一种软包电池的散热及安全保护方法与流程

1.本发明涉及锂离子电池领域，具体为一种软包电池的散热及安全保护方法。


背景技术：

2.目前在锂离子电池储能领域，由于软包电池由于成组困难、散热不易和容易漏液的特点导致寿命低，因此很难在大型储能应用场景应用，无法发挥其能量密度高的特点。目前的技术方案一般是采用将多支软包电池放在一个设计好的模组支架上，用以支撑软包电池的极耳，然后再将极耳焊接组成成组的模组；为了散热，相邻电池之间的留有一定的间隙或者采用水冷板。其他则与普通的模组、pack一致。
3.由于锂离子电池有着能量密度大、寿命长、绿色环保等优点，已经广泛应用于储能、电动工具以及汽车领域。随着技术进步和成本下降压力，锂离子电池朝着大型化和高能量密度方向发展，这对电池的散热和热管理提出来更高的要求。软包电池因为更高的能量密度和灵活性在使用时具备较大的优势，但其难成组、难散热、易膨胀、易漏液的缺点，一直在大规模储能领域难以很好的应用。现有的方案采用支架结构给软包电池提供足够的支撑，并连接。
4.而现有的技术方案，通过支架的方式将软包电池结合在一起，虽然解决了成组的问题，但软包之间散热难。如果采用液冷的方法，由于液冷板一面光滑一面布置液冷管，液冷板与软包电池之间存在难以接触的问题或者只能有一面电池接触良好。而当软包电池膨胀时，也难以第一时间监测得到，此外还存在漏液被水侵入的危险，后期储能系统的运维难度极大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种软包电池的散热及安全保护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种所述软包电池包括锂电池极芯、密封圈、连接片、盖板、铝壳以及软连接，其具体散热及安全保护方法包括如下步骤：
7.s1、将正极片、负极片、隔膜通过卷绕或叠片的方式制成锂电池极芯；
8.s2、将锂电池极芯通过铝塑膜密封，然后通过注液、老化、化成、分容等步骤制成软包电池；
9.s3、将需要成组的软包电池，按照成组要求将极耳穿过各自对应的密封圈，并保证极耳与铝塑膜的焊接密封位置在密封圈外侧，密封圈与软包电池外壳接触的地方用密封胶紧密密封，防止漏液；
10.s4、将软包电池通过设计的串并联方式将极耳与连接片焊接在一起；
11.s5、将成组后的软包电池放置在铝壳中，将外露的极耳或连接片焊接在盖板对应的极柱上；
12.s6、将密封圈与铝壳接触的部分再次密封；
13.s7、将盖板与铝壳焊接在一起；
14.s8、在铝壳上开设有至少一个注液孔，当使用风冷时，向内注入定量冷却液后，将注液孔密封；当使用液冷时，则开设至少一个进液孔和至少一个出液孔分别与管道连接，形成液冷循环。
15.优选的，步骤s2中，所述软包电池采用两端出极耳或一端出极耳的方式。
16.优选的，步骤s8中，在铝壳内将软包电池分成独立的两个部分，一是主体接触部分，一是包含极耳的部分。
17.优选的，步骤s8中，冷却液进入铝壳后即可与软包电池在这部分的表面完全接触，当使用液冷方案时，可通过进入铝壳内的流量情况，监测软包电池的膨胀；当使用风冷方案时，可通过铝壳内压力的变化监测软包电池的膨胀。
18.优选的，软包电池的极耳密封部分独立出来，在此部分放入液体传感器监测软包电池的漏液情况。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明在软包电池成组时，通过用铝壳代替传统的模组支架，将软包电池的极耳部分与主体部分分开，这样主体部分可以采用液冷或相变冷却液将内部热量传导至铝壳再通过风冷带走，比传统液冷方式更安全，比传统风冷方式散热效率更高，并且通过简单的设计或增加对应传感器能够及时监测软包电池常见的膨胀和漏液问题。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为本发明的软包电池内部连接结构示意图；
23.图3为本发明的铝壳结构示意图。
24.图中：1、锂电池极芯；2、极耳；3、密封圈；4、连接片；5、盖板；6、铝壳。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.请参阅图1
‑
3，本发明提供一种技术方案：一种软包电池的散热及安全保护方法，
所述软包电池包括锂电池极芯1、密封圈3、连接片4盖板5、铝壳6以及软连接，其具体散热及安全保护方法包括如下步骤：
29.s1、将正极片、负极片、隔膜通过卷绕或叠片的方式制成锂电池极芯1；
30.s2、将锂电池极芯1通过铝塑膜密封，然后通过注液、老化、化成、分容等步骤制成软包电池；
31.s3、将需要成组的软包电池，按照成组要求将极耳2穿过各自对应的密封圈3，并保证极耳2与铝塑膜的焊接密封位置在密封圈3外侧，密封圈3与软包电池外壳接触的地方用密封胶紧密密封，防止漏液；
32.s4、将软包电池通过设计的串并联方式将极耳2与连接片4焊接在一起；
33.s5、将成组后的软包电池放置在铝壳6中，将外露的极耳2或连接片4焊接在盖板5对应的极柱上；
34.s6、将密封圈3与铝壳6接触的部分再次密封；
35.s7、将盖板5与铝壳6焊接在一起；
36.s8、在铝壳6上开设有至少一个注液孔，当使用风冷时，向内注入定量冷却液后，将注液孔密封；当使用液冷时，则开设至少一个进液孔和至少一个出液孔分别与管道连接，形成液冷循环。
37.进一步的，步骤s2中，所述软包电池采用两端出极耳2或一端出极耳2的方式。
38.进一步的，步骤s8中，在铝壳6内将软包电池分成独立的两个部分，一是主体接触部分，一是包含极耳的密封部分。
39.进一步的，步骤s8中，冷却液进入铝壳6后即可与软包电池在这部分的表面完全接触，当使用液冷方案时，可通过进入铝壳6内的流量情况，监测软包电池的膨胀；当使用风冷方案时，可通过铝壳6内压力的变化监测软包电池的膨胀。
40.进一步的，软包电池的极耳密封部分独立出来，在此部分放入液体传感器监测软包电池的漏液情况。
41.具体实施例如下：
42.在本实施例中，采用两端出极耳的方形软包锂离子电池设计，制作过程如下：
43.(1)首先将正极片、负极片、隔膜通过卷绕或叠片的方式制成锂电池极芯；
44.(2)将锂电池极芯通过铝塑膜密封，然后通过注液、老化、化成、分容等步骤制成软包电池，软包电池通过两端出极耳或一端出极耳的方式均可；
45.(3)将需要成组的4支软包电池，以并联方式将极耳穿过各自对应的密封圈，并保证极耳与铝塑膜的焊接密封位置在密封圈外侧，如图1
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3所示，密封圈与软包电池外壳接触的地方用密封胶紧密密封，防止漏液；
46.(4)将软包电池以并联方式将极耳与连接片焊接在一起；
47.(5)将成组后的软包电池放置在铝壳中，将外露的极耳或连接片焊接在盖板对应的极柱上；
48.(6)密封圈与铝壳接触的部分再次密封；
49.(7)将盖板与铝壳焊接在一起；
50.(8)在铝壳上开设有一个进液孔和一个出液孔分别与管道连接；
51.(9)在铝壳内将软包电池分成独立的两个部分，一是主体接触部分，一是包含极耳
的部分；冷却液从进液孔进入铝壳后即可与软包电池在这部分的表面完全接触，然后从出液孔流出；同时在管路上设有流量计，通过进入铝壳内的流量变化情况，监测软包电池的膨胀；
52.(10)软包电池的极耳密封部分独立出来，在此部分放入液体传感器监测软包电池的漏液情况。
53.值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。