[发明专利]自冷却散热集流体及动力电池电芯

说明书

本发明揭示了一种自冷却散热集流体及动力电池电芯，其中：自冷却散热集流体，包括蓄热涂层和导热材料制成的集流体基材，蓄热涂层涂覆在集流体基材的表面。动力电池电芯，包括正电极、负电极以及自冷却散热集流体，自冷却散热集流体包括正极自冷却散热集流体和负极自冷却散热集流体；正极自冷却散热集流体连接正电极形成正极连接体，负极自冷却散热集流体连接负电极形成负极连接体；正极连接体和负极连接体叠放后卷绕设置，且正极自冷却散热集流体和负极自冷却散热集流体两者位于卷绕后的外侧。本发明的自冷却散热集流体及动力电池电芯可用于解决锂电池内部热量分布不均且难以散出的问题，具有热量传导快的特点。

技术领域

本发明涉及到动力电池技术领域，特别是涉及到一种自冷却散热集流体及动力电池电芯。

背景技术

近年来，新能源行业在国内的快速发展，其中，新能源汽车发展尤为迅速，随之锂电池的应用也越来越普及。因此，市场对锂电池产品的要求越来越高，如：新能源汽车要求使用更加安全的方形动力电池(锂电池)，该电池的使用寿命要在8年左右，且该电池不能有安全隐患等。锂电池的最佳的工作温度范围为15～35℃，在该工作温度范围内其寿命长的性能才能得到最好的发挥。但是，锂离子电池普遍充放电时间较长，且因为锂电池在充放电过程中阻抗、倍率大，锂电池自身会产生很多热量，导致电池本身发热不均、电池充放电时温度较高，从而，锂电池很难保持处于最佳的工作温度范围内，造成电池寿命降低的现象。

为解决上述问题，目前主流方法是在电池壳外或者电池组内安装导热、散热介质管道进行辅助散热，或者，借助风冷、水冷系统对电池进行散热，但这些方法仅在电池外部对电池进行均热，当电池尺寸更大时，电池内部热量难以散出到电池表面。此外，由于动力电池尺寸较大，其内部温度分布不均匀问题会更加严峻。

因此，如何在锂电池的使用过程中将电池内部产生的热量快速传导出去，使电池温度可以保持在最佳的工作温度范围，成为了锂电行业的一个难题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种自冷却散热集流体及动力电池电芯，可用于解决锂电池内部热量分布不均且难以散出的问题，具有热量传导快的特点。

本发明提出一种自冷却散热集流体，包括蓄热涂层和导热材料制成的集流体基材，所述蓄热涂层涂覆在所述集流体基材的表面。

进一步的，所述蓄热涂层包括蓄热材料、碳材料和粘接剂，所述蓄热材料、碳材料和粘接剂三者相互混合制成所述蓄热涂层。

进一步的，所述蓄热材料、碳材料和粘结剂三者的质量百分比为50～85％：10～40％：5～10％。

进一步的，所述碳材料为活性炭、多孔石墨和石墨烯中的多种混合或一种。

进一步的，所述蓄热材料为改性石蜡、高分子聚合物类相变材料和多元醇类相变材料中的多种混合或一种。

进一步的，所述高分子聚合物类相变材料为PEG型聚氨酯；所述多元醇类相变材料为季戊四醇、新戊二醇和三羟甲基乙烷中的多种混合或一种。

进一步的，所述粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、丙烯腈多元聚合物、羟甲基纤维素钠、SBR橡胶中的多种混合或一种。

进一步的，所述蓄热涂层的面密度为5～50mg/cm²，所述蓄热涂层的厚度为50～300μm。

本发明还提出一种动力电池电芯，包括正电极、负电极以及所述的自冷却散热集流体，所述自冷却散热集流体包括正极自冷却散热集流体和负极自冷却散热集流体；所述正极自冷却散热集流体连接所述正电极形成正极连接体，所述负极自冷却散热集流体连接所述负电极形成负极连接体；所述正极连接体和负极连接体叠放后卷绕设置，且所述正极自冷却散热集流体和负极自冷却散热集流体两者位于卷绕后的外侧。