專利名稱：動力電池的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電池技術(shù)領域，具體涉及一種動力電池(
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，國際石油價格近幾年波動劇烈，加之未來石油資源的預期減少， 石油已經(jīng)成為世界經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，因此，新能源成為發(fā)展經(jīng)濟的新方向。隨著全球性的礦
物能源日漸短缺，以及H益加劇的環(huán)境污染問題，人們對清潔可再生能源的需求越來越迫切。 鋰離子電池作為一種卨效的可再生能源載體已被廣泛應用于通訊、電子行業(yè)，特別是手
機、PDA等個人通訊工具上。近一兩年來，隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，手機彩屏技術(shù)、彩信 技術(shù)、藍牙技術(shù)及攝像技術(shù)相續(xù)出現(xiàn)，對鋰離子電池的容量、體積、重量、電化學性能以及 安全性能等指標提出了更高的要求。通常單只鋰離子電池的工作電壓只有2. 4 4. 5V左右， 而且單只電池的容量也非常有限。
對于要求大容量、大功率的領域，比如電動車、UPS、通訊設備等應用領域，鋰離子電池 的安全性尤為重要。目前大容量、大功率的動力電池都是經(jīng)過對單只電池進行外部串聯(lián)/并聯(lián) 來組成的。影響鋰離子電池安全性的重要因素是電池在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量無法及時排除， 而是逐漸積累，最后熱失控產(chǎn)生爆炸起火事故，給客戶帶來危害及損失。目前鋰離子電池結(jié) 構(gòu)均為實心結(jié)構(gòu)，不利于熱量的排除。因此，單只鋰離子電池結(jié)構(gòu)的設計是否有利于散熱，是否有滿足電池組的一致性要求，也是業(yè)內(nèi)人士研發(fā)的重點之一。
現(xiàn)有技術(shù)中，動力電池都是以方形實心和圓形實心電池最為常見，該兩類電池存在安全 性能低、沖放電循環(huán)次數(shù)少、使用性能差三方面的共同缺點。具體如下
方形電池內(nèi)部由若干塊極片組合而成，電池在工作時內(nèi)部離子高速運動，內(nèi)部溫度升高。 因方形電池整體結(jié)構(gòu)缺陷，使內(nèi)部的熱量無法向外釋放，從而致使電池外殼變形，內(nèi)部極片 變形、間距變化影響電池充電、放電質(zhì)量，最終導致電池性能不穩(wěn)定、易爆炸、壽命短。
圓形實心電池內(nèi)部由極片巻繞呈實心組合而成，電池在工作時內(nèi)部離子高速運轉(zhuǎn)，內(nèi)部 溫度升高。因圓形實心電池的整體結(jié)構(gòu)，使電池內(nèi)部熱量無法向外釋放，從而致使電池內(nèi)部 極片間距不等影響電池充電、放電質(zhì)量，同時內(nèi)部熱量無法釋放，最終導致電池性能不穩(wěn)定、 易爆炸、壽命短。
目前，開發(fā)容量大、壽命長、安全性能好的動力電池已成為各國政府、集團企業(yè)的共識， 預計21世紀將成為電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得 到廣泛應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全性高、散熱好、壽命長的新型結(jié)構(gòu)動力電池。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
動力電池，包括有外殼、電池本體和電極，所述電池本體包括有極片；其中，所述動力 電池還包括有內(nèi)殼；所述外殼的外表面上設置有外散熱裝置，內(nèi)殼的內(nèi)表面上設置有內(nèi)散熱 裝置；所述外殼和內(nèi)殼之間形成截面為環(huán)形的柱體結(jié)構(gòu)容納腔，極片巻繞式地設置在所述容納腔中；所述電極設置在內(nèi)殼的內(nèi)腔中，所述內(nèi)殼還具有一個以上的可貫通所述內(nèi)腔的空氣 流道。
所述外殼的壁厚尺寸大于內(nèi)殼的壁厚尺寸。 綜上，本發(fā)明的有益效果是-
本發(fā)明的動力電池是在傳統(tǒng)動力電池散熱難、易爆炸、循環(huán)次數(shù)少、充電時間長的缺陷 基礎進行全方位的改進設計。主要包括外形、內(nèi)腔等具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的動力電池，由于外 殼的外表面上設置有外散熱裝置，內(nèi)殼的內(nèi)表面上設置有內(nèi)散熱裝置，內(nèi)殼還具有一個以上 的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道，有利于電池在工作過程中將內(nèi)部積蓄的熱量及時散出，使電 池使用更安全。同時對于需要大量散熱的實用環(huán)境，還可以人為在電池內(nèi)腔加換氣扇、冷氣 水等制冷散熱裝置。具有這種結(jié)構(gòu)的電池能保持在適當?shù)臏囟拳h(huán)境工作，能降低對電池的一 致性要求，提高電池和電池組的循環(huán)壽命。同時，由于本發(fā)明的動力電池外殼的壁厚尺寸大 于內(nèi)殼的壁厚尺寸，當發(fā)生電池內(nèi)溫度和壓力急劇上升時，內(nèi)殼首先破裂，氣流從空氣流道 向兩邊定向噴出，只要設置了恰當?shù)膰姵龇较?，可避免事故危害的發(fā)生。


圖1是本發(fā)明動力電池實施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明動力電池實施例一的剖視結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明動力電池實施例一的內(nèi)腔俯視結(jié)構(gòu)局部示意圖;
圖4是本發(fā)明動力電池實施例一的立體結(jié)構(gòu)示意6圖5是本發(fā)明動力電池實施例二的俯視結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明動力電池實施例二的剖視結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明動力電池實施例二的內(nèi)腔俯視結(jié)構(gòu)局部示意圖8是本發(fā)明動力電池實施例二的立體結(jié)構(gòu)示意圖9是本發(fā)明動力電池實施例三的俯視結(jié)構(gòu)示意圖10是本發(fā)明動力電池實施例三的剖視結(jié)構(gòu)示意圖11是本發(fā)明動力電池實施例三的內(nèi)腔俯視結(jié)構(gòu)局部示意圖;
圖12是本發(fā)明動力電池實施例三的立體結(jié)構(gòu)示意圖13是本發(fā)明動力電池實施例四的俯視結(jié)構(gòu)示意圖14是本發(fā)明動力電池實施例四的剖視結(jié)構(gòu)示意圖15是本發(fā)明動力電池實施例四的內(nèi)腔俯視結(jié)構(gòu)局部示意圖;
圖16是本發(fā)明動力電池實施例四的立體結(jié)構(gòu)示意圖17是本發(fā)明動力電池實施例五的俯視結(jié)構(gòu)示意圖18是本發(fā)明動力電池實施例五的剖視結(jié)構(gòu)示意圖19是本發(fā)明動力電池實施例五的立體結(jié)構(gòu)示意圖20是本發(fā)明動力電池實施例六的俯視結(jié)構(gòu)示意圖21是本發(fā)明動力電池實施例六的剖視結(jié)構(gòu)示意圖22是本發(fā)明動力電池實施例六的內(nèi)腔俯視結(jié)構(gòu)局部示意圖;
圖23是本發(fā)明動力電池實施例六的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明公開一種，動力電池，包括有外殼、電池本體和電極，所述電池本體包括有極片； 其中，所述動力電池還包括有內(nèi)殼；所述外殼的外表面上設置有外散熱裝置，內(nèi)殼的內(nèi)表面 上設置有內(nèi)散熱裝置；所述外殼和內(nèi)殼之間形成截面為環(huán)形的柱體結(jié)構(gòu)容納腔，極片巻繞式 地設置在所述容納腔中；所述電極設置在內(nèi)殼的內(nèi)腔中，所述內(nèi)殼還具有一個以上的可貫通 所述內(nèi)腔的空氣流道。
所述外殼的壁厚尺寸大于內(nèi)殼的壁厚尺寸。
所述動力電池外形可為圓形、方形、棱形、圓柱形等各種形狀，其內(nèi)腔可為圓形狀、蜂 窩狀、方形狀和梅花狀。具體如下
實施例一
如圖l、 2、 3、 4所示，本實施例的動力電池，所述外殼1和內(nèi)殼4采用嵌套在一起的 圓管狀結(jié)構(gòu)；所述外散熱裝置為多片沿外殼l的徑向向外延伸的外散熱片ll，所述多片外散 熱片11均固定在外殼1的外表面上，相互間間隔有特定距離；容納腔5為截面為圓環(huán)形的柱 體結(jié)構(gòu)，電池本體2的極片21巻繞成重疊的圓柱片狀；所述內(nèi)散熱裝置為多片沿內(nèi)殼4的徑 向向內(nèi)延伸的內(nèi)散熱片41，所述多片內(nèi)散熱片41均固定在內(nèi)殼4的內(nèi)表面上，相互間間隔 有特定距離；所述內(nèi)腔為一個截面呈齒輪狀的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道71。
所述電極3包括有電極部件一31和電極部件二32，分別位于所述內(nèi)腔的上下兩端；所 述電極部件一 31包括有-根以上的極柱311和位于所述內(nèi)腔中心位置的連接管310。
本實施例可設置2-10根極柱311,優(yōu)選地，具有三根極柱311，所述極柱311—端連接內(nèi)殼4的內(nèi)表面，另一端連接連接管310;所述三根極柱311沿內(nèi)殼4的內(nèi)表面圓周均布。 如此，可使電池的充放電更均勻。
所述電極部件二 32具有與電極部件一 31相同的結(jié)構(gòu)；電極部件一 31和電極部件二 32 相互絕緣。
所述內(nèi)腔中，還設置有一個以上的傳感器6，便于收集電池的信息；所述傳感器6可以 為溫度或壓力傳感器。
所述外殼1厚度值L在0. 5咖-500誦之間；所述內(nèi)殼4厚度值A在0. 2咖-15mm之間。 實施例二
如圖5、 6、 7、 8所示，本實施例的動力電池，與實施例一的不同之處在于，所述內(nèi)腔 為一個截面主體呈梅花狀的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道72;所述內(nèi)殼4的內(nèi)表面42由于形 成了不規(guī)則的避免，因此，大大增加了散熱面積。
所述外殼1厚度值L在O. 5mm-500mm之間；所述內(nèi)殼4的壁厚值B在O. 2腿-15mm之間。
實施例二
如圖9、 10、 11、 12所示，本實施例的動力電池，與實施例一的不同之處在于，所述內(nèi) 腔為一個截面呈蜂窩形狀的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道73;所述空氣流道73由多個相互間 不連通的圓柱形小蜂窩孔組合而成；每個小蜂窩孔間壁厚為0. 5 mm-l. Oram之間。
所述外殼1厚度值L在0. 5腿-500mm之間；所述內(nèi)殼4的壁厚值C在0. 2mm-15ram之間。實施例四
如圖13、 14、 15、 16所示，本實施例的動力電池，與實施例一的不同之處在于，所述 外散熱裝置為多片沿外殼1的徑向向外延伸的方形外散熱片12，所述多片方形外散熱片12 均固定在外殼1的外表面上，相互間間隔有特定距離；所述多片方形外散熱片12的最外輪廓 均位于-個&方體或正方體表面上，整個動力電池外形為長方體或正方體形狀。
所述動力電池的上端面，設置有一個至四個上連接裝置81，位于上端面四個角處；所 述動力電池的下端面，設置有一個至四個下連接裝置82，位于下端面四個角處。
實施例五
如圖17、 18、 19所示，本實施例的動力電池，與實施例一的不同之處在于，所述動力
電池的前端，設置有前端連接裝置83;所述動力電池的后端，設置有后端連接裝置M;所述
前端連接裝置83和后端連接裝置84與外殼1固定連接。
所述前端連接裝置83和后端連接裝置84均設置有安裝孔。
實施例六
如圖20、 21、 22、 23所示，本實施例的動力電池，與實施例一的不同之處在于，所述 內(nèi)散熱裝置為多片沿內(nèi)殼4的徑向向內(nèi)延伸的方形內(nèi)散熱片42，所述多片方形內(nèi)散熱片42 均固定在內(nèi)殼4的內(nèi)表面上，相互間間隔有特定距離；所述多片方形內(nèi)散熱片42的最內(nèi)輪廓 均位于-'個長方體或正方體表面上，形成一個主體為長方體或正方體的空氣流道74。
所述電極3包括有電極部件三33和電極部件四34，分別位于所述內(nèi)腔的上下兩端；所
10述電極部件三33包括有 一根以上的極柱332和位于所述內(nèi)腔中心位置的連接管331。
本實施例，具有四根極柱332,所述極柱332 —端連接內(nèi)殼4的內(nèi)表面，另一端連接連
接管331;所述四根極柱332沿內(nèi)殼4的內(nèi)表面圓周均布。如此，可使電池的充放電更均勻。 所述電極部件四34具有與電極部件三33相同的結(jié)構(gòu)；電極部件四34具有與電極部件
三33相互絕緣。
本發(fā)明的動力電池，具有如下特點-
1、 內(nèi)腔壁厚度內(nèi)腔壁的厚度與外表壁相比要薄，可根據(jù)不同功率電池調(diào)整內(nèi)腔壁厚 度。內(nèi)腔厚度值在O. 2mm-15鵬之間，外壁厚度值在0. 5咖-500,之間。從而解決了電池在工 作時因離子高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫所帶來熱量無法釋放的爆炸危險，即便產(chǎn)生爆炸，內(nèi)部能量也 是向內(nèi)腔方向釋放，絕不會對外界產(chǎn)生任何破壞影響。
2、 內(nèi)腔溫度傳感器在內(nèi)腔的中部設置有溫度傳感器，其目的是適時的監(jiān)控電池溫度 或壓力。例如當溫度過高時，傳感器將指令風冷或水冷或其他任何降;溫材質(zhì)為電池降溫； 當溫度過低時，傳感器將指令暖風或水暖或其他任何提溫材質(zhì)為電池恒溫。電池在適當?shù)臏?度下工作，保證了電壓、電流的穩(wěn)定輸出，將大大的提高了電池的使用性能和安全系數(shù)。
3、 正、負電極本專利電池的正負極柱可設置在內(nèi)腔中或電池外側(cè)任何地方，其主要 根據(jù)實際需求而設定。大多設置在電池的內(nèi)腔中，從外面無法看到，因此解決了電池不美觀， 同吋也不受外部惡劣環(huán)境影響。極柱數(shù)量可應實際要求設置。極柱設置在內(nèi)腔中，正極和負 極每個極引出的極柱一般數(shù)量為2-10個，其主要功能是解決了充放電均衡，減少了充電時間 和增加了電池使用壽命和性能。4、 內(nèi)腔散熱片本專利電池的內(nèi)腔中設置有散熱片，散熱片可呈任何不同形狀。當電 池溫度升高，散熱片將最大限度的為其釋放熱量，同時在其它降溫裝置的配合下，為電池提 供優(yōu)質(zhì)的工作環(huán)境。
5、 外殼構(gòu)造本專利電池(組)的外殼可為圓形、方形、棱形等多種形狀，其外殼片 h設置有散熱片。并在外殼上設置有可在不同環(huán)境安裝的穩(wěn)固件。
6、 串并聯(lián)電池組當用電設備需要將若干個單個電池串并在一起時，串并電池組外觀
看不到任何連接電源線。此設計可大大減少外部惡劣環(huán)境對電池本身性能的影響。
上述所列具體實現(xiàn)方式為非限制性的，對本領域的技術(shù)人員來說，在不偏離本發(fā)明范圍 內(nèi)，進行的各種改進和變化，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、動力電池，包括有外殼、電池本體和電極，所述電池本體包括有極片；其特征在于所述動力電池還包括有內(nèi)殼；所述外殼的外表面上設置有外散熱裝置，內(nèi)殼的內(nèi)表面上設置有內(nèi)散熱裝置；所述外殼和內(nèi)殼之間形成截面為環(huán)形的柱體結(jié)構(gòu)容納腔，極片卷繞式地設置在所述容納腔中；所述電極設置在內(nèi)殼的內(nèi)腔中，所述內(nèi)殼還具有一個以上的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的動力電池，其特征在于所述外殼的壁厚尺寸大于內(nèi)殼的壁厚 尺寸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力電池，其特征在于所述外殼(1)和內(nèi)殼(4)采用嵌套 在一起的圓管狀結(jié)構(gòu)；所述外散熱裝置為多片沿外殼(1)的徑向向外延伸的外散熱片(11)，所述多片外散熱片(11)均固定在外殼(1)的外表面上，相互間間隔有特定 距離；容納腔(5)為截面為圓環(huán)形的柱體結(jié)構(gòu)，電池本體(2)的極片(21)巻繞成 重疊的圓柱片狀；所述內(nèi)散熱裝置為多片沿內(nèi)殼(4)的徑向向內(nèi)延伸的內(nèi)散熱片(41)， 所述多片內(nèi)散熱片(41)均固定在內(nèi)殼(4)的內(nèi)表面上，相互間間隔有特定距離。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的動力電池，其特征在于所述電極(3)包括有 電極部件一 (31)和電極部件二 (32)，分別位于所述內(nèi)腔的上下兩端；所述電極部件 一 (31)包括有 一根以上的極柱(311)和位于所述內(nèi)腔中心位置的連接管(310); 所述極柱(311) —端連接內(nèi)殼(4)的內(nèi)表面，另一端連接連接管(310);所述三根 極柱(311)沿內(nèi)殼(4)的內(nèi)表面圓周均布；所述電極部件二 (32)具有與電極部件 一 (31)相同的結(jié)構(gòu)；電極部件一 (31)和電極部件二 (32)相互絕緣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述內(nèi)腔中，還設置有一個以上的傳感器(6)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述外殼(1)厚度值在0. 5mm-500, 之間；所述內(nèi)殼(4)厚度值在0.2腿-15醒之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述內(nèi)腔為一個截面呈齒輪狀的可貫 通所述內(nèi)腔的空氣流道；或者所述內(nèi)腔為一個截面主體呈梅花狀的可貫通所述內(nèi)腔的 空氣流道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述內(nèi)腔為一個截面呈蜂窩形狀的可 貫通所述內(nèi)腔的空氣流道；所述空氣流道由多個相互間不連通的圓柱形小蜂窩孔組合 而成；每個小蜂窩孔間壁厚為0. 5 mm-1. Omm之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述外散熱裝置為多片沿外殼(1)的 徑向向外延仲的方形外散熱片(12)，所述多片方形外散熱片(12)均固定在外殼(1) 的外表面上，相互間間隔有特定距離；所述多片方形外散熱片(12)的最外輪廓均位 于一個長方體或正方體表面上，整個動力電池外形為長方體或正方體形狀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池，其特征在于所述內(nèi)散熱裝置為多片沿內(nèi)殼(4)的 徑向向內(nèi)延伸的方形內(nèi)散熱片(42)，所述多片方形內(nèi)散熱片(42)均同定在內(nèi)殼(4) 的內(nèi)表面上，相互間間隔有特定距離；所述多片方形內(nèi)散熱片(42)的最內(nèi)輪廓均位 于一個長方體或正方體表面上，形成一個主體為長方體或正方體的空氣流道。
全文摘要
本發(fā)明提供一種安全性高、散熱好、壽命長的新型結(jié)構(gòu)動力電池。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的動力電池，包括有外殼、電池本體和電極，所述電池本體包括有極片；其中，所述動力電池還包括有內(nèi)殼；所述外殼的外表面上設置有外散熱裝置，內(nèi)殼的內(nèi)表面上設置有內(nèi)散熱裝置；所述外殼和內(nèi)殼之間形成截面為環(huán)形的柱體結(jié)構(gòu)容納腔，極片卷繞式地設置在所述容納腔中；所述電極設置在內(nèi)殼的內(nèi)腔中，所述內(nèi)殼還具有一個以上的可貫通所述內(nèi)腔的空氣流道。所述外殼的壁厚尺寸大于內(nèi)殼的壁厚尺寸。
文檔編號H01M10/36GK101577344SQ20091004018
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
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