具有散熱構件的電池及電池組的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電池技術領域，特別設及具有散熱構件的電池及電池組。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池及其電池模組具有輸出電壓高、比容量高、放電電壓平穩、循環壽命和 能量密度高的優點，所W裡離子電池及其模組已經廣泛的應用于筆記本電腦、平板電腦、數 碼相機、手機，甚至是電動汽車、儲能系統等領域，裡離子電池目前的發展方向是向更高能 量密度、更輕更薄的消費類電子領域進軍，即要求其組合具有更大的容量支持產品更長時 間的運行，同時電池充電時間要更短，要滿足更大倍率的充電電流。而運些條件的滿足除了 需要使用多串多并結構的電池模組之外，同時需要電池滿足大倍率充放的性能。而不管是 電池單元并排組合的串并模式，還是電池大倍率充放，都會導致電池散熱問題加劇，使得電 池中屯、溫度異常。而電池溫度過高往往會反過來導致電池電化學體系不穩定，出現電池短 路或者是起火燃燒，造成安全問題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的之一在于：采用潤濕性能良好的涂層涂覆在隔板的通道內壁，優選 為納米漆材料涂層，且納米漆材料選為納米聚合物微乳液；同時優選的納米漆材料中的納 米顆粒至少有一相的粒徑尺寸在10~IOOnm之間，納米顆粒選自納米改性聚氨醋、納米碳 顆粒、納米改性環氧樹脂、納米鐵釉和納米金屬氧化物中的至少一種。
[0004] 所述納米漆材料涂層具有特殊納米功能和其微分子結構，一方面能夠與隔板的通 道內壁發生配位反應形成牢固的爪狀滲適，能夠在散熱介質的沖刷流動過程中保持優異的 穩定性和循環使用壽命；另外一方面利用納米漆材料涂層的油水雙親特性，能夠與循環流 動的散熱介質形成很好的潤濕效果散熱介質之間形成良好的潤濕界面，保證散熱介質在通 道內均勻穩定的大面積鋪展，最大限度的與熱量更高的通道接觸進行熱量的縱向吸收捜集 進而向外橫向傳遞，傳遞的原理是當電忍中屯、位置的散熱介質吸熱后溫度會升高，而位于 電忍邊緣位置即溫度更低位置的散熱介質會由于對流作用進行相對流動（物理學上指的 液體或氣體中，較熱的部分與較冷的部分相對運動，循環流動，互相滲和，使溫度趨于均勻 的過程）。 陽〇化]本發明的目的之二在于：針對現有技術的不足，而提供一種具有散熱構件的電池， 當電池在被充電和放電的過程中產生大量的熱量時，利用導熱性能良好的隔板材料W及具 有潤濕性能的涂層進行縱向導熱將熱量縱向傳遞給通道及散熱介質，再由在通道內壁高度 潤濕分散的散熱介質快速的吸熱促進散熱介質對流運動，從而將熱量通過熱傳導性能良好 的散熱介質及時橫向散發出去，從而提高電池工作的穩定性W及增長電池的使用壽命。
[0006] 為實現上述目的，本發明的技術方案是：
[0007] 具有散熱構件的電池，包括電忍及包覆于所述電忍的散熱構件，所述散熱構件包 括隔板和散熱介質，所述隔板內設置有用于散熱介質流動的通道，在所述通道的內壁上涂 覆有具有潤濕性能的涂層。當電池在被充電和放電的過程中產生大量的熱量時，利用導熱 性能良好的隔板材料W及具有潤濕性能的涂層進行縱向導熱將熱量縱向傳遞給通道及散 熱介質，再由在通道內壁高度潤濕分散的散熱介質快速的吸熱促進散熱介質對流運動，從 而將熱量通過熱傳導性能良好的散熱介質及時橫向散發出去，從而提高電池工作的穩定性 W及增長電池的使用壽命。
[0008] 作為本發明的一種改進，所述隔板的材料選為侶、銅、儀、不誘鋼、活性炭、石墨締 或硅膠
[0009] 作為本發明的一種改進，所述散熱構件還包括散熱層，所述散熱層采取全涂覆、間 歇涂覆和連續的圖紋涂覆中的至少一種方式涂覆于所述隔板的表面。
[0010] 作為本發明的一種改進，所述涂層和所述散熱層均為納米漆材料涂層，其中，納米 漆材料為納米聚合物微乳液。
[0011] 作為本發明的一種改進，所述涂層和所述散熱層的材料為多元共聚含氣涂料或蒙 脫±改性涂料。
[0012] 作為本發明的一種改進，所述納米漆材料中納米顆粒至少有一相的粒徑尺寸在 10~IOOnm之間，納米顆粒選自納米改性聚氨醋、納米碳顆粒、納米改性環氧樹脂、納米鐵 釉和納米金屬氧化物中的至少一種。
[0013] 作為本發明的一種改進，所述散熱介質可為嫁儀合金、嫁銅合金、嫁銅錫合金、銅 錫祕合金、鐘鋼合金、水銀、液態水、四氯化碳、丙二醇或甲苯。
[0014] 作為本發明的一種改進，所述散熱介質在所述通道中的體積比為20~80%。
[0015] 作為本發明的一種改進，所述通道在所述隔板內布局成"0"形結構、"U"形結構或 "I"形結構。
[0016] 本發明的另一個目的在于提供一種電池組，由多個電忍串聯、并聯或混聯結合而 成，每個所述電忍均包覆有上述的散熱構件，散熱構件可W W條紋狀的方式全部包覆于電 忍，也可W W條紋狀的方式單獨平行包覆于電忍上部、中部或下部=個部分，當然包覆于所 述電忍的中部更有利于散熱，因為電忍的中屯、位置散熱最難，溫度異常概率較大。
[0017] 此外，還提供一種電池組，由多個電忍串聯、并聯或混聯結合而成，兩個相鄰的所 述電忍之間設置有上述的散熱構件。
[0018] 上述電池組還可W通過上述的散熱構件進行外包裝。所W，本發明的散熱構件5 既作為電池或電池組的散熱結構，還可W作為電池或電池組的外包裝材料（相對于現有技 術，節省額外包裝費用及避免了多層外包材料帶來的能量密度下降的問題），更有效地使得 散熱材料與外部空氣接觸，大大提高散熱效率。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明中實施例1的結構示意圖。
[0020] 圖2為本發明中實施例1散熱構件的結構示意圖。
[0021] 圖3為本發明中實施例1隔板的橫截面示意圖。
[0022] 圖4為本發明中實施例2散熱構件的結構示意圖。
[0023] 圖5為本發明中實施例2隔板的橫截面示意圖。
[0024] 圖6為本發明中實施例3散熱構件的結構示意圖。 陽O巧]圖7為本發明中實施例3隔板的橫截面示意圖。
[0026] 圖8為本發明中實施例4散熱構件的結構示意圖。
[0027] 圖9為本發明中實施例5散熱構件的結構示意圖。
[0028] 圖10為本發明中實施例25的結構示意圖之一。
[0029] 圖11為本發明中實施例25的結構示意圖之二。
[0030] 圖12為本發明中實施例25的結構示意圖之S。
[0031] 其中：1-隔板，2-散熱層，3-導熱雙面膠層，4-電忍，5-散熱構件，6-通道。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合【具體實施方式】和說明書附圖，對本發明作進一步詳細的描述，但本發明 的實施例不限于此。 陽〇3引 實施例1
[0034] 如圖1~3所示，具有散熱構件的電池，包括電忍4及包覆于電忍4的散熱構件 5,散熱構件5包括隔板1和散熱介質，隔板1內設置有用于散熱介質（圖未示）流動的通 道6,在通道6的內壁上涂覆有具有潤濕性能的涂層（圖未示）。當電池在被充電和放電的 過程中產生大量的熱量時，利用導熱性能良好的隔板W及具有潤濕性能的涂層（涂層優選 為納米漆材料涂層，理論上只要能夠形成穩定涂層，同時能夠與散熱介質之間具有良好潤 濕接觸性能的涂層材料均可。）進行縱向（圖2中Y軸的方向）導熱將熱量縱向傳遞給通 道及散熱介質，再由在通道內壁高度潤濕分散的散熱介質快速的吸熱促進散熱介質對流運 動，從而將熱量通過熱傳導性能良好的散熱介質及時橫向（圖2中X軸的方向）散發出去， 從而提高電池工作的穩定性W及增長電池的使用壽命。
[0035] 在通道6的內壁上涂覆有納米聚合物微乳液的涂層，該涂層是通過納米聚合物微 乳液多次流洗的方式涂覆到通道6的內壁，所述涂層厚度為IOnm;由于納米漆材料具有特 殊納米功能和其微分子結構，能夠與隔板1的通道6內壁發生配位反應形成牢固的爪狀滲 適，且能夠在散熱介質的沖刷流動過程中保持優異的穩定性和循環使用壽命。
[0036] 上述散熱介質可為嫁儀合金、嫁銅合金、嫁銅錫合金、銅錫祕合金、鐘鋼合金、水 銀、液態水、四氯化碳、丙二醇或甲苯，運些流體均具有良好的散熱性。另外，散熱介質還可 W采用嫁、鋼、鐘等其他液體金屬。所述散熱介質在所述通道6中的體積比為20~80%，原 因是對于液態金屬類的散熱介質，由于其相變是由固態到液態的相變散熱，其散熱介質在 其通道6中的體積比優選為50~80% (液相-固化體積變化不大）；散熱有機溶劑（易 揮發性）由于其散熱原理是通過由液態吸熱揮發為氣態，再由溫度較低處由氣態冷凝為液 態進行熱量的傳遞，其散熱介質在其通道6中的體積比優選為20~40% (液相-氣相，體 積變化較大）。
[0037] 優選地，散熱構件5還包括散熱層2,散熱層2采取全涂覆的方式涂覆于隔板1的 單面，涂層和散熱層2均為納米漆材料涂層，其中，納米漆材料為納米聚合物微乳液，涂層 和散熱層