具有散熱單元的電池組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及具有散熱單元的電池組，主體為能夠充電和放電的電芯單元或單元模塊（單元電池）的電池組，其所述的電池組具有以下結構，包括電池組模塊，包括一個或多個電池單元，每個電池單元的寬度方向的兩個表面以及電池底部被U型散熱單元覆蓋，電池單元與電池單元之間通過散熱單元的面緊密貼合在一起，所述電池單元連接為電池組，電池組表面被U型散熱單元覆蓋；散熱單元以石墨烯及其石墨烯混合物作為熱量傳導媒介，將電池充電和放電過程中產生的熱量及時的帶走，徹底解決電池在高倍率充放電過程中的散熱難的現象；本實用新型結構合理以及輕便簡單，在尺寸和重量增加可以忽略的情況下，解決了現有技術中高倍率電池充放電時電池散熱問題，提高電池高倍率放電的有效時間，延長電池的使用壽命。
【專利說明】
具有散熱單元的電池組
技術領域
[0001] 本實用新型涉具有散熱單元的電池組，更具體的涉及一種包括電池單元和散熱單 元的電池組，該電池單元寬度方向的兩個面和底部覆蓋一層散熱單元，形成U型散熱單元； 每個電池單元通過其表面覆蓋的散熱單元緊密排列在一起組成電池組，電池組的外圍有附 散熱單元的面以及電池組底部再覆蓋一層散熱模片，形成大的U型散熱單元，通過與各電池 單元的散熱單元緊密接觸，將電池單元內部的熱量及時導出電池組外部。
【背景技術】
[0002] 目前，二次電池作為一種清潔、輕便以及便攜移動式儲能方式，廣泛應用于汽車， 電動車，航模，無人機等動力設備上，通常根據其使用設備的功率及續航需求，應用其上電 池組通常由一個或多個電池單元通過串并聯的方式組合成動力設備需要的電池組。
[0003] 在設計和制造過程中由于其電子設備限制，電池組在尺寸和重量在滿足電子設備 功率及續航需求的條件下盡可能小，電池組通常以高密度的堆疊方式進行組裝。因此，在電 池充電和放電期間，特別是高功率放電時，電池組產生大量的熱量無法快速有效的去除，各 電池單元內部由于熱量堆積導致其內部溫升差異較大，電池單元的各區域放電速率因溫升 差異而表現不一，電池單元局部區域放電不完全或者局部區域出現過放現象，導致電池單 元的放電時間縮短，由于長期在這種環境下使用電池單元之間的由于其溫度差異表現出來 的循環特性呈現較大的差異，造成各電池單元之間性能不均勻，導致電池組加速劣化，電池 組性能急劇下降。甚至發生起火或爆炸。
[0004] 目前，通常的處理方式大多采用在電池組外圍增加風冷結構或采用可流動性的冷 卻劑的冷卻系統將電池熱量帶走，這種處理方式雖然有一定的效果，但對電池組體積以及 重量的增加也是非常龐大的，僅適用于固定能源站或者對重量或體積要求不高的設備上， 有很大的局限性，而且配套的冷卻系統造價高昂，屬定制類型，無法實現產品通用化。
[0005] 因此非常需要從根本上解決上述問題的技術。 【實用新型內容】
[0006] 針對以上現有技術的不足與缺陷，本實用新型的目的在于提供具有散熱單元的電 池組。
[0007] 本實用新型的目的是通過采用以下技術方案來實現的：
[0008] 具有散熱單元的電池組，包括電池單元和散熱單元，每個電池單元的寬度方向兩 個面及其底部覆蓋一層散熱單元模塊，通過散熱模塊的良好熱傳導效應，一方面將電池單 元各部分溫升趨于一致，另一方面將熱量通過電池單元底部的與電池組的散熱單元將電池 單元內部的熱量及時導出電池組外部，提高電池組的冷卻效率，使電池組內部各電池單元 的溫度保持一致，避免局部溫差照成的放電效率低以及電池單元劣化加速的問題。
[0009] 同時，所述電池組中的散熱單元為比較輕薄的薄膜，在體積和重量方面有很大的 優越性，同時加工性能良好，可以根據電池組或電池單元的尺寸及形狀進行任意裁切，提高 設計的靈活性和通用性，減少成本。
[0010]同時可以根據使用設備的動力需求以及空間限制，小型動力設備電池組可以直接 有2-24個電池單元組的電池組，大型的動力設備需要使用單個或多個電池組彼此連接構成 大型的電池組。
[0011] 各電池單元可以是二次電池，例如鎳金屬氫化物二次電池或者鋰鋰二次電池，鋰 二次特別優選的，因為鋰二次電池具有高能量密度和高電壓。
[0012] 散熱單元由石墨烯或石墨烯混合物組成，石墨烯混合物可以為石墨烯與銅、鋁、銀 等金屬納米顆粒組成。石墨烯為特別優選，因為石墨烯其具有良好的導熱系數。
[0013] 作為本實用新型的優選技術方案，所述散熱單元其膜片，結構由石墨烯片或者以 銅、錯等金屬箱材為基材壓延而成的石墨稀片，厚度為其厚度IOym-lcm。
[0014] 作為本實用新型的優選技術方案，所述散熱單元覆蓋電池單元表面后呈連體U型 結構。
[0015] 作為本實用新型的優選技術方案，所述散熱單元覆蓋電池單元寬度和底部三個 面。
[0016] 作為本實用新型的優選技術方案，所述覆蓋散熱單元的電池單元按照一定方式組 合成電池組時，各電池單元之間通過其散熱單元緊密接觸組合。
[0017] 作為本實用新型的優選技術方案，所述電池單元組合成電池組，其結構為電池單 元寬度方向和底部方向再覆蓋一層U型的散熱單元。
[0018] 與現有技術相比，本實用新型中散熱單元采用石墨烯膜薄膜片，由于其獨特結構， 將熱量均勻的分布在二維平面從而有效的將熱量轉移，保證組件在所承受的溫度下工作， 同時容易加工成適合任何表面的膜狀結構，具有良好的產品通用性。通過對電池單元和電 池組進行覆蓋散熱單元，電池在相同大功率放電條件下，采用散熱單元的電池組比不采用 散熱單元的電池組其溫度差l〇_15°C，電池組放電時間比原來增加15-20%，各電池單元的 溫度均勻性良好，而且體積重量增加量可以忽略，具有良好的實際應用。
【附圖說明】
[0019] 下面結合附圖與具體實施例對本實用新型作進一步說明：
[0020] 圖1為本實用新型具有散熱單元的電池組的結構示意圖。
[0021] 圖2為本實用新型具有散熱單元的電池組的電池單元結構示意圖。
[0022] 101、電池單元，102、電池單元表面覆蓋的散熱單元，103、電池組表面覆蓋的散熱 單元103。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，所描述的具體 實施例僅用以解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的【具體實施方式】。
[0024] 請參閱圖1與圖2,分別為本實用新型具有散熱單元的電池組的結構示意圖和電池 單元結構示意圖。該電池組，包括電池單元101，電池單元表面覆蓋的散熱單元102，電池組 表面覆蓋的散熱單元103,該電池組表面覆蓋的散熱單元103呈U型結構，與電池單元101上 覆蓋的散熱單元102緊密接觸，其寬度與電池單元101的寬度一致，長度為：電池單元高度*2 +電池單元厚度*n(n為電池單元的數量）。
[0025] 所述本實用新型具有高效率散熱的散熱單元，其結構由石墨烯片或者以銅、鋁等 金屬箱材為基材壓延而成的石墨稀片，厚度為其厚度IOmi-lcm。
[0026] 所述本實用新型具有高效率散熱的電池單元101表面覆蓋散熱單元102,散熱單元 102將電池單元101寬度方向的兩個面和電池單元101的底部完全包裹覆蓋，呈U型結構，其 寬度與電池單元101的寬度一致，長度為:電池單元高度*2+電池單元厚度。
[0027] 覆蓋散熱單元102的電池單元101，通過各電池單元101面上的三元單元102寬度方 向的面，緊密接觸，按照電池組組合后的電壓及容量要求。組合成電池組。
[0028]以下以提供具體的實施例和對比例對本實用新型的進行進一步的描述。
[0029] 實施例電池組制作
[0030] 取型號為P9043150標稱容量為5000mAh，持續放電倍率35C的聚合物鋰離子電芯12 只，其實際容量均為5020-5050mAh，將厚度為30μπι的石墨烯薄膜片，裁切成43*310mm規格的 散熱單元片，將散熱單元片呈U型狀粘附寬度方向的兩個面和底部，然后在將6只電池單元 以排列方式組合成6S1P的電池組2組，在電池組的側面（即原電池單元的寬度方向）和底部 再覆蓋一層散熱單元，其尺寸為43*355mm，與電池單元上的散熱單元緊密接觸。
[0031] 對比例電池組制作
[0032]選取與實施例組相同檔次和狀態的電池 12只，電池單元表面以及電池組不覆蓋散 熱單元，以實施例相同的組合方式組裝成相同規格的電池組2組。
[0033] 組合后其尺寸和重量如下表所示：
[0035]將實施例電池和對比例電池兩組并聯給總重量為7kg的四軸植保無人機上進行飛 行的測試，放電至系統提升報警截止(室溫26°C)，其飛行后溫度，電壓，放電時間數據如下 表所示：
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍； 凡是依本實用新型所作的等效變化與修改，都被本實用新型權利要求書的范圍所覆蓋。
【主權項】
1. 具有散熱單元的電池組，包括電池單元和散熱單元，所述電池單元上覆蓋一層散熱 單元，所述散熱單元將電池單元寬度方向的兩側和底部覆蓋形成U型散熱單元，電池單元按 照一定的排列順序通過寬度方向的散熱單元緊密接觸組合成電池組，電池組外圍在有一散 熱單兀與電池組底部和外側的散熱單兀包覆。2. 根據權利要求1所述具有散熱單元的電池組，其特征在于:所述電池單元寬度方向的 表面以及電池底部被U型散熱單元覆蓋。3. 根據權利要求1所述的具有散熱單元的電池組，其特征在于：附有U型散熱單元的電 池單元組裝成電池組時，各電池單元通過其表面的散熱單元緊密貼緊排列一起組成電池 組。4. 根據權利要求1所述具有散熱單元的電池組，其特征在于:散熱單元由石墨烯組成的 導熱薄膜片，其厚度ΙΟμπι-lcm〇5. 根據權利要求1所述具有散熱單元的電池組，其特征在于:散熱單元的導熱薄膜片， 其結構由石墨稀片或者以銅、錯等金屬箱材為基材壓延而成的石墨稀片。6. 根據權利要求1所述具有散熱單元的電池組，其特征在于：電池單元組合成電池組 后，在原電池單元寬度方向和底部方向再覆蓋一層U型的散熱單元。
【文檔編號】H01M10/6555GK205657144SQ201620359586
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月25日 公開號201620359586.5, CN 201620359586, CN 205657144 U, CN 205657144U, CN-U-205657144, CN201620359586, CN201620359586.5, CN205657144 U, CN205657144U
【發明人】羅開亮, 張永洪, 盧蕓東
【申請人】珠海光環新能源科技有限公司