一种大容量电池壳体结构制造技术

本发明专利技术提出了一种大容量电池壳体结构，属于储能电池技术领域，其包括空腔结构，空腔结构内填充有石蜡层，石蜡层用于吸收电池工作时产生的潜热。由于石蜡具有良好的潜热可以吸收大容量电池工作时产生的热量，从而给大容量电池降温，使大容量电池的工作温度保持在50℃以下，确保大容量电池工作的稳定性，使得大容量电池高效工作；延长了大容量电池的寿命。延长了大容量电池的寿命。延长了大容量电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种大容量电池壳体结构


[0001]本专利技术属于储能电池
，涉及大容量锂电池安全技术，具体为一种大容量电池壳体结构。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池技术得到快速发展，已应用到越来越多的领域。但是由于锂离子电池自身的工作原理和构造特性，当锂离子电池存在过充、短路、过热或制造缺陷时，都会造成正负极内部短路，造成电芯内部瞬间产生大量可燃气体和热量，电池内部在高温下隔膜、电解质等成分发生反应所造成的电池热失控燃烧，热失控时电芯材料会产生大量的可燃气体，引发电池箱撕裂或爆炸，大量氧气与可燃气体接触并燃烧会导致热失控扩散、加剧，从而造成大面积火灾而难以抑制，危害性极大。
[0003]根据现有研究，锂离子电池正常运行温度集中在0℃－40℃；当温度超过50℃时，正极表面的SEI膜不能保持稳定，会影响到电池寿命与安全；而低温工况会造成电池内部化学反应减慢，并导致电解液电导率降低和正极锂离子扩散速率的降低，这将导致电池容量降低甚至电池的整体失效。除此之外，由于低温对石墨阳极的强烈极化作用，还会导致电极表面锂电镀现象的发生，加速电池老化。除了对电池整体温度范围的要求之外，温差也会对电池的性能与安全有很大的影响，因为温差的存在会造成电池内部化学反应的不平衡，从而影响到电池的安全有效运行。
[0004]目前市场上针对锂离子电池的热管理，主要用空调系统或循环液对电池冷却或加热，该热管理方式不仅耗能高，而且制冷或加热效果不佳。
[0005]公告为CN 106654430B的专利，其公开了一种基于热管和相变材料的低温下动力电池热管理系统，包括电池、相变材料以及热管；电池放置在单独的电池箱中；相变材料放置在单独的相变材料箱中；电池箱内每块电池至少与一根热管的一端贴合；热管的另一端伸入相变材料箱内部与相变材料接触；其还包括包裹整个系统的保温层。该系统利用热管来传递动力电池运行时产生的热量，利用相变材料来储存热量，并在电池温度降低时输送热量，达到对电池进行保温的目的，整个过程无需任何消耗任何能量，利用电池运行过程中释放出的多余热量，能够良好的保证低温下电池箱始终处在适宜温度范围内，满足低温下电池的保温需求，是一种高效节能的热管理的理想方案。该系统中，当相变材料的相变潜热耗尽时，吸热和放热能力明显下降，便不能满足电池的散热或加热需要。

技术实现思路

[0006]针对上述现有的电池热管理系统，其对电池热失控温度(加热或制冷)的调节效果不佳的问题，本专利技术提出了一种大容量电池壳体结构。
[0007]本专利技术是在外壳体和内壳体之间形成的空腔结构中放置石蜡层，由于石蜡具有很好的相变潜热，能够吸收电池正常工作时产生的热量，达到给电池降温的目的；同时在石蜡层内设置有热管，当石蜡层完全融化后，热管可以将石蜡的热量导出至电池壳体的外侧将
热量散掉；若电池处在低温环境中，为了给电池提供良好的工作温度环境，热管可以通过外部加热设备给电池加热，使得电池保持良好的工作效率；其具体技术方案如下：
[0008]一种大容量电池壳体结构，包括空腔结构，所述空腔结构内填充有石蜡层，所述石蜡层用于吸收电池工作时产生的热量。
[0009]进一步限定，所述大容量电池壳体结构还包括由内而外依次设置的内壳体和外壳体，所述空腔结构设置在外壳体和内壳体之间，所述内壳体的内腔用于放置大容量电池的电芯。
[0010]进一步限定，所述石蜡层包括石蜡和导热材料，所述石蜡和导热材料均匀混合；所述导热材料为泡沫铜、泡沫铝、石墨、铜粉、铝粉或碳纤维。
[0011]进一步限定，所述石蜡层内插接有热管。
[0012]进一步限定，所述热管有多根，且多根热管之间并列设置。
[0013]进一步限定，所述热管与内壳体的壳壁外侧贴合。
[0014]进一步限定，所述热管的导热介质为丙酮、水、酒精、氨水、戊烷、氟利昂11中的一种或两种及两种以上的组合。
[0015]进一步限定，所述大容量电池壳体结构还包括上盖板，所述上盖板置于外壳体和内壳体的顶部开口处，所述热管贯穿上盖板并延伸上盖板上方与制冷制热模块连接。
[0016]进一步限定，所述石蜡中添加有阻燃剂；所述内壳体的壳壁上设置有一个或多个薄弱部。
[0017]进一步限定，所述阻燃剂为溴系阻燃剂或磷氮系阻燃剂。
[0018]进一步限定，所述薄弱部为易熔金属片、刻划槽或薄弱孔。
[0019]进一步限定，所述外壳体和内壳体均为圆柱形结构或棱柱形结构。
[0020]进一步限定，所述石蜡的熔点大于45℃。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、本专利技术一种大容量电池壳体结构，其包括空腔结构，在空腔结构内填充有石蜡层，石蜡层用于吸收电池工作时产生的热量。石蜡的熔点大于45℃，因此，当电池工作时产生的热量大于45℃时，由于石蜡具有良好的潜热可以吸收大容量电池工作时产生的热量，从而给大容量电池降温，使大容量电池的工作温度保持在50℃以下，使得大容量电池工作稳定，确保大容量电池的高效工作；延长了大容量电池的寿命。
[0023]2、石蜡层包括石蜡和导热材料，石蜡和导热材料均匀混合；通过导热材料使得热量传导速率加快，提高了电池内的散热速度，同时确保电池内部各个部位的热量传递均匀，避免电池内部局部过热。
[0024]3、石蜡层内插接有热管。石蜡吸收的热量还可以通过热管进行传导和散发，在电池温度过高时，石蜡层和热管协同可使热量的散发效果更好。
[0025]4、在外壳体和内壳体的顶部开口处设置有上盖板，通过上盖板可将外壳体和内壳体的顶部密封；热管贯穿上盖板并延伸上盖板上方与制冷制热模块连接，通过制冷制热模块可使热管在向外散热时帮助热量更好的散发；同时在电池处于低温环境运行时，制冷制热模块可对热管进行加热，基于热管的双向导热特性，通过热管将热量传导至电池内部，对电池内部进行加热，使得电池处于正常工作环境温度中，提高电池的工作效率。
[0026]5、在石蜡中添加有阻燃剂，在内壳体的壳壁上设置有一个或多个薄弱部，当电池
内部由于热失控产生可燃气体时，内壳体内腔中的压力不断增大，在压力达到极限时，内壳体的腔壁薄弱处被打开，已经熔化的石蜡携带阻燃剂进入内壳体的内腔，由于石蜡的电阻大，且含有阻燃材料，可以降低大容量电池电芯的导电能力，阻止热失控的进一步蔓延。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一种大容量电池壳体结构的结构示意图；
[0028]图2为内壳体与外壳体之间的连接示意图；
[0029]其中，1
‑
外壳体，2
‑
上盖板，3
‑
热管，4
‑
电池正极，5
‑
电池负极，6
‑
内壳体，7
‑
薄弱部。
具体实施方式
[0030]下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行进一步地解释说明，但本专利技术并不限于以下说明的实施方式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容量电池壳体结构，其特征在于，包括空腔结构，所述空腔结构内填充有石蜡层，所述石蜡层用于吸收电池工作时产生的热量。2.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体结构，其特征在于，所述大容量电池壳体结构还包括由内而外依次设置的内壳体和外壳体，所述空腔结构设置在外壳体和内壳体之间，所述内壳体的内腔用于放置大容量电池的电芯。3.如权利要求2所述的一种大容量电池壳体结构，其特征在于，所述石蜡层包括石蜡和导热材料，所述石蜡和导热材料均匀混合；所述导热材料为泡沫铜、泡沫铝、石墨、铜粉、铝粉或碳纤维。4.如权利要求2或3所述的一种大容量电池壳体结构，其特征在于，所述石蜡层内插接有热管。5.如权利要求4所述的一种大容量电池壳体结构，其特征在于，所述热管有多根，且多根热管之间并列设置。6.如权利要求5所述的一种大容量电池壳体结构，其特征在于，所述热管与内壳体的壳壁外侧贴合。7.如权利要求6所述的一种大容量电池壳体结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张三学，雷政军，翟腾飞，雷玮，蔡潇，
申请(专利权)人：陕西亚典娜电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：