一种镍氢电池内置散热板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镍氢电池内置散热板及其制备方法，其中制备方法包括：将氧化铝粉末加入粘结剂中混合并搅拌均匀，得到混合浆料；将所述混合浆料加入模具中，采用等热静压工艺制得板材；将所述板材置于氮气气氛中进行热处理，得到复合板；对所述复合板进行切割和表面处理，得到镍氢电池内置散热板。本发明专利技术所制得的散热板结构稳定、耐腐蚀性好、绝缘性好、导热性能优良，能够将电池内部产生的热量快速传递到电池的外壳上，达到降低电池内部温度的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种镍氢电池内置散热板及其制备方法


[0001]本专利技术属于镍氢电池
，具体涉及一种镍氢电池内置散热板及其制备方法。

技术介绍

[0002]蓄电池为可循环充放电使用的储存电能的器件，在使用过程中不同类型蓄电池都会因其自身原因不可避免的释放一定热量。热量的来源一般有两个：第一，充放电时电池的极片、极耳、极柱均有电流通过，而上述部件作为电流导体均有一定的电阻，因此在有电流通过的情况下会产生热量，特别是大电流充放电时，会产生较多热量，导致电池温度升高；第二，蓄电池为化学储能器件，具备将电能和化学能互相转换的能力，充电是电能转换成化学能的过程，放电是化学能转换成电能的过程，充放电过程正负极均发生化学反应，部分反应为放热反应，会产生较多热量，导致电池温度升高。
[0003]镍氢电池以碱性水溶液作为电解液，正极活性物质为球形氢氧化亚镍，负极活性物质为储氢合金。镍氢电池充电时会产生较多热量，其原因为充电时发生在正极的化学反应为放热反应，即正极反应Ni(OH)2+OH
‑
→
NiOOH+H2O+e为放热反应，并且随着充电电流的增大，电能转换成化学的速度小于外部电能进入电池体系的速度，多余的电能会转变成热能的形式消耗在电池内部，导致电池内部温度升高。
[0004]镍氢电池的单体电池芯包含正极极片、负极极片和隔膜结构，其外层使用耐碱绝缘高分子材料包裹，然后再装配于电池壳内。耐碱绝缘高分子材料的导热性差，蓄热性强，电池工作时产生的热量不能快速传导至电池壳，造成电池内部与电池壳表面温差大，温度探测装置不能准确反应单体电池芯的内部温度，易产生电池内部热量积累，甚至热失控。
[0005]目前，电池散热有三种方式：第一种是自然对流散热方式，此方式适用于电池安装空间大，与空气接触良好，电池裸露部分多的应用场景，能通过空气流动自然换热；第二种是风冷结构散热方式，在电池组一端安装散热风扇，另一端安装通风孔，使空气在单体电池的缝隙间加速流动，带走单体电池工作时产生的高热量；第三种是液冷结构散热方式，单体电池的热量通过导热硅胶片传递至液冷管，由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走，使整个电池组的温度统一，冷却液较大的比热容吸收单体电池工作时产生的热量，使整个电池组在安全温度内运作。但是，上述三种散热方式均是借助于外界环境或设备进行电池散热，并不能缓解电池内外温差大的问题，且会增加生产成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种镍氢电池内置散热板及其制备方法，所制得的散热板结构稳定、耐腐蚀性好、绝缘性好、导热性能优良，能够将电池内部产生的热量快速传递到电池的外壳上，达到降低电池内部温度的目的。
[0007]本专利技术提供了如下的技术方案：
[0008]第一方面，提供一种镍氢电池内置散热板的制备方法，包括：
[0009]将氧化铝粉末加入粘结剂中混合并搅拌均匀，得到混合浆料；
[0010]将所述混合浆料加入模具中，采用等热静压工艺制得板材；
[0011]将所述板材置于氮气气氛中进行热处理，得到复合板；
[0012]对所述复合板进行切割和表面处理，得到镍氢电池内置散热板。
[0013]进一步的，所述氧化铝粉末的目数为300～400目。
[0014]进一步的，所述混合浆料中粘结剂的重量百分比为5％～25％。
[0015]进一步的，所述粘结剂为羧甲基纤纬素钠、丁苯橡胶乳液和聚四氟乙烯乳液的混合物，所述羧甲基纤纬素钠、丁苯橡胶乳液和聚四氟乙烯乳液的重量比为(1～10):(45～49.5):(45～49.5)。羧甲基纤纬素钠作为增稠剂，使混合浆料具有一定粘度，防止氧化铝粉末沉降；丁苯橡胶乳液粘结的能力强，可以保证氧化铝粉末结构稳定，不容易掉粉；聚四氟乙烯乳液能让混合浆料更均匀，提高混合浆料的一致性。
[0016]进一步的，所述混合浆料的具体制备方法包括：将氧化铝粉末加入粘结剂中混合，在150～200℃的温度下，以40～60r/min的速度搅拌均匀。
[0017]进一步的，所述等热静压工艺包括：在8～15Mpa的压力下保持10～30min成型，制得厚度为1～3mm的板材。
[0018]进一步的，所述热处理的温度为800～1200℃，热处理的时间为1～5min。热处理过程中，羧甲基纤纬素钠在高温环境下发生炭化，将部分氧化铝粉末还原成铝粉，经过1～5min，铝粉被氮气氮化，形成氮化铝，最终形成氧化铝/氮化铝复合板。
[0019]第二方面，提供一种镍氢电池内置散热板，采用第一方面所述方法制备获得。
[0020]进一步的，所述镍氢电池内置散热板的厚度为1～3mm。
[0021]第三方面，提供一种镍氢电池，包括单体电池芯、第二方面所述的镍氢电池内置散热板和外壳，所述镍氢电池内置散热板夹紧设于单体电池芯的外部，所述外壳罩于镍氢电池内置散热板及单体电池芯外部。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023](1)本专利技术提供的镍氢电池内置散热板具有结构稳定、耐腐蚀性好、绝缘性好、导热性能优良的特点，能够代替传统镍氢电池中单体电池芯外部包裹的耐碱绝缘高分子材料，避免高分子材料对热量的阻隔，通过散热板点阵或晶格振动，即借助晶格波或热波进行热的传递，将电池内部产生的热量快速传递到电池的外壳上，达到降低电池内部温度的目的；
[0024](2)本专利技术提供的镍氢电池内置散热板的制备方法，简单易行，成本低，适合实际生产应用。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例中散热板夹紧单体电池芯的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例中散热板耐蚀性测试结果图；
[0027]图中标记为：1、单体电池芯；2、散热板；3、极柱；4、极耳。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术
的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0029]实施例1
[0030](1)将重量比为1：49.5：49.5的羧甲基纤纬素钠、丁苯橡胶乳液和聚四氟乙烯乳液混合，制得粘结剂。
[0031](2)将市售300～400目的氧化铝粉末加入粘结剂中，在150℃的温度下，以40r/min的速度搅拌均匀，得到混合浆料，混合浆料中粘结剂的重量百分比为5％。
[0032](3)将混合浆料加入模具中，采用等热静压工艺，在10Mpa的压力下保持10min成型，制得厚度为1mm的板材。
[0033](4)将板材置于氮气气氛中进行热处理，热处理的温度为800℃，热处理的时间为1min，得到复合板。
[0034](5)将复合板切割为适用结构，采用小于1μm的氧化铝微粉进行表面研磨抛光处理，得到镍氢电池内置散热板。
[0035](6)如图1所示，将镍氢电池内置散热板2夹紧单体电池芯1(单体电池芯1顶部设有极柱3和极耳4)，装入不锈钢外壳，完成方形镍氢电池的制作。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍氢电池内置散热板的制备方法，其特征在于，包括：将氧化铝粉末加入粘结剂中混合并搅拌均匀，得到混合浆料；将所述混合浆料加入模具中，采用等热静压工艺制得板材；将所述板材置于氮气气氛中进行热处理，得到复合板；对所述复合板进行切割和表面处理，得到镍氢电池内置散热板。2.根据权利要求1所述的镍氢电池内置散热板的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉末的目数为300~400目。3.根据权利要求1所述的镍氢电池内置散热板的制备方法，其特征在于，所述混合浆料中粘结剂的重量百分比为5%~25%。4.根据权利要求1所述的镍氢电池内置散热板的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为羧甲基纤纬素钠、丁苯橡胶乳液和聚四氟乙烯乳液的混合物，所述羧甲基纤纬素钠、丁苯橡胶乳液和聚四氟乙烯乳液的重量比为(1~10):(45~49.5):(45~49.5)。5.根据权利要求1所述的镍氢电池内置散热板的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲磊，姚建义，仲军，
申请(专利权)人：中道云动力新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：