專利名稱：高散熱功能的功率型電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池，具體地指一種高散熱功能的功率型電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的功率型電池(包括鎳鎘、鎳氫、鋰離子等)的結(jié)構(gòu)電池的外殼，電池的蓋 帽，由正極片、隔膜、負(fù)極片組成的電池的電芯；當(dāng)電芯裝入殼體后注入電解質(zhì)、裝上蓋帽、 外殼封口，這在電化學(xué)原理上已構(gòu)成電池。由于傳統(tǒng)的功率型電池結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有下面特征和缺陷(1)電池的極片制作工藝分燒結(jié)式、涂膏式或電沉析式，最終經(jīng)軋輥機(jī)壓置到設(shè)計(jì) 尺寸參數(shù)；無論圓形或方形功率型電池的電芯的橫截面積約占電池外殼內(nèi)腔橫截面積空間 的90% 97%左右，可見，電芯中最內(nèi)層與最外層極片間的距離較大，因此，電池的電芯工 作時(shí)產(chǎn)生的溫升效應(yīng)使其里外層溫度梯度較大。(2)電池作為一個(gè)能量變換器，無論是充電時(shí)電能變換成化學(xué)能，還是用電時(shí)化學(xué) 能變換成電能，其能量轉(zhuǎn)換效率都會(huì)打折，這就是所謂的功耗；一般的說功耗大都以熱能的 形式出現(xiàn)，這部份熱能被儲(chǔ)存在電池的電芯里，隨之電池就發(fā)生溫升，不恰當(dāng)?shù)臏厣催^來 又加劇能量轉(zhuǎn)換率的降低。(3)電池的溫升另一個(gè)危害是在高溫下活性物質(zhì)的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶格的 畸變一方面材料活性被喪失，另一方面促進(jìn)晶粒枝晶的生長(zhǎng)，枝晶的生長(zhǎng)致使電池短路而 死亡。如上所說，電池工作時(shí)電芯的內(nèi)外層是有溫度梯度的，根據(jù)熱傳導(dǎo)和熱輻射理論， 電芯最內(nèi)層區(qū)域溫度最高，最外層貼近外殼部分溫度低些；所以，根據(jù)焓矢量分析熱能是由 里往外傳導(dǎo)，溫差梯度越大導(dǎo)熱速度越快；目前功率型電池外殼為金屬或塑料材質(zhì)，但即使 鐵基金屬外殼的熱傳導(dǎo)系數(shù)又僅為80W/m. K?？梢?，功率型電池的電芯在工作(尤其超功率態(tài))時(shí)迅速產(chǎn)生的熱能僅依賴低導(dǎo) 熱系數(shù)的鐵質(zhì)外殼來幫助是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的如油電混合汽車Hev用超功率電池組工作時(shí)產(chǎn)生 大量的熱量就成了很大的難題，目前國(guó)際上油電混合汽車(Hev)或純電動(dòng)汽車(Ev)用電 池組是靠汽車行駛時(shí)外來冷風(fēng)來“散熱，，；不難想象，“散熱，，也只能在電池的電芯內(nèi)部熱能 “導(dǎo)”出的前提下才發(fā)揮散熱作用，“導(dǎo)熱”和“散熱”是二個(gè)機(jī)理，二個(gè)不同的過程。所以，傳統(tǒng)功率型(尤其是超功率)電池最大障礙之一是工作于大電流或超大電 流時(shí)電池自身急劇溫升得不到快速散發(fā)而毀害電池性能和壽命。
發(fā)明內(nèi)容為了解決功率型電池的電芯工作時(shí)快速散熱問題，本發(fā)明了高散熱功能的功率型 電池，具體技術(shù)方案是高散熱功能的功率型電池，包括電池的外殼(1)，電池的蓋帽(2)，由正極片(3)、負(fù)極片(4)、隔膜紙(5)組成電池的電芯，高效導(dǎo)熱膜(6)。其特征在于外殼系金屬桶體，蓋帽與外殼之間由絕緣的密封圈墊開，正極片由正 極活性材料及其金屬載體組成，負(fù)極片由負(fù)極活性材料及其金屬載體組成，隔膜紙系接枝 處理的PP材料，高效導(dǎo)熱膜(6)系非金屬膜。所述的高效導(dǎo)熱膜(6)系高導(dǎo)熱晶型石墨材料，膜的厚度d = 0. 08 0. 25mm。高散熱功能的功率型電池有益效果①在確保環(huán)境溫度為20°C的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)電池工作于超功率狀態(tài)時(shí)，其外殼表面敷設(shè)高效導(dǎo)熱膜(6)的電池與未敷設(shè)導(dǎo)熱膜的表面溫度值相比約為1比2。②超大功率型電池一般用于油電混合汽車(Hev)等超大電流狀態(tài)，其電池組又往 往由一 二百個(gè)以上單體電池組合而成；有良好的導(dǎo)熱機(jī)制下再輔與電池組冷風(fēng)設(shè)施，電 池組即使在超大功率狀態(tài)也將安全、穩(wěn)定地工作，電池組的長(zhǎng)壽命會(huì)得到保障?！牧蠀⒘扛接?.石墨的導(dǎo)熱性系數(shù)平均200 500W/m. K，其熱傳導(dǎo)性能比金屬鋁還優(yōu)秀；2.從熱容量看熱傳導(dǎo)能力石墨熱容量為(2. 96 9. 211)*107J/Kg，而金屬材料一般為4. 061*107J/Kg?？梢?，高導(dǎo)熱石墨膜是很優(yōu)秀的熱傳導(dǎo)體。

下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明“高散熱功能的功率型電池”作進(jìn)一步說 明說明書附圖為高散熱功能的功率型電池的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中⑴是電池的外殼，(2)是電池的蓋帽，(3)是正極片，⑷是負(fù)極片，(5) 是隔膜紙，(6)是高效導(dǎo)熱膜。
具體實(shí)施方式
在說明書附圖所示實(shí)例中，⑴是電池的外殼，(2)是電池的蓋帽，(3)是正極片， (4)是負(fù)極片，(5)是隔膜紙，(6)是高效導(dǎo)熱膜。裝配程序如下將正極片(3)、負(fù)極片(4)、隔膜紙(5)組成的電芯裝入外殼，注入電解液，裝上電 池蓋帽(2)，外殼封口，電池清洗等工藝完成后①將高效導(dǎo)熱膜(6)加工成工藝要求尺寸；②將高效導(dǎo)熱膜(6)按圖敷設(shè)于電池的外殼(1)的外表面；③至此，電池就可以進(jìn)入活化工藝。
權(quán)利要求高散熱功能的功率型電池，包括電池的外殼(1)，電池的蓋帽(2)，由正極片(3)、負(fù)極片(4)、隔膜紙(5)組成電池的電芯，高效導(dǎo)熱膜(6)；其特征在于外殼系金屬桶體，蓋帽與外殼之間由絕緣的密封圈墊開，正極片由正極活性材料及其金屬載體組成，負(fù)極片由負(fù)極活性材料及其金屬載體組成，隔膜紙系接枝處理的PP材料，高效導(dǎo)熱膜(6)系非金屬膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱功能的功率型電池，其特征在于高效導(dǎo)熱膜(6)系 高導(dǎo)熱晶型石墨材料，膜的厚度d = 0. 08 0. 25mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高散熱功能的功率型電池，包括電池的外殼(1)，電池的蓋帽(2)，外殼內(nèi)由正極片(3)、負(fù)極片(4)、隔膜紙(5)組成電池的電芯，外殼表面敷設(shè)高效導(dǎo)熱膜(6)。高散熱功能的功率型電池有益效果①在確保環(huán)境溫度為20℃的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)電池工作于超功率狀態(tài)時(shí)，其外殼表面敷設(shè)高效導(dǎo)熱膜(6)的電池與未敷設(shè)導(dǎo)熱膜的表面溫度值相比約為1比2；②超大功率型電池一般用于油電混合汽車(Hev)等超大電流狀態(tài)，其電池組又往往由一～二百個(gè)以上單體電池組合而成；有良好的導(dǎo)熱機(jī)制下再輔與電池組冷風(fēng)設(shè)施，電池組即使在超大功率狀態(tài)也將安全、穩(wěn)定地工作，電池組的長(zhǎng)壽命會(huì)得到保障。
文檔編號(hào)H01M10/00GK201623201SQ20092020943
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者陳竹女 申請(qǐng)人:陳竹女