一种电池模块、电池模组及电池模组封装方法技术

本发明专利技术提供一种电池模块、电池模组及电池模组封装方法，所述电池模块通过在相邻电池单体之间设置带有缺口的非闭合环形热管，所述非闭合环形热管沿所述电池单体边缘环绕，且其缺口设置在与电池单体的电极相对的一侧，因此该非闭合环形热管从电池发热较多的电极处通过，能将电极产生的热量传递至电池模块的壳体处散出；同时散热板设置在电池模块侧面，电池单体之间的非闭合环形热管可压缩，因此电池单体压实可靠，均热、散热性能强，安全性高，有效提高了该电池模块的工作效率和使用寿命；此外，壳体和散热板的配合能够将电池单体简便灵活地封装在壳体中，节省了封装工艺的时间和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，尤其涉及。
技术介绍
随着科技的进步和人类环境保护意识的增强，国内外的绿色能源产业已经进入了高速发展的阶段，将碳用于负极、将锂过渡金属复合氧化物用于正极以及将碳酸盐混合物用于电解质的锂离子蓄电池已经广为人知。在具有这种配置的锂离子蓄电池中，由于碳酸盐对水和其他有机溶剂的氧化和还原来说是稳定的并且可获得更高的电压，故可获得比作为水性电池(water-based battery)的镍氢电池更大的能量密度以及更高的容量。因此电动车行业和笔记本电脑、移动电话、摄像机、数码相机等消费类电子行业及某些特种行业都开始广泛的使用高能量大功率的锂离子电池作为电源，并对锂离子电池形成的电源模块的重量比、体积比、安全性、电池组的封装结构和生产效率等提出了更高的要求。锂电离子电池组电源是由多个锂离子电池单体组合封装而成。在大容量、高功率的锂离子电源的生产中，通常是将电池单体进行串联组合实现高压，将电池单体进行并联组合提高容量。其中，电池单体按照壳体的不同，有铝壳/钢壳电池和软包电池两种。铝壳/钢壳电池单体具有强度好，外部组装简便的优点，但其可塑性不及聚合物软包装锂离子电池，当内部产生大量气体时，因外壳刚性较强不能排放内部气体，容易引起爆炸等安全事故。软包装锂离子电池单体具有设计灵活，安全性能好，导热导电性能好，适应温度宽，可大电流充放电等优点，并且基本解决了安全和寿命问题，成为目前用于制作大功率电源的首选产品。然而，现有技术中应用软包装锂离子电池单体形成的电源，存在以下问题:1、安全性问题:由于软包装锂离子电池单体的外包装为一层铝塑膜，整个单体较软，单体层叠时电池的压实性较低，所以导致各个单体的包装膜很容易被刺破，电池安全性，如何有效保护电芯包装膜完好并保证电池的压实性，从电池组的封装结构上提高电池组安全性，使电池组在大容量、高功率、高电压、大电流充放电的条件下安全运行成为电池组封装结构设计要解决的一个重点难题。2、散热问题:在大电流充放电工作过程中，由于电池芯的发热，电池组的热量累积，会导致电池一致性降低，电池芯产生膨胀，影响了电池成组后各电池的一致性和均衡性的重要指标，从而降低了电池的循环寿命。如何有效的提高电池组的均热性能和散热性能，成为电池组封装结构设计要解决的另一个重点难题。3、结构复杂、成本较高问题:软包锂离子电池用于大容量、高功率、高电压、大电流充放电的电源时，首先需要利用模块化技术，将电池单体组合成合适的模块，然后组装成为电池模组(电池箱)。例如专利申请CN104124411A公开的电池组的冷却兼加热结构，以层叠状配置有多个扁平状的单电池和多个平板状热管，单电池以及平板状热管成为垂直状，且平板状热管与单电池的至少一面热接触，能够高效率地对构成电池组的单电池进行冷却，并且即使在严寒地区也能在使用开始前以短时间将单电池加热至适当温度范围；再例如专利申请CN104183863A公开的软包锂离子电池模块，采用散热板上的凹坑与框架的矩形腔体构成的空间容置软包电池，软包电池在模块中处于平躺的状态，能够提升软包电池的使用寿命。由此可见，现有技术中的很多封装结构中，采用板状结构对电池单体进行导热和散热，导热板上设置相应的单体安装结构，这种方式装配复杂，且对导热板以及周围硬质框架等封装结构的生产模具的组装精度以及对准精度要求较高，造成生产工艺复杂和生产成本较高，同时，由于软包电池之间的导热板以及周围硬质框架的存在，使得单体层叠时电池的压实性较低。因此，急需一种结构简单、各电池的均热性和散热性高、易于组装、又能够对电池起到很好保护作用并提升电池单体的使用寿命的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能够简化电池模块封装结构，保护电池单体外包装，改善均热性和散热性效果，延长使用寿命。为解决上述问题，本专利技术提出一种电池模块，包括壳体、散热板、多个电池单体以及多个导热管，所述多个电池单体以及多个导热管层叠状设置在所述壳体中；导热管与电池单体相间层叠设置；每个导热管为带有缺口的非闭合环形热管，环绕在相邻的两个电池单体的边缘之间，且缺口设置在与电池单体的电极相对的一侧；所述散热板固定在所述壳体外侧，并与导热管直接接触或间接接触。进一步的，所述壳体用于固定散热板的侧壁为面板，所述散热板通过所述面板与所述导热管间接接触；或者，所述壳体用于固定散热板的侧壁为面框，所述散热板直接与所述导热管直接接触。进一步的，所述壳体用于固定散热板的侧壁底部设有向外伸出的伸出板，所述伸出板与所述散热板上设有用于固定连接的相适配的连接组件。进一步的，每个电池单体的四周设有封边，导热管放置在相邻两电池单体及及其封边围城的容纳空间内。进一步的，所述壳体为导热体，且所述壳体的内表面和/或外表面上涂覆一层耐高温导热绝缘漆；和/或，在导热管、电池单体及壳体的接触面之间涂覆或填充有导热剂。本专利技术还提供一种电池模组，包括:顶板，底板、冷却管及多组上述的电池模块；多组所述电池模块由上往下排列并固定在所述顶板和底板形成的空间之内；所述冷却管设置在所有电池模块的两侧，内储有循环冷却液。进一步的，所述电池模组还包括多个内螺杆和外螺杆以及顶部的中间压板和弹簧，所述中间压板设置在顶板与最上端的电池模组壳体之间，所述冷却管依次从顶部的中间压板、各电池模块的散热板及壳体穿过后，再依次从最下端的电池模块的壳体、各电池模块的壳体及散热板穿回至顶部的中间压板；外螺杆依次穿过顶板及顶部的中间压板，再与底板螺纹连接；内螺杆依次穿过顶板、顶部的中间压板、各电池模块的散热板及壳体，再与底板螺纹连接；所述弹簧安装于顶板和顶部的中间压板的限位盲孔内。进一步的，所述中间压板与所述最顶端的电池模块的壳体一体成型，所述限位盲孔设置在所述壳体的顶部外表面上。本专利技术还提供一种电池模组封装方法，包括:提供顶板、底板、中间压板、冷却管、弹簧、内螺杆、外螺杆以及多组上述的电池模块；多组电池模块由上往下依次排列在所述中间压板和底板形成的空间之内；将冷却管依次从中间压板、各电池模块的散热板及壳体穿过后，再依次从最下端的电池模块的壳体及散热板、其他各电池模块的壳体及散热板穿回至中间压板；将顶板放置在中间压板上方，并在顶板和中间压板之间安装弹簧；将多个内螺杆依次穿过顶板、中间压板、各电池模块的散热板及壳体后，再与底板螺纹连接；将多个外螺杆依次穿过顶板、中间压板，再与底板螺纹连接。进一步的，提供每组所述电池模块的步骤包括:提供壳体、多个电极单体、多个导热管和多个散热板，且每个导热管为带有缺口的非闭合环形热管，每个电极单体带有封边；将电极单体和导热管相间层叠放置，并将导热管环绕在相邻的两个电池单体的封边之间，同时将导热管的缺口放置在与电池单体的电极相对的一侧；将散热板贴在壳体侧壁的外表面上，并与壳体侧壁底部的伸出板固定。与现有技术相比，本专利技术公开的技术方案，通过在相邻电池单体之间设置带有缺口的非闭合环形热管，所述非闭合环形热管沿所述电池单体边缘环绕，且其缺口设置在与电池单体的电极相对的一侧，因此该非闭合环形热管从电池发热较多的电极处通过，能将电极产生的热量导至电池模块的壳体处散出；同时散热板设置在电池模块侧面，电池单体之间仅有可压缩的非闭合环形热管，因此电池单体更加压实可靠，均热散热性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模块，包括壳体、散热板、多个电池单体以及多个导热管，所述多个电池单体以及多个导热管层叠状设置在所述壳体中，其特征在于，导热管与电池单体相间层叠设置；每个导热管为带有缺口的非闭合环形热管，环绕在相邻的两个电池单体的边缘之间，且缺口设置在与电池单体的电极相对的一侧；所述散热板固定在所述壳体外侧，并与导热管直接接触或间接接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方海峰，蔡李花，范纪华，吴群彪，王琪，李昱，魏久焱，沙炼，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32