锂离子二次电池系统的冷却结构技术方案

本发明专利技术涉及一种锂离子二次电池系统的冷却结构。根据本发明专利技术的锂离子二次电池系统的冷却结构为容纳在横向分隔排列的主框架（４１）和隔离框架（４２）中的锂电池单元体（３１）提供了冷却通道（４３），每个所述主框架具有散热部分（４１ａ）和格状路径（４１ｂ），该冷却结构允许由冷却风扇吹出的空气经过该冷却通道和格状路径时冷却锂电池单元体。每个主框架具有形成在主框架两侧的成对的狭缝通道，以允许由冷却风扇吹出的空气直接作用到每个被容纳的锂电池单元体上，从而形成与所述成对的狭缝通道相连通每个第二冷却通道（４４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
大体上，本专利技术涉及一种锂离子二次电池系统的冷却结构，更具体的， 涉及一种锂离子二次电池系统的冷却结构，其中开放结构(狭缝通道)形成 在主体框架的侧面，因而通过冷却风扇吹入的空气能够直接作用于锤离子电 池单元上，也能够直接作用于通过将隔离框架组合在主体框架上而形成的散 热部分的冷却通道上，因而使散热效率最大化。
技术介绍
通常，不同于普通电池，随着高新技术的发展，例如数码相机、便携式 电话、笔记本电脑或者混合动力车，对于能够充电和放电的二次电池的研究 正积极地进行。二次电池包括镍-镉电池、镍金属氢化物电池、镍氢电池、锂离子二次电池等等。在这些电池中，锂离子二次电池的工作电压为3.6V 或者更高，它被用于便携式电子设备的电源，或者几个或几十个电池串联在 一起用于高能混合动力汽车中。因为锂离子二次电池具有的工作电压是镍镉 电池或者镍金属氢化物电池的三倍，且具有极好的每单位重量的能量密度， 所以锂离子二次电池迅速得到推广。锂离子二次电池能够被制造成各种形状。它的典型形状包括圆柱形和棱柱形，这些形状被用于锂离子电池上。最近流行的锂聚合体电池被人工制造 成形状可变的袋型电池，因而它的形状能够相对自由实现。此外，因为锂聚 合体电池安全且重量轻，这样的锂聚合体电池被认为适合用于实现具有体积 小和重量轻结构的便携式电子设备。根据图1，传统的袋型锂离子二次电池IO包括电池部分11和外壳12， 该外壳12提供了用于容纳电池部分11的内部空间12a。电池部分11具有将正极板lla、隔板llc和负极板llb堆叠在一起的形 状。电池部分11的各板分别电连接到正极片13和负极片14上。正极板lla和负极板lib的第一末端穿过外壳12的密封部分12b从外 壳12中向外突出。正极片13和负极片14的突出端连接到保护电路板(未 显示)的终端。多条密封带15分别缠绕在正极片13和负极片14的外表面，因而可以 防止在与密封部分12b相接触时，在外壳12与电极片13和14之间发生短 路。外壳12为袋型外壳，包括由金属薄片制成的中间层和由绝缘薄膜制成 的并连接到金属薄片两侧的内表面层和外表面层，而不同于用厚金属膜模制 而成的圆柱形或棱柱形罐结构。由于出色的成型特性，袋型外壳能够被自由 弯曲。如上所述，在这种袋型外壳12中，形成了能够容纳电池部分ll的内 部空间12，并且设置在热粘接表面上的密封部分12b沿着内部空间12a的边 缘而形成。图2为沿图1中的线II-II的放大图。外壳12为复合膜，该复合膜包括由金属薄片(例如铝箔)制成的中间 层和由绝缘薄膜制成的用于保护中间层的连接在中间层的内外侧的内表面 层及外表面层。电池部分11容纳在外壳12里形成的内部空间12a中，所述电池部分11 的正极板lla、隔板lie和负极板lib连续排列。正极片13和负极片14分 别从正极板lla和负极板lib中引出，如图1所示。引出的电极片13和14 的末端穿过外壳12的密封部分12b暴露在外。在密封部分12b中，电极片 13和14的外表面被密封带15覆盖。构造具有上述结构的袋型锂离子二次电池10，从而通过将正极片13和 负极片14分别电连接到正极板lla和负极板llb上，并在将正极板lla、隔板lie和负极板lib连续排列后将它们在任意方向上缠绕起来，以此来完成 电池部分11。通过牵引过程将完成的电池部分11安装在具有内部空间12a的外壳12 内，安装电池部分ll时，电极片13和14的各自的第一末端暴露在外壳12 的外面。在这种情况下，将预定的热度和压力作用在外壳12的密封部分12b 上，以进行热粘接，因此完成了袋型锂离子二次电池10。为了使袋型锂离子二次电池10的结构稳定，在电池中出现的异常是通 过一系列的设定好的方法来测定的，如充电、老化和放电。同时，当需要高能锂离子电池时，如在混合动力车的情况，几十到几百 个具有如图1和图2的相同结构的袋子被堆叠在一起并且相互串联在一起， 因而能够获得高电压。因为袋型锂聚合体电池由能够被轻松弯曲的不耐用的铝袋制成，所以只 有当铝袋被坚固的外壳保护时该袋型锂聚合体电池才能长期使用。考虑到实 际情况，本申请人在韩国专利申请No. 2005-24172中提出了优选的实施方 式。下文将详细介绍上述专利的技术细节。如图3所示，电池单元体31被 制成包括其中具有锂离子二次电池的袋子34和一对形成在袋子34的任意表 面的架状(shelf)的正极片32和负极片33，使电极片32和33各自的末端 以相反的方向弯曲。如图4和图5所示，具有这种电极片32和33的锂电池单元体31包括 为保持电极片水平和垂直状态的隔离框架体，用于降低散发热量的每个锂电 池单元体31的温度，以顺利地散热。这种框架体包括主框架41，该主框 架41在能够放置锂电池单元体31的内部空间中具有格状路径41b;和隔离 框架42，该隔离框架42在各个主框架41间起到隔离墙功能，并且具有与格 状路径41b相适应的格状路径42b;而且这种框架体具有隔离结构，其中框架被横向且交替地相互平行排列。此外，远小于容纳锂电池单元体31的内部空间的宽度的具有薄膜形状 的散热部分41a形成于主框架41的上部。具有允许空气吹入的结构的每个 冷却通道43与主框架41的散热部分41a对应形成，这通过将隔离框架42 与主框架41的堆叠组合(分隔排列)来实现。图6和图7示出了以下结构，其中盖子51盖住主框架41和隔离框架42 的堆叠组合结构，其中冷却风扇安装在偏离入口 53中心的位置，由冷却风 扇52吹入的空气在通过格状路径41b和42b经由主框架41的散热部分41a 和隔离框架42 (即，由盖子51隔开的空间中的冷却通道43)时，冷却被容 纳的锂电池单元体31，然后空气通过在盖子51的后部形成的出口54被排出。然而，因为利用冷却风扇吹入的空气，通过格状路径，经过形成于主框 架的上部和隔离框架之间的冷却通道，所以吹入空气的流动线路很长，因此 锂电池单元体的散热效率实际上并不高。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在解决现有技术中存在的问题，本专利技术的一个目的在于 提供一种锂离子二次电池系统的冷却结构，其中在主框架的侧面形成开放结 构，如狭缝通道，从而使得由冷却风扇吹入的空气能够直接作用于锂电池单 元体上，也作用于通过将隔离框架与主框架组合而形成的散热部分的冷却通 道上，因此使散热效率最大化。本专利技术的另外一个目的在于提供一种锂离子二次电池系统的冷却结构， 其中将形成在框架侧面的开放结构限定为锥形，从而进一步提高散热效率。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种锂离子二次电池系统的冷却结 构，该冷却结构为容纳在横向分隔排列的主框架和隔离框架中的锂电池单元 体提供了冷却通道，每个所述主框架具有散热部分和格状路径，该冷却结构允许由冷却风扇吹出的空气在经过所述冷却通道和格状路径时冷却所述锂 电池单元体，其中每个所述主框架具有形成在该主框架两侧的成对的狭缝通 道，以允许由所述冷却风扇吹出的空气直接吹在每个被容纳的所述锂电池单 元体上，从而形成与所述成对的狭缝通道相连通每个二次冷却通道。优选地，所述狭缝通道可以以所述主框架侧面的中心线为基准而形成在 所述主框架两侧的第一部分中。在这种情况下，两个或者更多的狭缝通道可以以规则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池系统的冷却结构，该冷却结构为容纳在横向分隔排列的主框架和隔离框架中的锂电池单元体提供了冷却通道，每个所述主框架具有散热部分和格状路径，该冷却结构允许由冷却风扇吹出的空气在经过所述冷却通道和格状路径时冷却所述锂电池单元体，其中：　每个所述主框架具有形成在该主框架两侧的成对的狭缝通道，以允许由所述冷却风扇吹出的空气直接吹在每个被容纳的所述锂电池单元体上，从而形成与所述成对的狭缝通道相连通的每个第二冷却通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鼎植，吴全根，都宥林，
申请(专利权)人：SK能源株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]