一种具有高效率散热的锂离子电池的制作方法

本发明涉及新型电池技术领域，尤其涉及一种具有高效率散热的锂离子电池。

背景技术：

近年来，新能源的发展引人注目，特别是锂离子电池的高速发展，成为新能源行业中人们关注的焦点。因此，锂离子电池的安全性及循环寿命的改进提升，直接关系到锂离子电池是否能够大规模推广应用，显得越来越重要，越来越紧迫。

在锂离子电池技术的不断发展中，存在一些技术难题，例如，锂离子电池充放电循环过程中电解液发生不可逆消耗，因电池内部缺乏电解液，导致电池内部产生气体鼓胀，循环容量跳水，甚至导致起火爆炸等安全问题。特别说明的是，锂离子电池组件的使用问题具有一定范围，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和充放电性能，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。例如中国专利CN202651310U公开了一种大功率锂离子电池，包括正极以及负极，还包括U型的金属散热套，该金属散热套的下底面为平面结构，并且设有螺纹连接孔，在该金属散热套内具有与其铸造成型为一体的塑料壳体，所述塑料壳体的上部安装有所述的正极及负极，塑料壳体内部灌装有电解液。该技术方案通过U型的金属散热套来进行热量的排散，是不足保证其散热需求的，还有其在侧壁上开设散热孔，采用空气散热，而散热孔的设置，孔径较小，对于大功率锂离子电池包，是远远不足以保证散热平衡的。

再例如中国专利02256897.2公开了一种能够提供大功率软包装动力锂离子电池,这种电池是由若干个软包装的锂离子电池通过并联或串联组成,使其功率有效地加大,为解决其静止或工作状态时的散热问题,它集中采用了金属管的散热功效,使自然风能够顺利通过每一个电池单体间的金属管,从而高效地迅速地降低其温度。技术方案通过金属管进行热量的排散，也是不足保证其散热需求的。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的锂离子电池散热效率低，组装工艺复杂的问题，本发明提供了一种锂离子电池。

本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池，包括外壳，以及放置在所述外壳之间的多组锂离子电池单元，多组锂离子电池单元上下层叠放置；每组所述锂离子电池单元包括多个电池单体，其创新点在于：所述外壳包括左侧盖和右侧盖，所述左侧盖和右侧盖分别固定在锂电池单元的两侧，实现锂电池单元的固定；所述左侧盖与右侧盖的结构相同，形成上、下开口的框型结构；所述左侧盖与右侧盖均包括上盖板、下盖板以及弧形板，所述上盖板连接弧形板，弧形板连接下盖板，所述上盖板、弧形板和下盖板一体成型。

在此基础上，所述弧形板为设置有槽体的弧形板，所述槽体向内凹陷形成放置区，所述弧形板槽体两侧边分别形成固定区，固定在锂电池单元的一侧，实现锂电池单元的单侧固定。

在此基础上，所述左侧盖与右侧盖的两个弧形板相对设置，形成通风区。

在此基础上，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分别对其进行散热；所述散热结构包括第一隔离板、第二隔离板和支撑结构；所述第一隔离板安装在下方的电池单体上，所述第二隔离板竖直安装在第一隔离板上，所述支撑结构安装在第二隔离板上，且与上方的电池单体接触进行支撑。

在此基础上，所述支撑结构由伸缩杆、支撑杆和固定杆组成；所述伸缩杆垂直固定在支撑杆上，所述支撑杆固定在固定杆上，且与固定杆呈垂直状态；所述固定杆与第二隔离板平行设置，且与第二隔离板进行贴合固定。

在此基础上，所述锂离子电池还包括第二散热结构，所述散热结构包括若干个散热片，所述若干个散热片和电池单体之间表面接触。

在此基础上，若干个所述散热片均匀排列在电池单体表面，所述散热片呈波浪形结构，两两所述散热片波谷和波峰均相对设置，形成大的空区。

在此基础上，所述电池单体表面设置有2-4个散热片。

在此基础上，所述电池单体表面设置有4个散热片。

在此基础上，所述外壳还包括透气网，所述透气网安装在外壳的底部、顶部以及其余两侧面；所述透气网由多个透气子网构成，所述透气子网包括两个透气条，两个所述透气条呈一定角度的方向设置，角度的取值范围为20-60度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明锂离子电池，左侧盖与右侧盖的结构相同，形成上、下开口的框型结构；在本发明中，框型结构的设置，能够带来较大的通风区，有效扩大散热区域，且结构简单，维护成本低，安装方便。

(2)本发明锂离子电池，左侧盖与右侧盖均包括上盖板、下盖板以及弧形板，在上述结构中，首次将锂离子电池的外壳简化，在本发明中，通过左侧盖和右侧盖实现锂离子电池的固定，既能起到防震抗压的作用，也能保证锂离子电池的散热效果，一举多得。

(3)本发明锂离子电池，还包括散热结构，上述散热结构运用在锂离子电池单体之间的散热，结构简单，使用方便，设计巧妙。散热结构可以通过第一隔离板的安装或卸载实现灵活的取放，采用不固定的设置，可以按照实际情况，例如冬季或夏季的区别，增加或减少散热结构的个数。

(4)本发明锂离子电池，散热结构中的支撑结构由伸缩杆、支撑杆和固定杆组成，上述支撑结构的主要作用，是利用特殊的结构和功能，使得上、下相邻的锂离子电池单体能够保证具有一定的必需空隙，提高散热速率。

(5)本发明锂离子电池，锂离子电池还包括第二散热结构，主要是散热片，上述散热片结构的设置，可以在电池单体内部形成大的散热区，基于散热片足够吸热后，快速传递给空气，使得整个锂离子电池散热速率大大加快。同时，与本发明的外壳通风区遥相呼应，完全解决其静止或工作状态时的散热问题,锂离子电池的使用安全性能大大提高。

附图说明

图1是本发明锂离子电池整体结构示意图；

图2是本发明锂离子电池外壳结构示意图；

图3是本发明锂离子电池散热结构的一种实施方式示意图；

图4是本发明锂离子电池散热结构的第二种实施方式示意图；

图5是本发明锂离子电池散热结构的第三种实施方式示意图；

图6是本发明锂离子电池散热结构的第四种实施方式示意图；

图7是本发明锂离子电池第二种散热结构示意图；

图8是本发明锂离子电池过滤网结构示意图；

图9是本发明锂离子电池中电池单体层叠结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的图1-图9示意性的披露了一种具有高效率散热的锂离子电池。

本发明披露了一种具有高效率散热的锂离子电池，包括外壳，以及放置在所述外壳之间的锂离子电池单元1，所述锂离子电池单元1包括多个电池单体11，多个锂离子电池单体11上下层叠放置；作为本发明的一个发明点，如图1所示：所述外壳包括左侧盖2和右侧盖3，所述左侧盖2和右侧盖3分别固定在锂电池单元1的两侧，实现锂电池单元1的固定；所述左侧盖2与右侧盖3的结构相同，形成上、下开口的框型结构；在本发明中，框型结构的设置，能够带来较大的通风区，有效扩大散热区域，且结构简单，维护成本低，安装方便。通风区的设置可以与锂离子电池1自身带有的风冷通道配合使用，锂离子电池1结构稳定，同时简化了整个锂离子电池的结构。如图1所述，具体的，在本发明的此实施方式中，所述左侧盖2与右侧盖3均包括上盖板21、下盖板23以及弧形板22，所述上盖板21连接弧形板22，弧形板22连接下盖板23，所述上盖板21、弧形板22和下盖板23一体成型。在上述结构中，首次将锂离子电池1的外壳简化，在本发明中，通过左侧盖2和右侧盖3实现锂离子电池1的固定，既能起到防震抗压的作用，也能保证锂离子电池1的散热效果，一举多得。

作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，如图1、2所示：所述弧形板22为设置有槽体的弧形板，所述槽体向内凹陷形成放置区24，所述弧形板22槽体两侧边分别形成固定区，固定在锂离子电池单元1的一侧，实现锂电池单元1的单侧固定。上述左侧盖2与右侧盖3的两个弧形板22相对设置，形成通风区。

在本发明的另一实施方式中，所述锂离子电池1还包括散热结构，所述散热结构4设置在所述多个电池单体11两两之间(如图9所示)，分别对相邻的上、下电池单体11进行散热；如图3、4、5所示：在本发明的此实施方式中，所述散热结构4包括第一隔离板41、第二隔离板42和支撑结构；所述第一隔离板41安装在下方的电池单体11上，所述第二隔离板42竖直安装在第一隔离板41上，所述支撑结构安装在第二隔离板42上，且与上方的电池单体11接触进行支撑。上述散热结构4运用在锂离子电池单体11之间的散热，结构简单，使用方便，设计巧妙。散热结构4可以通过第一隔离板41的安装或卸载实现灵活的取放，采用不固定的设置，可以按照实际情况，例如冬季或夏季的区别，增加或减少散热结构4的个数。作为进一步优选的，上述散热结构4可以安装在上、下相邻两个单体的边沿处，可以两侧边沿都可以安装，也可以安装在一侧边沿处，在此并不做限定。

作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，如图3、4、5所示：所述支撑结构由伸缩杆43、支撑杆44和固定杆45组成；所述伸缩杆43垂直固定在支撑杆44上，并与上方锂离子电池单体11垂直，所述支撑杆44固定在固定杆45上，且与固定杆45呈垂直状态；所述固定杆45与第二隔离板42平行设置，且与第二隔离板42进行贴合固定。在本发明中，第一隔离板41与下方锂离子电池单体11平行设置，并进行活动固定或贴合固定，使之能够移动或者灵活的安装、卸载；第一隔离板41上方表面垂直固定有第二隔离板42，所述第二隔离板42的安装位置并不做限定，可根据实际情况进行安装。当然，支撑结构中的伸缩杆43、支撑杆44和固定杆45的安装位置并不一定要求是垂直状态，可以根据实际情况呈一定角度。上述支撑结构的主要作用，是利用特殊的结构和功能，使得上、下相邻的锂离子电池单体11能够保证具有一定的必需空隙，提高散热速率；支撑的高度可以在0.5-3cm为佳，优选的，支撑高度为1.5-2cm，当支撑高度选择为优选高度时，锂离子电池1结构稳定，散热效果佳。作为进一步优选的，所述伸缩杆43采用能够自身调节伸缩高度的杆子，所述固定杆45也可以采用能够自身调节伸缩高度的杆子，如此设置，可以根据所调节的高度大小进行调节，使用方便。

上述支撑结构选用时：如图4所示：当选择一定的的支撑高度时，例如1cm，先进行初始固定，将第二隔离板42选择合适的位置活动固定在第一隔离板41上，然后固定杆45贴合固定在第二隔离板42上，依次将支撑杆44和伸缩杆43进行固定，此时支撑杆44固定在上方电池单体11边沿的某一位置处；再进行精确固定，调节第二隔离板42的位置，如图6所示：例如在水平方向上前后移动，使得伸缩杆43抵触在合适的位置，此时能够调节到所需支撑的高度。另一方面，当上述调节模式并不能满足所需调节的高度时，如过低或过高时，可以使用伸缩杆43(采用能够自身调节伸缩高度的杆子)或固定杆45(采用能够自身调节伸缩高度的杆子)进行高度的进一步调节。上述调节方式灵活多变，结构简单，调节高度范围广。

作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，如图7所示：锂离子电池1还包括第二散热结构5，所述第二散热结构5包括若干个散热片51，所述若干个散热片51和电池单体11之间表面接触。如图7所示：所述若干个所述散热片51均匀排列在电池单体11表面，所述散热片51呈波浪形结构，两两所述散热片51的波谷和波峰均相对设置且互相接触，两两所述散热片51形成大的空区。上述散热片51结构的设置，可以在电池单体11内部形成大的散热区，基于散热片51足够吸热后，快速传递给空气，使得整个锂离子电池1散热速率大大加快。同时，与本发明的外壳通风区遥相呼应，完全解决其静止或工作状态时的散热问题,锂离子电池的使用安全性能大大提高。

上述散热片51包括金属层，在所述金属层的顶部涂覆有导热硅胶层，在金属层需要与其他散热片接触的一侧面的表面涂覆有相变材料层，在金属层的不需要与其他散热片接触的另一侧面的表面涂覆有石墨膜层；在上述实施方式中，所述涂覆有相变材料层的金属层侧面相对且接触设置，材料在散热片中经受了相变，金属层与金属层接触起到良好的导热作用，当散热片51不受热相变时，金属层与金属层不接触，起到良好的绝缘作用。作为进一步优选的，上述金属层可以选择为镍层、铜层或铝层，在此并不做限制。在本发明的此实施方式中，散热片三面涂层，符合本发明中锂离子电池1的散热需求，达到更好更快的散热效果。作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，为了将散热片51的散热效果与通风区的大小进行平衡，所述电池单体11表面设置有2-4个散热片；优选的，所述电池单体11表面设置有4个散热片。

作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，为了避免锂离子电池1中落入灰尘或其他杂物，在保证通风区的前提下，如图8所示：所述外壳还包括透气网6，所述透气网6安装在外壳的底部、顶部以及没有安装左侧盖2或右侧盖3的其余两侧面；具体的，如图8所示：所述透气网6由多个透气子网构成，具体的，在本发明的此实施方式中，如图8所示：所述透气子网包括两个透气条(分别是第一透气条61和第二透气条62)，两个所述透气条呈一定角度的方向设置，角度的取值范围为20-60度。在本发明中，透气网6结构简单，当透气子网排列越是紧密的时候，通风区的有效通风面积不会过多的得到损失，通风效果依旧能满足散热效率的需求。进一步的，透气子网包括两个透气条，两个透气条呈一定角度的方向设置，透气条的组成，很大程度上改进了单个透气条在一个方向上排布的弊端，例如通风道排风过于单一，而风向大多具有不固定方向的特性，削弱了通风能力。而在本发明发明中，设计两个透气条，呈一定角度的方向设置能很好的解决上述问题，作为进一步优选的，两个透气条的夹角的角度的取值范围为20-60度，能最大程度上保证通风能力。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。