[实用新型]高散热功能的功率型电池

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电池，具体地指一种高散热功能的功率型电池。

背景技术

传统的功率型电池(包括镍镉、镍氢、锂离子等)的结构：电池的外壳，电池的盖帽，由正极片、隔膜、负极片组成的电池的电芯；当电芯装入壳体后注入电解质、装上盖帽、外壳封口，这在电化学原理上已构成电池。

由于传统的功率型电池结构系统有下面特征和缺陷：

(1)电池的极片制作工艺分烧结式、涂膏式或电沉析式，最终经轧辊机压置到设计尺寸参数；

无论圆形或方形功率型电池的电芯的横截面积约占电池外壳内腔横截面积空间的90％～97％左右，可见，电芯中最内层与最外层极片间的距离较大，因此，电池的电芯工作时产生的温升效应使其里外层温度梯度较大。

(2)电池作为一个能量变换器，无论是充电时电能变换成化学能，还是用电时化学能变换成电能，其能量转换效率都会打折，这就是所谓的功耗；一般的说功耗大都以热能的形式出现，这部份热能被储存在电池的电芯里，随之电池就发生温升，不恰当的温升反过来又加剧能量转换率的降低。

(3)电池的温升另一个危害是：在高温下活性物质的晶格结构发生变化，晶格的畸变一方面材料活性被丧失，另一方面促进晶粒枝晶的生长，枝晶的生长致使电池短路而死亡。

如上所说，电池工作时电芯的内外层是有温度梯度的，根据热传导和热辐射理论，电芯最内层区域温度最高，最外层贴近外壳部分温度低些；所以，根据焓矢量分析热能是由里往外传导，温差梯度越大导热速度越快；目前功率型电池外壳为金属或塑料材质，但即使铁基金属外壳的热传导系数又仅为80W/m.K。

可见，功率型电池的电芯在工作(尤其超功率态)时迅速产生的热能仅依赖低导热系数的铁质外壳来帮助是远远不够的：如油电混合汽车Hev用超功率电池组工作时产生大量的热量就成了很大的难题，目前国际上油电混合汽车(Hev)或纯电动汽车(Ev)用电池组是靠汽车行驶时外来冷风来“散热”；不难想象，“散热”也只能在电池的电芯内部热能“导”出的前提下才发挥散热作用，“导热”和“散热”是二个机理，二个不同的过程。

所以，传统功率型(尤其是超功率)电池最大障碍之一是：工作于大电流或超大电流时电池自身急剧温升得不到快速散发而毁害电池性能和寿命。

发明内容

为了解决功率型电池的电芯工作时快速散热问题，本发明了高散热功能的功率型电池，具体技术方案是：

高散热功能的功率型电池，包括：电池的外壳(1)，电池的盖帽(2)，由正极片(3)、负极片(4)、隔膜纸(5)组成电池的电芯，高效导热膜(6)。

其特征在于：外壳系金属桶体，盖帽与外壳之间由绝缘的密封圈垫开，正极片由正极活性材料及其金属载体组成，负极片由负极活性材料及其金属载体组成，隔膜纸系接枝处理的PP材料，高效导热膜(6)系非金属膜。

所述的高效导热膜(6)系高导热晶型石墨材料，膜的厚度d＝0.08～0.25mm。

高散热功能的功率型电池有益效果：

①在确保环境温度为20℃的实验条件下，当电池工作于超功率状态时，其外壳表面敷设高效导热膜(6)的电池与未敷设导热膜的表面温度值相比约为1比2。

②超大功率型电池一般用于油电混合汽车(Hev)等超大电流状态，其电池组又往往由一～二百个以上单体电池组合而成；有良好的导热机制下再辅与电池组冷风设施，电池组即使在超大功率状态也将安全、稳定地工作，电池组的长寿命会得到保障。

※材料参量附记：

1.石墨的导热性系数平均200～500W/m.K，其热传导性能比金属铝还优秀；

2.从热容量看热传导能力：

石墨热容量为(2.96～9.211)*107J/Kg，而金属材料一般为4.061*107J/Kg。

可见，高导热石墨膜是很优秀的热传导体。

附图说明

下面结合说明书附图和实施例对本发明“高散热功能的功率型电池”作进一步说明：

说明书附图为高散热功能的功率型电池的结构示意图。

附图中(1)是电池的外壳，(2)是电池的盖帽，(3)是正极片，(4)是负极片，(5)是隔膜纸，(6)是高效导热膜。

具体实施方式

在说明书附图所示实例中，(1)是电池的外壳，(2)是电池的盖帽，(3)是正极片，(4)是负极片，(5)是隔膜纸，(6)是高效导热膜。

装配程序如下：