專利名稱：一種大容量方形鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池，特別是涉及一種大容量方形鋰離子電池。
背景技術(shù)：
目前，隨著節(jié)能減排政策實(shí)施以及能源危機(jī)加劇影響，鋰離子電池以其優(yōu)良的充放電特性、高安全性以及穩(wěn)定循環(huán)性能，在電網(wǎng)儲(chǔ)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、軍事等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。但上述領(lǐng)域應(yīng)用中，鋰離子電池充放電功率高，在目前現(xiàn)有的材料體系以及生產(chǎn)工藝下，唯有增大單體電池容量以降低對(duì)單體鋰離子電池更大倍率工作電流要求；大容量單體鋰離子電池由于尺寸較大，在大電流條件下工作，尤其圓柱卷繞結(jié)構(gòu)大容量單體鋰離子電池比等同容量方形疊片結(jié)構(gòu)單體鋰離子電池將會(huì)產(chǎn)生更多熱量，盡管電池模塊安裝風(fēng)冷散熱裝置，但是由于氣體熱導(dǎo)率低，并且氣體在電池外壁表面流動(dòng)不均勻，對(duì)流換熱系數(shù)小，熱量難于散發(fā)，單體鋰離子電池內(nèi)部不同部位以及電池模塊內(nèi)部不同單體鋰離子電池部溫度非均勻性分布，長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷工作，該溫度非均勻性會(huì)引起嚴(yán)重安全隱患，降低大容量單體電池與電池模塊使用壽命，增加電池以及電池模塊使用成本，不利于大容量鋰離子電池市場(chǎng)化應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道的塑制外殼體與疊片結(jié)構(gòu)電芯構(gòu)成的大容量方形鋰離子電池。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案:一種大容量方形鋰離子電池，包括塑制外殼體以及容納在殼體內(nèi)疊片結(jié)構(gòu)的電
-1-H
心;所述的塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道；所述的塑制外殼體殼體頂蓋安裝正極極柱、負(fù)極極柱與泄壓裝置；所述的散熱介質(zhì)流通金屬管道完全包裹在塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)，金屬管道來(lái)回折彎為列管式結(jié)構(gòu)，具有進(jìn)口與出口 ；所述的塑制外殼體與散熱介質(zhì)流通金屬管道、正極極柱與負(fù)極極柱復(fù)合而成，接觸面緊密接觸；所述的電芯由正極片、隔膜、負(fù)極片層疊而成。在上述的技術(shù)方案中，塑制外殼體側(cè)壁厚度為Imm-lOOmm，材質(zhì)為PP、PE。在上述的技術(shù)方案中，正極極柱、負(fù)極極柱為整體結(jié)構(gòu)。在上述的技術(shù)方案中，散熱介質(zhì)流通金屬管道的數(shù)量為1-100根，金屬管道截面形狀為圓形、方形、三角形，管壁厚度為0.1mm-1Omm,金屬管道外壁管徑為Imm-lOOmm,材質(zhì)為鋁合金、銅合金、鎳合金，每一根管道的進(jìn)口與出口處各有一開關(guān)閥門。在上述的技術(shù)方案中，散熱介質(zhì)在10_60°C、0.1Mpa條件下為液態(tài)。在上述的技術(shù)方案中，正極片、負(fù)極片通過(guò)模切或者沖切成型，極片引流端子與殼體頂蓋上正極極柱、負(fù)極極柱采用鉚接、焊接或者螺栓緊固連接。在上述的技術(shù)方案中，泄壓裝置可以拆卸，殼體內(nèi)壓在0.5Mpa以上時(shí)，泄壓裝置開始泄壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用疊片結(jié)構(gòu)電芯電池在相同大電流使用條件下比同等容量采用卷繞結(jié)構(gòu)電芯電池?zé)嵘闪康?，塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道，通過(guò)對(duì)流換熱系數(shù)大、熱導(dǎo)率高的液態(tài)散熱介質(zhì)可以增強(qiáng)超大容量鋰離子電池充放電散熱能力，提高高容量單體鋰離子電池內(nèi)部不同部位以及電池模塊內(nèi)部不同單體鋰離子電池溫度分布均勻性，延長(zhǎng)單體電池與電池模塊使用壽命，極大降低大容量鋰離子電池使用成本。塑制外殼體與金屬管道可以復(fù)合成型，加工方法簡(jiǎn)單易行，金屬管道強(qiáng)度高，可增大大容量鋰離子電池抗變形能力，同時(shí)塑制外殼體耐電解液腐蝕，提高電池安全性能，促進(jìn)大容量鋰離子電池在電網(wǎng)儲(chǔ)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、軍事等領(lǐng)域市場(chǎng)化應(yīng)用。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例外觀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例側(cè)壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例極柱示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例極片示意圖。圖中1-殼體頂蓋 2-負(fù)極極柱 3-泄壓裝置 4-正極極柱 5-電芯6-側(cè)壁 7、8-金屬管道進(jìn)口 9、10_金屬管道出口 11-開關(guān)閥門12-極柱上部圓柱13-正方形平臺(tái)14-連接平臺(tái)15-引流端子
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1-4所示，制作IOOOAh磷酸鐵鋰方形疊片結(jié)構(gòu)鋰離子電池，電池塑制外殼體材質(zhì)為PP，外觀尺寸厚度為120mm，寬度為455mm，高度為400mm，側(cè)壁6厚度為20mm，殼體頂蓋I厚度為10_。散熱介質(zhì)流通金屬管道材質(zhì)為鋁合金，截面為圓形，壁厚為1_，外壁管徑為10mm，為列管式排列，金屬管道數(shù)量為兩根，分別位于方形電池塑制外殼體側(cè)壁6內(nèi)，散熱介質(zhì)金屬管道進(jìn)口 7、8位于正極極柱4 一側(cè),散熱介質(zhì)金屬管道出口 9、10位于電池塑制外殼體底部，金屬管道進(jìn)出口分別設(shè)有開關(guān)閥門11，以保證電池金屬管道內(nèi)散熱介質(zhì)不漏液。塑制外殼體與金屬管道通過(guò)模具一次復(fù)合成型。[0028]正極極柱4材質(zhì)為純鋁，負(fù)極極柱2材質(zhì)為紫銅，結(jié)構(gòu)為圖3所示，極柱上部圓柱12直徑48mm，圓柱中心加工內(nèi)螺紋M16，便于單體通過(guò)外部螺栓組成電池模塊；極柱中部為一正方形平臺(tái)13,長(zhǎng)寬高都為50mm,厚度為4mm,便于極柱與塑制外殼體殼體頂蓋I復(fù)合鑲嵌；極柱下部為一連接平臺(tái)14,長(zhǎng)160mm,寬40mm,高30mm,連接平臺(tái)上加工有兩貫通孔,直徑6mm,便于極柱與電芯5相互連接。塑制外殼體殼體頂蓋I與正極極柱2、負(fù)極極柱4通過(guò)模具一次復(fù)合成型。電芯5采用正極片、隔膜、負(fù)極片層疊而成；正、負(fù)極片通過(guò)模切成型，結(jié)構(gòu)形狀為圖4所示，極片上部為引流端子15，并加工有兩個(gè)直徑為6mm的通孔，正、負(fù)極片引流端子15與極柱通過(guò)穿過(guò)連接平臺(tái)14貫通孔的外部緊固螺栓緊密連接。塑制外殼體殼體頂蓋I與側(cè)壁6通過(guò)給接觸面加熱熔化后加壓固化，達(dá)到連接密封目的，塑制外殼體殼體頂蓋I安裝泄壓裝置3，當(dāng)電池內(nèi)部壓力在0.5Mpa以上時(shí)，泄壓裝置3開始泄壓排氣，提高電池安全性。本實(shí)施例散熱介質(zhì)采用在10_60°C、0.1Mpa條件下為液態(tài)的冷卻油，當(dāng)單體IOOOAh電池或者電池模塊在8C-15C倍率充放電電條件下工作時(shí)，分別打開金屬管道開關(guān)進(jìn)出口開關(guān)閥門11，由于冷卻油熱導(dǎo)率高，對(duì)流換熱系數(shù)大，并且在電池側(cè)壁6內(nèi)均勻流動(dòng)，電池產(chǎn)生熱量可以及時(shí)帶走，保持IOOOAh單體電池內(nèi)部不同部位以及電池模塊內(nèi)不同單體鋰離子電池溫度在50°C以下，同時(shí)電池模塊中不同單體最高溫度與最低溫度差值小于5°C，溫度分布均勻，延長(zhǎng)高容量電池與電池模塊的使用壽命，降低使用成本。本實(shí)施例鋁合金金屬管道強(qiáng)度高，可以增大電池側(cè)壁6抗變形能力，提高電池安全性能。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大容量方形鋰離子電池，其特征在于:包括塑制外殼體以及容納在殼體內(nèi)疊片結(jié)構(gòu)的電芯；所述的塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道；所述的塑制外殼體殼體頂蓋安裝正極極柱、負(fù)極極柱與泄壓裝置；所述的散熱介質(zhì)流通金屬管道完全包裹在塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)，金屬管道來(lái)回折彎為列管式結(jié)構(gòu)，并具有進(jìn)口與出口 ；所述的塑制外殼體與散熱介質(zhì)流通金屬管道、正極極柱與負(fù)極極柱復(fù)合而成，接觸面緊密接觸；所述的電芯由正極片、隔膜、負(fù)極片層疊而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于，所述的塑制外殼體側(cè)壁厚度為Imm-lOOmm，材質(zhì)為PP、PE。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于，所述的正極極柱、負(fù)極極柱為整體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于，所述的散熱介質(zhì)流通金屬管道的數(shù)量為1-1OO根，金屬管道截面形狀為圓形、方形、三角形，管壁厚度為0.1mm-1Omm,金屬管道外壁管徑為Imm-1OOmm,材質(zhì)為招合金、銅合金、鎳合金,每根管道的進(jìn)口與出口處各有一開關(guān)閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于，所述的散熱介質(zhì)在10-600C >0.1Mpa條件下為液態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于:所述的正極片、負(fù)極片通過(guò)模切或者沖切成型，極片引流端子與殼體頂蓋上正極極柱、負(fù)極極柱采用鉚接、焊接或者螺栓緊固連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量方形鋰離子電池，其特征在于:所述的泄壓裝置可以拆卸，電池內(nèi)壓在0.5Mpa以上時(shí)，泄壓裝置開始泄壓排氣。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池，特別是涉及一種大容量方形鋰離子電池。它包括塑制外殼體以及容納在殼體內(nèi)疊片結(jié)構(gòu)的電芯；所述的塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道；塑制外殼體殼體頂蓋安裝正極極柱、負(fù)極極柱與泄壓裝置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用疊片結(jié)構(gòu)電芯電池在相同大電流使用條件下比同等容量采用卷繞結(jié)構(gòu)電芯電池?zé)嵘闪康?，塑制外殼體側(cè)壁內(nèi)包敷有散熱介質(zhì)流通金屬管道，通過(guò)對(duì)流換熱系數(shù)大、熱導(dǎo)率高的液態(tài)散熱介質(zhì)可以增強(qiáng)超大容量鋰離子電池充放電散熱能力，延長(zhǎng)單體電池與電池模塊使用壽命，極大降低大容量鋰離子電池使用成本。
文檔編號(hào)H01M10/50GK203056025SQ201220356240
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月21日
發(fā)明者陳慶武 申請(qǐng)人:浙江南博電源科技有限公司