具有散热构件的电池及电池组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池技术领域，特别设及具有散热构件的电池及电池组。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池及其电池模组具有输出电压高、比容量高、放电电压平稳、循环寿命和 能量密度高的优点，所W裡离子电池及其模组已经广泛的应用于笔记本电脑、平板电脑、数 码相机、手机，甚至是电动汽车、储能系统等领域，裡离子电池目前的发展方向是向更高能 量密度、更轻更薄的消费类电子领域进军，即要求其组合具有更大的容量支持产品更长时 间的运行，同时电池充电时间要更短，要满足更大倍率的充电电流。而运些条件的满足除了 需要使用多串多并结构的电池模组之外，同时需要电池满足大倍率充放的性能。而不管是 电池单元并排组合的串并模式，还是电池大倍率充放，都会导致电池散热问题加剧，使得电 池中屯、溫度异常。而电池溫度过高往往会反过来导致电池电化学体系不稳定，出现电池短 路或者是起火燃烧，造成安全问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的之一在于：采用润湿性能良好的涂层涂覆在隔板的通道内壁，优选 为纳米漆材料涂层，且纳米漆材料选为纳米聚合物微乳液；同时优选的纳米漆材料中的纳 米颗粒至少有一相的粒径尺寸在10~IOOnm之间，纳米颗粒选自纳米改性聚氨醋、纳米碳 颗粒、纳米改性环氧树脂、纳米铁釉和纳米金属氧化物中的至少一种。
[0004] 所述纳米漆材料涂层具有特殊纳米功能和其微分子结构，一方面能够与隔板的通 道内壁发生配位反应形成牢固的爪状渗适，能够在散热介质的冲刷流动过程中保持优异的 稳定性和循环使用寿命；另外一方面利用纳米漆材料涂层的油水双亲特性，能够与循环流 动的散热介质形成很好的润湿效果散热介质之间形成良好的润湿界面，保证散热介质在通 道内均匀稳定的大面积铺展，最大限度的与热量更高的通道接触进行热量的纵向吸收捜集 进而向外横向传递，传递的原理是当电忍中屯、位置的散热介质吸热后溫度会升高，而位于 电忍边缘位置即溫度更低位置的散热介质会由于对流作用进行相对流动（物理学上指的 液体或气体中，较热的部分与较冷的部分相对运动，循环流动，互相渗和，使溫度趋于均匀 的过程）。 阳〇化]本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有散热构件的电池， 当电池在被充电和放电的过程中产生大量的热量时，利用导热性能良好的隔板材料W及具 有润湿性能的涂层进行纵向导热将热量纵向传递给通道及散热介质，再由在通道内壁高度 润湿分散的散热介质快速的吸热促进散热介质对流运动，从而将热量通过热传导性能良好 的散热介质及时横向散发出去，从而提高电池工作的稳定性W及增长电池的使用寿命。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0007] 具有散热构件的电池，包括电忍及包覆于所述电忍的散热构件，所述散热构件包 括隔板和散热介质，所述隔板内设置有用于散热介质流动的通道，在所述通道的内壁上涂 覆有具有润湿性能的涂层。当电池在被充电和放电的过程中产生大量的热量时，利用导热 性能良好的隔板材料W及具有润湿性能的涂层进行纵向导热将热量纵向传递给通道及散 热介质，再由在通道内壁高度润湿分散的散热介质快速的吸热促进散热介质对流运动，从 而将热量通过热传导性能良好的散热介质及时横向散发出去，从而提高电池工作的稳定性 W及增长电池的使用寿命。
[0008] 作为本发明的一种改进，所述隔板的材料选为侣、铜、儀、不诱钢、活性炭、石墨締 或硅胶
[0009] 作为本发明的一种改进，所述散热构件还包括散热层，所述散热层采取全涂覆、间 歇涂覆和连续的图纹涂覆中的至少一种方式涂覆于所述隔板的表面。
[0010] 作为本发明的一种改进，所述涂层和所述散热层均为纳米漆材料涂层，其中，纳米 漆材料为纳米聚合物微乳液。
[0011] 作为本发明的一种改进，所述涂层和所述散热层的材料为多元共聚含氣涂料或蒙 脱±改性涂料。
[0012] 作为本发明的一种改进，所述纳米漆材料中纳米颗粒至少有一相的粒径尺寸在 10~IOOnm之间，纳米颗粒选自纳米改性聚氨醋、纳米碳颗粒、纳米改性环氧树脂、纳米铁 釉和纳米金属氧化物中的至少一种。
[0013] 作为本发明的一种改进，所述散热介质可为嫁儀合金、嫁铜合金、嫁铜锡合金、铜 锡祕合金、钟钢合金、水银、液态水、四氯化碳、丙二醇或甲苯。
[0014] 作为本发明的一种改进，所述散热介质在所述通道中的体积比为20~80%。
[0015] 作为本发明的一种改进，所述通道在所述隔板内布局成"0"形结构、"U"形结构或 "I"形结构。
[0016] 本发明的另一个目的在于提供一种电池组，由多个电忍串联、并联或混联结合而 成，每个所述电忍均包覆有上述的散热构件，散热构件可W W条纹状的方式全部包覆于电 忍，也可W W条纹状的方式单独平行包覆于电忍上部、中部或下部=个部分，当然包覆于所 述电忍的中部更有利于散热，因为电忍的中屯、位置散热最难，溫度异常概率较大。
[0017] 此外，还提供一种电池组，由多个电忍串联、并联或混联结合而成，两个相邻的所 述电忍之间设置有上述的散热构件。
[0018] 上述电池组还可W通过上述的散热构件进行外包装。所W，本发明的散热构件5 既作为电池或电池组的散热结构，还可W作为电池或电池组的外包装材料（相对于现有技 术，节省额外包装费用及避免了多层外包材料带来的能量密度下降的问题），更有效地使得 散热材料与外部空气接触，大大提高散热效率。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明中实施例1的结构示意图。
[0020] 图2为本发明中实施例1散热构件的结构示意图。
[0021] 图3为本发明中实施例1隔板的横截面示意图。
[0022] 图4为本发明中实施例2散热构件的结构示意图。
[0023] 图5为本发明中实施例2隔板的横截面示意图。
[0024] 图6为本发明中实施例3散热构件的结构示意图。 阳O巧]图7为本发明中实施例3隔板的横截面示意图。
[0026] 图8为本发明中实施例4散热构件的结构示意图。
[0027] 图9为本发明中实施例5散热构件的结构示意图。
[0028] 图10为本发明中实施例25的结构示意图之一。
[0029] 图11为本发明中实施例25的结构示意图之二。
[0030] 图12为本发明中实施例25的结构示意图之S。
[0031] 其中：1-隔板，2-散热层，3-导热双面胶层，4-电忍，5-散热构件，6-通道。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合【具体实施方式】和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明 的实施例不限于此。 阳〇3引 实施例1
[0034] 如图1~3所示，具有散热构件的电池，包括电忍4及包覆于电忍4的散热构件 5,散热构件5包括隔板1和散热介质，隔板1内设置有用于散热介质（图未示）流动的通 道6,在通道6的内壁上涂覆有具有润湿性能的涂层（图未示）。当电池在被充电和放电的 过程中产生大量的热量时，利用导热性能良好的隔板W及具有润湿性能的涂层（涂层优选 为纳米漆材料涂层，理论上只要能够形成稳定涂层，同时能够与散热介质之间具有良好润 湿接触性能的涂层材料均可。）进行纵向（图2中Y轴的方向）导热将热量纵向传递给通 道及散热介质，再由在通道内壁高度润湿分散的散热介质快速的吸热促进散热介质对流运 动，从而将热量通过热传导性能良好的散热介质及时横向（图2中X轴的方向）散发出去， 从而提高电池工作的稳定性W及增长电池的使用寿命。
[0035] 在通道6的内壁上涂覆有纳米聚合物微乳液的涂层，该涂层是通过纳米聚合物微 乳液多次流洗的方式涂覆到通道6的内壁，所述涂层厚度为IOnm;由于纳米漆材料具有特 殊纳米功能和其微分子结构，能够与隔板1的通道6内壁发生配位反应形成牢固的爪状渗 适，且能够在散热介质的冲刷流动过程中保持优异的稳定性和循环使用寿命。
[0036] 上述散热介质可为嫁儀合金、嫁铜合金、嫁铜锡合金、铜锡祕合金、钟钢合金、水 银、液态水、四氯化碳、丙二醇或甲苯，运些流体均具有良好的散热性。另外，散热介质还可 W采用嫁、钢、钟等其他液体金属。所述散热介质在所述通道6中的体积比为20~80%，原 因是对于液态金属类的散热介质，由于其相变是由固态到液态的相变散热，其散热介质在 其通道6中的体积比优选为50~80% (液相-固化体积变化不大）；散热有机溶剂（易 挥发性）由于其散热原理是通过由液态吸热挥发为气态，再由溫度较低处由气态冷凝为液 态进行热量的传递，其散热介质在其通道6中的体积比优选为20~40% (液相-气相，体 积变化较大）。
[0037] 优选地，散热构件5还包括散热层2,散热层2采取全涂覆的方式涂覆于隔板1的 单面，涂层和散热层2均为纳米漆材料涂层，其中，纳米漆材料为纳米聚合物微乳液，涂层 和散热层