專利名稱：快速散熱鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋰離子二次電池，特別涉及快速散熱鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
近年來，隨著備用電源、電動(dòng)自行車、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車等的快速發(fā)展，對(duì) 單位蓄電池儲(chǔ)能能量提出越來越高的要求。鋰離子二次電池由于具有能量高、可以高功率 放電、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而正在逐漸應(yīng)用在以上領(lǐng)域。目前，從構(gòu)造上來分，鋰離子二次電池可以簡(jiǎn)單分為圓柱形鋰離子二次電池和方 形鋰離子二次電池，至于構(gòu)造圓柱和方形的方式，可以有很多種方法，例如可以用鋼殼、鋁 殼、塑料殼和鋁塑料復(fù)合膜等，但是均不脫離這兩種基本的構(gòu)型。相對(duì)于圓柱形鋰離子二次 電池，方形鋰離子二次電池在大容量化方面具有制造簡(jiǎn)單、集流效果好、安全性好等優(yōu)點(diǎn)， 因而被更加廣泛的選用來制作大容量的鋰離子二次電池。小容量的方形鋰離子電池，由于 體積較小，極板距離外殼的距離很短，電池本身的容量也不高，電池內(nèi)部的產(chǎn)熱量小，熱量 散發(fā)也快，不容易造成熱量的累積，因而安全可靠。但是，大容量的方形鋰離子電池，由于體 積較大，中心極板距離外殼距離較長(zhǎng)，電池本身產(chǎn)熱量高，電池的散熱比較困難，容易造成 熱累積導(dǎo)致熱失控，發(fā)生燃燒或爆炸等安全問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子二次電池散熱困難的問題，提供一種快速散 熱鋰離子二次電池，提高散熱性能，不會(huì)導(dǎo)致熱失控，減少鋰離子二次電池的故障。為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種快速散熱鋰離子二次電池，包括電池殼體，為一端設(shè)有開口的方形結(jié)構(gòu)；電極內(nèi)芯，包括依次層疊放置的正極板、隔膜和負(fù)極板；非水電解質(zhì)溶液，設(shè)置在所述電池殼體和電極內(nèi)芯之間；電池蓋，設(shè)置在所述電池殼體的開口處，包括正電極柱和負(fù)電極柱，設(shè)置在電池蓋的兩側(cè)；防爆閥，設(shè)置在所述正電極柱和負(fù)電極柱的中間；為多個(gè)電極內(nèi)芯層疊設(shè)置形成電極芯，在各個(gè)電極內(nèi)芯之間設(shè)置散熱體。進(jìn)一步特征為所述的散熱體的厚度是0. 05-1. 0mm。進(jìn)一步特征為所述的散熱體的厚度為0. 1-0. 5mm。進(jìn)一步特征為在所述電極芯的中部的各個(gè)電極內(nèi)芯之間和在電極芯的靠邊緣間 隔多個(gè)電極內(nèi)芯設(shè)置散熱體。進(jìn)一步特征為所述的散熱體為金屬。進(jìn)一步特征為所述的金屬為銀或銅或鋁或不銹鋼。進(jìn)一步特征為所述的散熱體為石墨。進(jìn)一步特征為所述的散熱體為金屬和/或石墨粉末的壓制板。進(jìn)一步特征為多個(gè)電極內(nèi)芯為10個(gè)電極內(nèi)芯。[0024]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為提高散熱性能，不會(huì)導(dǎo)致熱失控，減少鋰離子二次電池的故障。
圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的一電極內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的電極芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型亦可 通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng) 用，在不背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。如圖1至圖3所示，一種快速散熱鋰離子二次電池，包括電池殼體10、電極內(nèi)芯 11、非水電解質(zhì)溶液、電池蓋12、防爆閥15、正電極柱13和負(fù)電極柱14。電池殼體10，為一 端開口的方形結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型設(shè)置在電池殼體10中的電極內(nèi)芯11為10個(gè)，每個(gè)電極內(nèi) 芯11包括依次層疊放置的正極板21、隔膜23和負(fù)極板22，在電極殼體10和電極內(nèi)芯11之 間注入非水電解質(zhì)溶液，再在電池殼體10開口處設(shè)置電池蓋12以封口。在電池蓋12的兩 側(cè)設(shè)置正電極柱13和負(fù)電極柱14，防爆閥15設(shè)在正電極柱13和負(fù)電極柱14的中間。在 各個(gè)電極內(nèi)芯11之間可設(shè)置散熱體20。本實(shí)用新型快速散熱鋰離子二次電池的將正極引出片與正極端子在電子殼體10 內(nèi)的部分連接，負(fù)極引出片與負(fù)極端子在電池殼體10內(nèi)的部分連接，將電池蓋12與電池殼 體10通過激光焊接密封，將非水電解質(zhì)溶液通過注射孔注入電池殼體10中內(nèi)部，然后用鋼 珠密封注射孔，其中電池蓋12上設(shè)置的防爆閥15，在電池內(nèi)部壓力異常情況下將防爆閥15 打開瀉出氣體，防止爆炸發(fā)生。正電極柱13和負(fù)電極柱14與電池蓋12相連的部分有一絕 緣密封墊16，起到隔離正電極柱13和負(fù)電極柱14與電池蓋12的接觸的作用，同時(shí)也起到 密封隔離電池殼體10內(nèi)部與外部空間的聯(lián)通作用。如圖2所示，本實(shí)用新型的電極內(nèi)芯11的結(jié)構(gòu)示意圖，將正極板21、隔膜23和負(fù) 極板22依次層疊放置，其中正極板21的引出片和負(fù)極板22的引出片露出電極內(nèi)芯11的 端面，從而形成一個(gè)電極內(nèi)芯11，10個(gè)電極內(nèi)芯11形成一個(gè)電極芯30。每?jī)蓚€(gè)電極內(nèi)芯11之間設(shè)置有一個(gè)散熱體20，通過在電極內(nèi)芯11之間設(shè)置散熱 體20，一方面，散熱體20由于具有更好的導(dǎo)熱性能，起到了快速散熱、降低電池內(nèi)部溫度的 效果，另一方面散熱體20還可以限制電極內(nèi)芯11之間的相互影響，尤其當(dāng)個(gè)別電極內(nèi)芯11 發(fā)生性能惡化，例如某一個(gè)電極內(nèi)芯11非正常膨脹，散熱體20可以起到限制該電極內(nèi)芯11 膨脹導(dǎo)致對(duì)其他正常電極內(nèi)芯11的擠壓，從而限制了進(jìn)一步惡化其他電極內(nèi)芯11的性能， 達(dá)到提高鋰離子二次電池的安全性能和循環(huán)性能的目的。散熱體20可以使導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬體，較佳的為銀、鋁、銅或不銹鋼等，金屬體的 厚度可以根據(jù)電池容量的大小和散熱效果的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般在0. 05mm-l. Omm之間，較 佳的選擇在0. 1-0. 5mm之間。金屬體厚度太薄，散熱效果和強(qiáng)度均不理想，散熱和限位保護(hù) 作用不明顯；金屬體厚度太厚則占用電池內(nèi)部空間，同時(shí)大大增加了電池的重量，降低了電 池的體積能量密度和質(zhì)量能量密度。[0036]在本實(shí)用新型內(nèi)部如圖3所示，散熱體20在每?jī)蓚€(gè)電極內(nèi)芯11之間設(shè)置，也可以 在電極芯30的中央部位密集設(shè)置，而在電極芯30的外圍區(qū)域間隔設(shè)置。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá) 到電極芯30的各個(gè)部分在電池充放電工作過程中，內(nèi)部的溫度是均勻一致的，從而達(dá)到電 化學(xué)反應(yīng)的均勻和一致，同樣的，在同一個(gè)電池內(nèi)部，散熱體20的厚度設(shè)置也可以根據(jù)實(shí) 際要求進(jìn)行。一般情況下，電極芯30中央散熱體20的數(shù)量多，厚度厚，電極芯30外部區(qū)域 散熱體20數(shù)量少，厚度薄，因?yàn)殡姌O芯30內(nèi)部相對(duì)于電極芯30外部區(qū)域散熱更加困難。散熱體20與電池殼體10的連接可以是焊接、鉚接和接觸等連接方式，具體方式根 據(jù)外殼情況進(jìn)行設(shè)置。例如外殼是不銹鋼，散熱體20是不銹鋼板，則可以將不銹鋼板直接 焊接在不銹鋼外殼上，使之成為一個(gè)整體，達(dá)到最佳的散熱效果。散熱體20可以是導(dǎo)熱性能良好的無機(jī)材料，例如石墨，石墨板的導(dǎo)熱性能不如 銀、銅、鋁等金屬，但是石墨板密度小，價(jià)格便宜，有利于降低成本和提高質(zhì)量比能量。散熱體20可以是銀、鋁、銅等金屬或石墨等單一或混合粉末壓制而成，壓制粉末 板的導(dǎo)熱性能不如純的金屬板，但是壓制板具有吸收和儲(chǔ)存電解液的功能，可以兼作為電 池內(nèi)部的儲(chǔ)液容器，改善電池循環(huán)后的貧液?jiǎn)栴}，提高電池的循環(huán)特性。上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新 型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修 飾與改變。因此，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求1.一種快速散熱鋰離子二次電池，包括 電池殼體，為一端設(shè)有開口的方形結(jié)構(gòu)；電極內(nèi)芯，包括依次層疊放置的正極板、隔膜和負(fù)極板； 非水電解質(zhì)溶液，設(shè)置在所述電池殼體和電極內(nèi)芯之間； 電池蓋，設(shè)置在所述電池殼體的開口處，包括 正電極柱和負(fù)電極柱，設(shè)置在電池蓋的兩側(cè)； 防爆閥，設(shè)置在所述正電極柱和負(fù)電極柱的中間；其特征在于，為多個(gè)電極內(nèi)芯層疊設(shè)置形成電極芯，在各個(gè)電極內(nèi)芯之間設(shè)置散熱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所述的散熱體 的厚度是0. 05-1. 0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所述的散熱體 的厚度為0. 1-0. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，在所述電極芯 的中部的各個(gè)電極內(nèi)芯之間和在電極芯的靠邊緣間隔多個(gè)電極內(nèi)芯設(shè)置散熱體。
5.根據(jù)以上各項(xiàng)所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所述的散熱體為金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所述的金屬為 銀或銅或鋁或不銹鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所 述的散熱體為石墨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，所 述的散熱體為金屬或石墨粉末的壓制板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速散熱鋰離子二次電池，其特征在于，多個(gè)電極內(nèi)芯 為10個(gè)電極內(nèi)芯。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種快速散熱鋰離子二次電池，包括電池殼體，為一端設(shè)有開口的方形結(jié)構(gòu)；電極內(nèi)芯，包括依次層疊放置的正極板、隔膜和負(fù)極板；非水電解質(zhì)溶液，設(shè)置在所述電池殼體和電極內(nèi)芯之間；電池蓋，設(shè)置在所述電池殼體的開口處，包括正電極柱和負(fù)電極柱，設(shè)置在電池蓋的兩側(cè)；防爆閥，設(shè)置在所述正電極柱和負(fù)電極柱的中間；為多個(gè)電極內(nèi)芯層疊設(shè)置形成電極芯，在各個(gè)電極內(nèi)芯之間設(shè)置散熱體。本實(shí)用新型能提高散熱性能，不會(huì)導(dǎo)致熱失控，減少鋰離子二次電池的故障。
文檔編號(hào)H01M10/058GK201904410SQ20102058461
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者范少明 申請(qǐng)人:上?？艿闲钅芸萍加邢薰?br>