[发明专利]大容量电池组温控装置和具有该装置的大容量电池组

说明书

技术领域

本发明涉及一种大容量电池组温控装置和具有该装置的大容量电池组，属 于电池组温度控制技术领域。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，高比能量，高性能的圆柱形锂离子电池获得了 更广泛的应用。此种电池不仅性能好而且不含有害物质，是绿色电源。它的各 个性能几乎都达到了目前电池所能达到的最好的程度。但是，它储存能量高。 又使用有机电解液，有起火和爆炸的危险，而且也确实发生过此种事故。

电池的安全主隐患主要来自电池的热失控，电池的热反应主要分为反应热、 焦耳热和极化热、这些热又分别来自电池的物理产热和化学产热，那么作为锂 离子电池安全设计和制造上，首要分析产热的机理；从材料上、结构上、体系 上、都会带来电池产热，那么优化控制产热和散热问题便是设计和制造电池安 全的首要，从体系上来看基本分成液态体系、凝胶态体系、固态体系、多孔态 体系每个体系的制造工艺和对电池带来的性能均各有不同，液态体系导电性能 好但安全性上差，凝胶态和准固态安全性能提高了但在倍率性能上又带来了新 的问题，多方面的设计不合理性都会带来电池产热都是影响电池安全的因素。

大容量电池组主要由电池夹具和电池单体构成，其中，电池夹具为绝缘材 质，电池夹具上制有用于布置所述电池单体的多个电池安装孔，所述电池单体 布置在所述电池安装孔中，且在每个电池安装孔中均设置有与所述电池单体相 连的金属弹簧片。

大容量电池组起火爆炸的根本原因是电池内部出现热失控。当电池内部温 度超过130℃时，会发生正极物质的分解等一系列猛烈的放热反应，使温度越来 越高，变为热失控，进而起火爆炸。因此如何控制电池的温度就成了电池组设 计的重要问题。

现有大容量电池组的结构中，除了弹簧片是良好导热的金属片外，其余皆 是绝缘绝热材料，热量传递效果不佳。因此温控不良。在大电流充放电和高温 环境中易出现电池温度过高的问题。

发明内容

本发明目的是：为了克服上述问题，提供一种大容量电池组温控装置和具 有该装置的大容量电池组，以将电池组在充放电时的温度控制在适当范围内， 提高电池组的温度一致性，避免热量累积于电池组中而降低电池使用寿命或引 发热失控。

本发明的技术方案是：一种大容量电池组温控装置，其特征在于该装置包 括由绝缘导热材料制成的导热套，所述导热套上开设有与电池组中的若干电池 单体一一对应的若干个电池穿套孔。

本发明这种大容量电池组温控装置在上述技术方案的基础上，还包括以下 优选方案：

所述导热套由具有高导热性和高韧性的热塑性弹性体复合材料制成。

所述具有高导热性和高韧性的热塑性弹性体复合材料是由热塑性弹性体和 导热材料混炼而成的高导热复合材料，其导热系数在0.2W/(m·℃)以上。

所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯(TPU)或可直接注塑成型的导热硅橡 胶。

所述导热材料选自氧化铝粉末、氮化铝粉末、氮化硼粉末中的任意一种或 两种以上的混合物，所述氧化铝粉末、氮化铝粉末、氮化硼粉末的粒径为5～50 微米。

所述导热套上还开设有位于所述各电池穿套孔之间的填料孔，并在所述填 料孔中填充有吸热材料或/和灭火剂。

所述吸热材料是相变温度为50～80℃的吸热相变材料。

所述电池穿套孔两端的孔沿处制有倒角。

所述各填料孔的轴线与各电池穿套孔的轴线平行布置，所述灭火剂为干粉 灭火剂。

本发明所公布的这种电池组，包括电池夹具以及布置在该电池夹具上的若 干电池单体，还包括上述结构的温控装置，所述各电池单体分别穿设在所述导 热套上各电池穿套孔中，并与电池穿套孔的孔壁紧贴布置。

本发明的优点是：

1、本发明在电池组上引入了作为温控装置的导热套结构，其一方面还能够 通过导热套将电池单体在充放电过程中产生的热量传递给外部散热设备(如电 池箱的金属外壳)，再由外部散热设备散发出去；另一方面能够通过填料孔内 的吸热材料吸收各个电池单体在充放电过程中产生的热量。从而避免热量在电 池单体内集中，延长了电池组的使用寿命，降低了电池安全事故发生的可能性。

2、填料孔内填充的灭火剂能够在电池组意外起火时及时灭火，将火势控制 在起火阶段，进一步保证了电池组的使用安全。

附图说明