[发明专利]一种具有碰撞保护和散热功能的锂电池组的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有碰撞保护和良好散热功能的大功率锂电池组的制备方法。使用有圆孔的导热薄板做成空心的三棱柱，每个三棱柱中放置一个锂电池单体；按照电路要求对锂电池单体进行电连接；将三棱柱结构放在外壳中；将导线从外壳上部引出，将融化的石蜡缓慢的灌注到外壳、三棱柱、电池单体的空隙中，同时振动外壳，在外壳的带动下三棱柱结构与锂电池同步振动；所有空隙中都灌满石蜡后，等待石蜡冷却凝固；上述方法具有电池单体一致性好，电池组寿命长、容量大，成本低廉，易于加工，结构简单，电池组的抗撞能力强，相变材料中无气泡等优点。

技术领域

本发明属于锂电池领域，具体涉及到使用相变材料具有三角形结构的大功率锂电池组的制备方法。

背景技术

大功率锂电池组在很多领域中有重要应用，特别是户外使用的锂电池组已经成为电动汽车的重要部件，电池组的性能好坏直接关系到电动汽车的整车性能，然而现有的锂电池组仍然存在一定的不足。

锂电池组中包含多个锂电池单体，将这些电池单体通过特定的方式进行电连接，并将它们放入外壳中，构成锂电池组。通常电池单体形状有圆柱形、方形等，常见有18650圆柱形锂电池单体、433861方形锂电池单体、103450方形锂电池单体，在有些场合也将电池单体称为电芯。

电池组放电时，电池组中每个电池单体都产生热量，工作一段时间以后，电池组中心位置的电池单体温度较高，而边缘位置的电池单体温度较低，由于温度不同各电池单体的放电容量不同，当其中部分电池单体（甚至一个电池单体）达到放电截止条件时整个电池组就停止放电。由于电池组内部各电池单体温度的差异，电池组整体的放电容量下降，当整个电池组放电容量下降到一定程度后电池组的使用寿命也就耗尽了。对于大功率电池组而言,由于电池单体的放电电流较大,产热速率较大,中央位置和边缘位置的电池单体之间的温度差异较大,对电池组整体的放电容量的影响较大。

在夏天户外的高温环境下工作时，由于电池单体产热较大，电池组散热能力不足，各电池单体温度较高，并且随着电池组单体温度逐渐升高还会引起进一步的危险，当温度升高到一定值时电池单体会出现自燃现象，引起整个电池组燃烧。

在现有技术中，为降低电池组内部温度和减小电池组内各电池单体间的温度差异，采用各种技术辅助散热。风冷技术、液体冷却技术和相变冷却技术都能降低电池组温度，减小电池组内各电池单体间温度差异。风冷和液体冷却需要使用风道、风扇、管道、泵等结构，结构复杂，风冷和液体冷却技术的散热能力有限，虽然能降低大功率电池组温度，并减小电池单体间温度差异，但温度下降幅度和电池单体之间的温度差异还不能满足使用要求。

相变技术具有良好的效果。在公开号为CN112259830A名称为“一种可低温启动放电锂电池及其制备方法”的中国专利申请中，用聚偏氟乙烯包覆十二烷与膨胀石墨组成的复合相变材料，涂敷在胶带，使用胶带包裹电芯，在零下2℃到零下11℃之间复合相变材料发生相变，并释放热量，这种方法解决了低温环境下的锂电池启动问题，但使用的材料较复杂，并且胶带材料和胶带之间的间隙阻碍了热对流和热传导，散热效果较差，各电池单体间温差仍然较大。

公开号为CN210866264U名称为“一种用于锂电池热调控的相变储热装置”通过设置缓冲板、相变储能胶囊和风机等，提高了锂电池充放电时的散热效果，但仍然不能解决电池组中各电池单体温差较大的问题，并且采用风机协助散热的方式会额外增加电池能耗，降低电池组输出能量，成本较高。

公开号为CN109768194A名称为“一种基于相变材料-翅片复合结构的锂离子电池模组热管理系统”的中国专利申请中，铝制电池盒内固定有若干相间隔排布的方形磷酸铁锂电池模组和散热结构，散热结构由一对基板和整列排布在一对基板之间的若干个散热翅片构成，相邻两个散热翅片之间填充有相变材料，降低了电池组温度梯度，但此专利申请中的散热翅片结构复杂，成本昂贵，并且没有公开如何去除相变材料中的气泡，填充相变材料时难免会有气泡，而气泡会严重影响电池组的散热效果，电池单体之间仍然有较大的温差，对电池组内电池单体的一致性会造成很大的影响。