅片结构，带走热量，进而对电池单体进行散热冷却。同时将散热片的翅片结构从两侧伸出的形式，增加了散热片与风的接触面积，相比于现有的散热片从一侧伸出的结构更加有利于热量的传导和保证锂离子电池内电池多个电池单体散热程度，更能使电池单体在良好的使用温度范围内，从而保证锂离子电池整体的充放电效率，并提高使用寿命。
[0055]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0056]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0057]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种锂离子电池(I)，包括盖板(10)和底板(20)，以及放置在所述盖板(10)和所述底板(20)之间的多组电池单元(30);其特征在于，所述每组电池单元(30)包括多个电池单体(31);所述盖板(10)和所述底板(20)相连接形成两面开口的框型结构，所述框型结构与所述多组电池单元(30)之间形成风道(8);所述锂离子电池(I)还包括散热结构，所述散热结构与所述多个电池单体(31)之间通过面接触对其进行散热。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述散热结构与所述电池单体(31)的两面接触散热。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述散热结构为设置在每两个所述电池单体(31)之间的多个散热片(32)。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述散热片(32)和所述电池单体(31)之间还设置有塑胶件(35)。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述散热结构包括多个设置在所述电池单体(31)之间并从所述电池单体(31)两侧延伸出形成翅片结构(322)的散热片(32)。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述框型结构具有多个通风槽(12)。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:每个所述电池单元(30)的顶部和底部分别设置端板(33)。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:盖板(10)和底板(20)以及电池单元(30)通过固定串杆(61)进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池，其特征在于:所述电池单体(31)之间通过电极支撑块(321)电连接，所述电池单元(30)之间通过电极连接板(70)电连接，多组所述电池单元(30)叠设在一起通过两个电极连接组件(40)对外进行电气输出。
10.一种锂离子电池包(2)，其特征在于:所述锂离子电池包(2)包括如权利要求1-9任意一项所述的锂离子电池(I)。
【文档编号】H01M10/6555GK204167420SQ201420620639
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】谷业明, 肖宁强, 李潇 申请人:北汽福田汽车股份有限公司