高导热性电池底托板及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种高导热性电池底托板，其材料为复合陶瓷材料，复合陶瓷材料包括塑料和高导热系数材料，高导热系数材料的导热系数范围是7—490W/mk，包括SiO2、SiC、Al2O3、AlN、MgO、BN中的一种或多种，占比复合材料的质量比例包括：10％—60％。一种锂离子电池，包括底托板，底托板采用上面所述的高导热性电池底托板，厚度为0.8mm，上面设有通孔。该锂离子电池还包括外壳、防爆顶盖、裸电芯、绝缘膜、电解液和感温线。

【技术实现步骤摘要】
高导热性电池底托板及锂离子电池
本专利技术涉及到锂离子电池领域，特别是涉及到一种高导热性电池底托板及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、环保无污染等优点，是新能源的主要发展方向。随着新能源汽车应用领域和区域的拓展，锂离子电池技术得到持续发展，同时也对锂离子电池的循环寿命、功率、能量密度、安全性能等提出了更高的要求。锂离子电池在长循环、大倍率工作过程中，电芯会有不同程度的温升。温度升高会造成电解液分解产气、体系副反应增加、电芯内阻增大，从而加快电芯衰减。电芯工作过程中的热量通过上部与防爆顶盖连接散热，下部则通过底托板传导至外壳散热。因此，底托板的热传导性能至关重要。目前，底托板主要采用耐电解液的塑料，导热系数为0.2-0.5W/mk，导热系数较低。因此目前电池底托板的导热能力较低，对电芯内部温升的抑制不够，电芯下部的散热能力还有较大的提升空间。采用导热系数较高的材料制作底托板，制成高导热性电池底托板，将会大大增加电芯下部的散热能力，从而有效疏散电芯工作过程中产生的热量，减低电芯内部温升，提高电芯的循环寿命。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种高导热性电池底托板及锂离子电池，把高导热性电池底托板应用在锂离子电池中，解决电芯工作过程中电芯内部温升过高的问题。本专利技术提出了一种高导热性电池底托板，高导热性电池底托板的材料为复合陶瓷材料，复合陶瓷材料包括塑料和高导热系数材料，高导热系数材料的导热系数范围是7—490W/mk，高导热系数材料占比复合材料的质量比例为10％—60％。进一步地，高导热系数材料包括SiO2、SiC、Al2O3、AlN、MgO、BN中的一种或多种。进一步地，塑料是PP，高导热系数材料是Al2O3、SiO2或BN中的一种，PP与Al2O3的质量比为9:1，PP与SiO2的质量比为9:1，PP与BN的质量比为9:1。进一步地，塑料是PP，高导热系数材料是BN，PP与BN的质量比为4:6。本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括底托板，底托板采用上述任意一项所述的高导热性电池底托板。进一步地，高导热性底托板上设有通孔。进一步地，高导热性底托板的厚度为0.5—5mm。进一步地，还包括外壳、防爆顶盖、裸电芯、绝缘膜和电解液；外壳为一端开口的长箱体；裸电芯置于外壳内；绝缘膜包裹在裸电芯外表面；电解液存储在外壳内并吸附在裸电芯内；高导热性电池底托板置于外壳内，高导热性电池底托板与外壳开口端相对，高导热性电池底托板位于绝缘膜和外壳之间，高导热性电池底托板与绝缘膜和外壳分别贴合；防爆顶盖与外壳的开口端固定连接。进一步地，裸电芯包括两个卷芯，卷芯通过极耳连接；裸电芯包括正极极耳与负极极耳,裸电芯上的正极极耳与负极极耳分别与防爆顶盖上的正极极柱和负极极柱相连。进一步地，还包括感温线。与现有技术相比，本专利技术高导热性电池底托板及锂离子电池的有益效果是：相比于传统的塑料底托板的导热系数为0.3W/mk左右，改进之后的高导热性电池底托板的导热系数高达2-30W/mk，导热性能提升了几十倍，能够把产生的热量快速地传导至外壳，进行发散，使工作温度稳定在正常范围，从而提升电芯的循环寿命。附图说明图1为本专利技术一种锂离子电池的分解结构示意图。图2为本专利技术一种锂离子电池另一个方向的分解结构示意图。图3为本专利技术一种锂离子电池的正面简易透视图。图4为本专利技术一种锂离子电池的双JR展开平面图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。一种高导热性电池底托板，其材料为复合陶瓷材料，复合陶瓷材料包括塑料和高导热系数材料，高导热系数材料的导热系数范围是7—490W/mk，高导热系数材料占比复合材料的质量比例是10％—60％，包括了SiO2、SiC、Al2O3、AlN、MgO、BN中的一种或多种。当塑料是PP，高导热系数材料是Al2O3、SiO2或BN中的一种时，PP与Al2O3的质量比为9:1，PP与SiO2的质量比为9:1，PP与BN的质量比为9:1。当塑料是PP，高导热系数材料是BN时，PP与BN的质量比为4:6。高导热性底托板的厚度为0.5—5mm，还设有通孔。相对于普通的塑料电池底托板，高导热性电池底托板的导热系数的范围为2—30W/mk,导热性能提升了几十倍。一种锂离子电池，底托板采用上述的高导热性电池底托板，能够通过高导热性底托板把电芯产生的热量快速地传导至外壳，进行发散，使工作温度稳定在正常范围，从而提升电芯的循环寿命。该锂离子电池还包括外壳、防爆顶盖、裸电芯、绝缘膜和电解液；外壳为一端开口的长箱体；裸电芯置于外壳内；绝缘膜包裹在裸电芯外表面；电解液存储在外壳内并吸附在裸电芯内；高导热性电池底托板置于外壳内，高导热性电池底托板与外壳开口端相对，高导热性电池底托板位于绝缘膜和外壳之间，高导热性电池底托板与绝缘膜和外壳分别贴合；防爆顶盖与外壳的开口端固定连接。裸电芯包括两个卷芯，卷芯通过极耳连接；裸电芯包括正极极耳与负极极耳,裸电芯上的正极极耳与负极极耳分别与防爆顶盖上的正极极柱和负极极柱相连。最后锂离子电池还包括感温线，用于测量电芯工作过程中的温升情况。高导热性电性底托板的制备过程以及应用如下：向导热系数为0.23W/mk的PP中掺入导热系数范围为7—490W/mk的高导热系数材料，高导热系数材料占总质量比的10％—60％，制备得到塑料陶瓷复合材料。其过程为先将PP原材料采用粉碎机粉碎成直径小于1mm的颗粒,然后采用热熔机器加热到170±5℃将其融化,按照比例加入粒径为100～500微米的高导热材料，搅拌1h使得两种材料均匀混合。经过送料系统，进入挤出成型机，制备成厚度为0.5-5mm的复合材料面板,然后使用切割机将其切割成尺寸与电池尺寸配套的片,按照预定设计，使用冲孔磨具在表面冲出穿孔,然后抛光机进行抛光处理，使其表面和切割边缘光滑。取五片上述材料为陶瓷复合材料的底托板浸泡在电解液中，在60℃的恒温箱中放置7天，观察底托板的耐腐蚀性。其表面光洁，无腐蚀痕迹，无变色现象则表示该材料的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热性电池底托板，其特征在于，所述高导热性电池底托板的材料为复合陶瓷材料，所述复合陶瓷材料包括塑料和高导热系数材料，所述高导热系数材料的导热系数范围是7—490W/mk，所述高导热系数材料占比复合材料的质量比例包括：10％—60％。

【技术特征摘要】
1.一种高导热性电池底托板，其特征在于，所述高导热性电池底托板的材料为复合陶瓷材料，所述复合陶瓷材料包括塑料和高导热系数材料，所述高导热系数材料的导热系数范围是7—490W/mk，所述高导热系数材料占比复合材料的质量比例包括：10％—60％。2.根据权利要求1所述的高导热性电池底托板，其特征在于，所述高导热系数材料包括SiO2、SiC、Al2O3、AlN、MgO、BN中的一种或多种，所述塑料包括PP、PE和PET。3.根据权利要求2所述的高导热性电池底托板，其特征在于，所述塑料是PP，所述高导热系数材料是Al2O3、SiO2或BN中的一种，所述PP与所述Al2O3的质量比为9:1，所述PP与所述SiO2的质量比为9:1，所述PP与所述BN的质量比为9:1。4.根据权利要求2所述的高导热性电池底托板，其特征在于，所述塑料是PP，所述高导热系数材料是BN，所述PP与所述BN的质量比为4:6。5.一种锂离子电池，包括底托板，其特征在于，所述底托板采用权利要求1至6任意一项所述的高导热性电池底托板。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周倩，戴亨伟，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44