电池包制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电池包，包括：电芯和壳体，其特征在于：电池包还包括：基体，由多孔材料或发泡材料制成；填充物，由具有流体形态的材料制成；电芯与基体结合；基体至少部分容纳在壳体中；填充物填充在基体的孔隙中；在电芯散发热量时，填充物能将电芯散发的热量传递给基体。本实用新型专利技术的有益之处在于通过采用高导热的基体和填充物来使电芯能够有效散发热量，避免电池包过热。

Battery pack

The utility model discloses a battery pack, which comprises an electric core and a shell, which is characterized in that the battery pack also includes a substrate made of a porous material or foaming material; filling material made with fluid material; electric core combined with the matrix; matrix at least partially contained in the casing; filler in the matrix pores; in the electric core heat when the filler can be electric core sporadic heat transfer to the substrate. The utility model has the advantages that the core can be effectively distributed by adopting the high thermal conductivity matrix and the filler to avoid the overheating of the battery pack.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池包。
技术介绍
电池包作为无线电动工具的动力来源一直是制约无线电动工具发展的主要环节。尤其随着电池容量增加，电池包在充电和放电时，电芯所散发的热量也越来越高；这对电池包中电芯的寿命以及电池包的使用安全均带来不利影响。
技术实现思路
为解决现有电池包的散热问题，本技术采用如下的技术方案：一种电池包，包括：电芯和壳体，其特征在于：电池包还包括：由多孔材料或发泡材料制成的基体和能将电芯散热的热量传递给基体的填充物；填充物由具有流体形态的材料制成；电芯与基体结合；基体至少部分容纳在壳体中；填充物填充在基体的孔隙中。前述的电池包，其特征在于：基体的导热率取值范围为大于等于1.0W/(m∙K)。前述的电池包，其特征在于：填充物的导热率的取值范围为大于等于0.2W/(m∙K)前述的电池包，其特征在于：壳体为塑料材料，其导热率取值范围为大于等于1.0W/(m∙K)小于等于2.5W/(m∙K)。前述的电池包，其特征在于：基体为金属材料，填充物为塑料材料。前述的电池包，其特征在于：基体为塑料材料，填充物为塑料材料。前述的电池包，其特征在于：填充物为混合物。前述的电池包，其特征在于：填充物为相变材料，在电芯到达预设温度时，填充物在基体的孔隙中相变为流体吸收热量并将热量传递给基体。前述的电池包，其特征在于：基体设有：放置槽，用于容纳电芯；基体孔隙连通到放置槽处。前述的电池包，其特征在于：基体设有：导风槽，用于导向气流；形成于基体的外侧。本技术的有益之处在于：通过采用高导热的基体和填充物来使电芯能够有效散发热量，避免电池包过热。附图说明图1是电池包的外观示意图；图2是电池包内部分结构的示意图；图3是电池包的爆炸图；图4是图3中部分结构的示意图；图5是基体一个优选实施例的结构示意图；图6是图5所示的基体与电芯结合为一个整体的结构示意图；图7是图5所示基体分解后的结构示意图；图8是基体另一个优选实施例的结构示意图；图9是图5所示的基体与电芯结合为一个整体的结构示意图；图10是基体一个优选实施例的剖面结构示意图（剖面中有许多孔隙被省略未示出）；图11是电池包内部一个优选实施例的结构示意图；图12是电池包内部另一个优选实施例的结构示意图；图13是基体一处放大结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。如图1所示的电池包100包括壳体10和内置在壳体10内部的电芯20（图1未示出，请参见图2所示）。壳体10用于将电芯20、电路板（未示出）、连接端子以及其他电子元件封装为一个整体并对它们进行保护。在一个电池包100中往往设置多个电芯20以满足电量和电压的需求，为了使电芯20按照一定的形式排列，电池包100往往还包括支架30，支架30对电芯20起到支撑作用，使多个电芯20构成一个整体以便装配壳体10中。从以上可知，在电芯20发热时，如果壳体10和支架30所采用的材料导热性能较差，那么电芯20所产生的热量将会在壳体10内部积累从而使电芯20难以有效散热，从而带来安全隐患。为了改善电池包100中电芯10的散热环境；可以采用以下方案：将壳体10和支架30中的至少一个或者其它位于电池包100中对电芯20散热起到阻碍作用部件以高导热材料制成。该高导热材料的导热率取值范围为：大于等于1.0W/(m∙K)小于等于2.5W/(m∙K)。另外如果材料的吸热效果较好也有助于进行热交换，其比热的取值范围为：大于等于1J/（g∙K）小于等于3J/（g∙K）。为了兼顾散热效果和重量，该高导热材料的密度取值范围：大于等于1.5g/cm3小于等于2.5g/cm3。作为具体的方案，可以采用具有高热率的塑料材料，比如采用PA塑料（尼龙，聚酰胺塑料）掺入非金属材料制成高导热材料，掺入的非金属材料既可以是非金属单质也可以是化合物，比如掺入石墨粉或氧化铝；也可以掺入金属材料，比如铜粉、铝粉或者镍粉等高导热的金属材料。实际上，参入元素周期表中原子量大于等于镁的金属材料均可以。经过我们实验，采用以上导热率范围的高导热材料能够有效的降低电池包100内部的温度。但是，如图1和图2可知，电芯20发出的热量相当于一部分是以空气作为介质进行散热的，如果仅仅采用加强热量传递效率的方案，在电芯20数目较多时还是存在过热的危险。如图2所示，作为一种改进方案，电池包100还包括：吸热体40，该吸热体40设置在电芯20附近最好与电芯20接触，其作用在于吸收电芯20产生的热量。吸热体40可以由比热大于电芯20平均比热（将电芯20作为一个整体测出）大的材料制成，这样其吸收同样的热量所造成温升要小于电芯20单独散热时造成的温升。作为一种更有效的方法，吸热体40可以采用相变材料制成，这样一来，在电芯20发热时，热量被吸热体40吸收，转化为化学能，而非热能，这样的降温效果更明显。但是对于相变材料而言，在其相变时转化为流体形态，这样会对电池包100的封装以及控制吸热体40位置带来难题。即使不采用相变材料，吸热体40也比较难设置，如果靠近电芯20比较容易吸热，但是其自身的散热又难以保证。作为一种可选方案，如图5和图13所示，电池包100内可设有：基体50和填充体60（图5未示出，请参见图13）。其中，基体50由多孔材料或发泡材料制成，其既可以是金属材料也可以是非金属材料，比如塑料材料，其可以是单质也可以是化合物，其在制备的过程中形成多个孔隙51，这些孔隙51大部分是贯通的。为了实现良好的散热效果，基体50的导热率取值范围为大于等于1.0W/(m∙K)。填充物60由具有流体形态的材料制成，比如塑料材料，当然填充物60也可以是混合物，其能通过浸润等方式填充到基体50的孔隙51中。填充物的导热率的取值范围为大于等于0.2W/(m∙K)。具体而言，基体50以某种方式与电芯20结合使电芯20在发热时，填充物60能吸收热量并将热量传递给基体50。作为可选方案，填充物60为相变材料，在电芯20到达预设温度时，填充物60在基体50的孔隙51中相变为流体吸收热量并将热量传递给基体50。控制填充物60和基体50孔隙率，使填充物60在流体形态时也会因为表面张力而不会流出孔隙51。另外，为了使吸热和散热平衡，应当将基体50的导热率与其表面积的乘积以及填充物60的最大比热容（两种物态下最大的一个比热容）与质量的乘积控制在一定范围内。如图5、6、7所示，可以将基体50直接制成支架的形式，使电芯20插装在基体50形成的放置槽52中，基体50的孔隙51可以连通到放置槽52处。另外，由于电芯20与放置槽52之间可能存在间隙也为了固定电芯20可以在电芯20和基体50之间填充导热介质80，具体比如注入的导热胶或在电芯20的外缘套装的导热套，导热胶和导热套可以由导热率较高的材料制成，比如导热硅胶等。为了使基体50与电芯20更容易装配，基体50可以采用如图7所示的分体的形式，使放置槽52为敞口槽，这样能够更方便的安置电芯。如图8至10所示，作为一种扩展方案，为了增强散热效果，基体50’可以在其周边形成导风槽51’，这样既有助于散热又能使该结构适于具有风冷装置的电池包。作为进一步的方案，可以在基体50’的内部形成具有类似功能风道52’，该风道52’大致沿直线方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池包，包括：电芯和壳体，其特征在于：所述电池包还包括：由多孔材料或发泡材料制成的基体和能将所述电芯散热的热量传递给所述基体的填充物；所述填充物由具有流体形态的材料制成；所述电芯与所述基体结合；所述基体至少部分容纳在所述壳体中；所述填充物填充在所述基体的孔隙中。

【技术特征摘要】
2015.10.29 CN 20151072530681.一种电池包，包括：电芯和壳体，其特征在于：所述电池包还包括：由多孔材料或发泡材料制成的基体和能将所述电芯散热的热量传递给所述基体的填充物；所述填充物由具有流体形态的材料制成；所述电芯与所述基体结合；所述基体至少部分容纳在所述壳体中；所述填充物填充在所述基体的孔隙中。2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述基体的导热率取值范围为大于等于1.0W/(m∙K)。3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述填充物的导热率的取值范围为大于等于0.2W/(m∙K)。4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述壳体为塑料材料，其导热率取值范围为大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪卓，
申请(专利权)人：南京德朔实业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32