一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，包括电池壳体和衬底结构，电池壳体内穿设聚合物隔膜层，聚合物隔膜层上下端分别设有生长于电池壳体表面的上连接层和下连接层，上连接层两侧粘结有相对称的衬底结构；衬底结构包括向电池壳体内部延伸的圆管连接层，圆管连接层的底端均贯穿有通孔，两个通孔内分别套设正极导电集流体和负极导电集流体；本实用新型专利技术通过第一波纹机构和第二波纹机构散发提高了锂离子电池的热稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构
本技术涉及锂离子电池，特别是涉及一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。现有的锂离子电池，正极材料的好坏直接决定了电池的最终性能；影响锂离子电池性能的主要原因之一，即正极材料和负极材料之间因为其化学电的放热反应，即热稳定性较差；为了增强其热稳定性，在正极材料普遍选用的镍钴二元复合材料中添加铝元素，通过铝元素的掺杂，形成镍钴铝酸锂正极；镍钴铝酸锂具有良好的热稳定性，但还是无法避免锂离子电池自带的放热反应，而其在放热过程中，因为正负极导电集流层大多采用电解铝箔和电解铜箔，导致放热部件大多集中在正负极导电集流层中，且与电解液直接接触的隔膜也不可避免的会有热量产生；放热反应的存在影响了电池的性能，所以需要在其结构上进行散热处理。现有技术的缺点
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，能解决的
技术介绍
中存在的技术缺陷。为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，包括电池壳体和衬底结构，所述电池壳体内穿设聚合物隔膜层，所述聚合物隔膜层两侧分别为镍钴铝酸锂正极层和石墨负极层，所述镍钴铝酸锂正极层镍穿设有正极导电集流体，所述石墨负极层穿设有负极导电集流体，所述镍钴铝酸锂正极层和石墨负极层均填充有有机电解液；所述聚合物隔膜层上下端分别设有生长于电池壳体表面的上连接层和下连接层，所述上连接层两侧粘结有相对称的衬底结构；所述衬底结构包括向电池壳体内部延伸的圆管连接层，所述圆管连接层的底端均贯穿有通孔，两个所述通孔内分别套设正极导电集流体和负极导电集流体。作为本技术的一种优选技术方案，所述衬底结构包括一侧与上连接层粘结的贴合层，所述贴合层另一侧设有连接层，所述连接层和圆盘层一侧固接，所述圆盘层另一侧设有嵌合层，所述嵌合层和电池壳体适配。作为本技术的一种优选技术方案，所述圆盘层轴心贯穿有通槽，所述通槽下方连接圆管连接层，且所述通槽和通孔上下对应。作为本技术的一种优选技术方案，所述圆盘层顶面设有同心的第一波纹结构，所述第一波纹结构的凹凸面位于竖直面；所述圆盘层外缘设有离心向外的第二波纹结构，所述第二波纹机构的凹凸面位于纵向面。作为本技术的一种优选技术方案，所述上连接层和聚合物隔膜层为形同材质，且通过导热硅胶与贴合层相连接。作为本技术的一种优选技术方案，所述连接层为片状硅胶材质，所述圆盘层为硅胶板，所述嵌合层为折弯硅胶板，且其表面均采用第一波纹结构。与现有技术相比，本技术能达到的有益效果是：本技术通过衬底机构将锂离子电池的正极导电集流层和负极导电集流层与其圆盘层连接，使得正负极导电集流层内经放热反应溢出的热量进过圆盘层上的第一波纹机构和第二波纹机构散发，保证了正负极导电集流层的热稳定性；并通过将聚合物隔膜层端面和上连接层接触，而上连接层采用贴合层与圆盘层之间形成导热带，将聚合物隔膜层的热量传输至圆盘层，降低了其内部热量，从而进一步提高了锂离子电池的热稳定性能。附图说明图1为本技术所述衬底结构和电池壳体的连接示意图；图2为本技术所述衬底结构位于电池壳体上的俯视示意图；图3为本技术所述衬底结构示意图；图4为本技术所述第一波纹结构示意图；其中：1、电池壳体；2、聚合物隔膜层；3、镍钴铝酸锂正极层；4、石墨负极层；5、正极导电集流体；6、负极导电集流体；7、有机电解液；8、衬底结构；21、上连接层；22、下连接层；81、贴合层；82、连接层；83、圆盘层；84、嵌合层；831、第一波纹结构；832、第二波纹结构；833、圆管连接层；834、通孔。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本技术，但下述实施例仅仅为本技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。请参照图1-4所示，本技术提供一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，包括电池壳体1和衬底结构8，电池壳体1内穿设聚合物隔膜层2，聚合物隔膜层2两侧分别为镍钴铝酸锂正极层3和石墨负极层4，镍钴铝酸锂正极层3镍穿设有正极导电集流体5，石墨负极层4穿设有负极导电集流体6，镍钴铝酸锂正极层3和石墨负极层4均填充有有机电解液7；需要强调的是，石墨负极层4嵌合有锂离子，作为其负极，克服了锂的高活性，而正极采用镍钴铝酸锂正极层3，在镍钴材料中掺杂了铝元素，进一步稳定了其结构，抑制了充放电过程中的放热反应，使材料循环性能和耐过充性能明显提高。作为锂离子电池正负极的隔膜，采用聚合物隔膜层2，市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜；其主要用于负极中嵌合的锂离子通过，形成从正极向负极的电流，聚合物隔膜层2上下端分别设有生长于电池壳体1表面的上连接层21和下连接层22，上连接层21可采用聚合物隔膜层2相同的材质，上连接层21两侧粘结有相对称的衬底结构8；衬底结构8包括向电池壳体1内部延伸的圆管连接层833，圆管连接层833的底端均贯穿有通孔834，两个通孔834内分别套设正极导电集流体5和负极导电集流体6。正极导电集流体5和负极导电集流体6在充放电过程中放热，进而使热量传输至圆管连接层833中。具体的，衬底结构8包括一侧与上连接层21粘结的贴合层81，贴合层81另一侧设有连接层82，连接层82和圆盘层83一侧固接，圆盘层83另一侧设有嵌合层84，嵌合层84和电池壳体1适配，进而使得圆管连接层833的热量经连接层82、圆盘层83和嵌合层84传输。具体的，圆盘层83轴心贯穿有通槽，通槽下方连接圆管连接层833，且通槽和通孔834上下对应，圆管连接层833主要用于和电池放热位置进行接触，通过圆管连接层833传热至圆盘层83。具体的，圆盘层83顶面设有同心的第一波纹结构831，第一波纹结构831的凹凸面位于竖直面；圆盘层83外缘设有离心向外的第二波纹结构832，第二波纹机构的凹凸面位于纵向面。第一波纹机构和第二波纹结构832作为圆盘层83的主要散热结构，通过其波纹面增大了空气的接触面积，进而增强散热性能。具体的，上连接层21和聚合物隔膜层2为形同材质，且通过导热硅胶与贴合层81相连接，导热硅胶作为良好的导热材料，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，包括电池壳体(1)和衬底结构(8)，所述电池壳体(1)内穿设聚合物隔膜层(2)，所述聚合物隔膜层(2)两侧分别为镍钴铝酸锂正极层(3)和石墨负极层(4)，所述镍钴铝酸锂正极层(3)镍穿设有正极导电集流体(5)，所述石墨负极层(4)穿设有负极导电集流体(6)，所述镍钴铝酸锂正极层(3)和石墨负极层(4)均填充有有机电解液(7)；其特征在于：所述聚合物隔膜层(2)上下端分别设有生长于电池壳体(1)表面的上连接层(21)和下连接层(22)，所述上连接层(21)两侧粘结有相对称的衬底结构(8)；所述衬底结构(8)包括向电池壳体(1)内部延伸的圆管连接层(833)，所述圆管连接层(833)的底端均贯穿有通孔(834)，两个所述通孔(834)内分别套设正极导电集流体(5)和负极导电集流体(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，包括电池壳体(1)和衬底结构(8)，所述电池壳体(1)内穿设聚合物隔膜层(2)，所述聚合物隔膜层(2)两侧分别为镍钴铝酸锂正极层(3)和石墨负极层(4)，所述镍钴铝酸锂正极层(3)镍穿设有正极导电集流体(5)，所述石墨负极层(4)穿设有负极导电集流体(6)，所述镍钴铝酸锂正极层(3)和石墨负极层(4)均填充有有机电解液(7)；其特征在于：所述聚合物隔膜层(2)上下端分别设有生长于电池壳体(1)表面的上连接层(21)和下连接层(22)，所述上连接层(21)两侧粘结有相对称的衬底结构(8)；所述衬底结构(8)包括向电池壳体(1)内部延伸的圆管连接层(833)，所述圆管连接层(833)的底端均贯穿有通孔(834)，两个所述通孔(834)内分别套设正极导电集流体(5)和负极导电集流体(6)。


2.根据权利要求1所述的一种包覆镍钴铝酸锂正极的波纹状衬底散热结构，其特征在于：所述衬底结构(8)包括一侧与上连接层(21)粘结的贴合层(81)，所述贴合层(81)另一侧设有连接层(82)，所述连接层(82)和圆盘层(83)一侧固接，所述圆盘层(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌，刘振添，王英，洪魁明，
申请(专利权)人：广州鸿森材料有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44