[发明专利]一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法

说明书

本申请涉及一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法,属于电池技术领域。其包括正负极盖板、铝壳、电池夹具、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组，所述相变材料棒设置在圆柱卷芯的金属圆筒之间且与金属圆筒焊接在一起。由此，在电池持续充放电或是高功率充放电的情况下，相变材料能迅速吸收所产生的大量热量，在电池内部同时起到降温和均温的作用。

技术领域

本申请涉及一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法,属于电池技术领域。

背景技术

随着锂离子电池使用范围的不断扩大，广泛应用于车载、船载动力领域。动力电池对续航能力需求增加，储能电池对电池能量输出能力的不断增加，都要求锂离子电池应具备更高的容量性能，即具备良好的能量密度。传统意义上的动力及储能电池多采用铅酸电池及镉镍电池，这两种电池的能量密度较低，不能满足大功率、高能量密度输出时的使用要求。目前动力电池领域多采用小容量电池如18650或26650电池通过多个串、并联组合形式满足能量输出要求。其结构上的特点是电池组单体电池只数较多，体积能量密度不高，电池组管理控制结构复杂。商用的大容量锂离子电池多在50Ah～100Ah。限制电池容量进一步提升的主要难点有：大容量电池会在充放电时产生相当大的热。而大容量电池由于三维尺寸较大，在实际应用时，电池内部温度不均一的情况非常严重，靠近液冷面与远离液冷面的温差，或是液冷面与电池中心位置的温差较大，最大温差甚至高达10～20℃(与电池厚度、容量和充放电倍率正相关)。大容量单体电池内部温度的不一致性会造成电池综合性能下降，甚至带来安全问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种温度均衡的大容量电池。

本申请设计的温度自均衡的大容量电池，包括正负极盖板、铝壳、电池夹具(支架)、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；

铝壳形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状,铝壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形的任意需要的形状；

圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；

铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组。

相变材料棒本身是一个密封结构，外壳为金属，内置相变材料。相变材料棒中材料的相变温度优选35～55℃中的一个温度。

在相邻的圆柱卷芯的金属圆筒之间插入相变材料棒，将相变材料棒的外壳与金属圆筒焊接为一个整体。

本申请的温度均衡的大容量电池具体制作方法如下：

(1)圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；

(2)将圆柱卷芯的金属圆筒按照铝壳的形状焊接为一体；

(3)在各圆柱卷芯的金属圆筒间插入相变材料棒，并将相变材料棒与金属圆筒焊接在一起；

(4)将圆柱卷芯依次插入金属圆筒；

(5)将电池支架卡在圆柱卷芯负极端，固定住圆柱卷芯；

(6)将正极汇流片与圆柱卷芯的正极端进行焊接；

(7)将负极汇流片与圆柱卷芯的负极端进行焊接；

(8)将正极盖板与正极汇流片进行焊接；

(9)将装配好的卷芯组放入铝壳内，并将正极盖板与铝壳进行焊接封闭；