一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法技术

本申请涉及一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法,属于电池技术领域。其包括正负极盖板、铝壳、电池夹具、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组，所述相变材料棒设置在圆柱卷芯的金属圆筒之间且与金属圆筒焊接在一起。由此，在电池持续充放电或是高功率充放电的情况下，相变材料能迅速吸收所产生的大量热量，在电池内部同时起到降温和均温的作用。

A large capacity battery with temperature self equalization and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法
本申请涉及一种温度自均衡的大容量电池及其制作方法,属于电池

技术介绍
随着锂离子电池使用范围的不断扩大，广泛应用于车载、船载动力领域。动力电池对续航能力需求增加，储能电池对电池能量输出能力的不断增加，都要求锂离子电池应具备更高的容量性能，即具备良好的能量密度。传统意义上的动力及储能电池多采用铅酸电池及镉镍电池，这两种电池的能量密度较低，不能满足大功率、高能量密度输出时的使用要求。目前动力电池领域多采用小容量电池如18650或26650电池通过多个串、并联组合形式满足能量输出要求。其结构上的特点是电池组单体电池只数较多，体积能量密度不高，电池组管理控制结构复杂。商用的大容量锂离子电池多在50Ah～100Ah。限制电池容量进一步提升的主要难点有：大容量电池会在充放电时产生相当大的热。而大容量电池由于三维尺寸较大，在实际应用时，电池内部温度不均一的情况非常严重，靠近液冷面与远离液冷面的温差，或是液冷面与电池中心位置的温差较大，最大温差甚至高达10～20℃(与电池厚度、容量和充放电倍率正相关)。大容量单体电池内部温度的不一致性会造成电池综合性能下降，甚至带来安全问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提出了一种温度均衡的大容量电池。本申请设计的温度自均衡的大容量电池，包括正负极盖板、铝壳、电池夹具(支架)、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；铝壳形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状,铝壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形的任意需要的形状；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组。相变材料棒本身是一个密封结构，外壳为金属，内置相变材料。相变材料棒中材料的相变温度优选35～55℃中的一个温度。在相邻的圆柱卷芯的金属圆筒之间插入相变材料棒，将相变材料棒的外壳与金属圆筒焊接为一个整体。本申请的温度均衡的大容量电池具体制作方法如下：(1)圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；(2)将圆柱卷芯的金属圆筒按照铝壳的形状焊接为一体；(3)在各圆柱卷芯的金属圆筒间插入相变材料棒，并将相变材料棒与金属圆筒焊接在一起；(4)将圆柱卷芯依次插入金属圆筒；(5)将电池支架卡在圆柱卷芯负极端，固定住圆柱卷芯；(6)将正极汇流片与圆柱卷芯的正极端进行焊接；(7)将负极汇流片与圆柱卷芯的负极端进行焊接；(8)将正极盖板与正极汇流片进行焊接；(9)将装配好的卷芯组放入铝壳内，并将正极盖板与铝壳进行焊接封闭；(10)将负极盖板与负极汇流片进行焊接，负极盖板上设置有负极柱、注液孔和防爆膜。(11)最后将负极盖板与铝壳进行焊接封闭。(12)烘干内部水分；(13)通过注液口对电池注液；(14)开口化成(也可焊接防爆阀后进行闭口化成)；(15)清洁注液口，并焊接防爆阀。本申请具有如下的技术效果和优点：在电池持续充放电或是高功率充放电的情况下，相变材料能迅速吸收所产生的大量热量，在电池内部同时起到降温和均温的作用。附图说明图1为本申请一个实施例的温度自均衡的大容量电池的结构分解示意图。图2为该电池中所用卷芯组的结构示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本申请的具体实施方式。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。在附图中，1为负极盖板，3为负极汇流片，4为铝壳，5为电池夹具，6为圆柱卷芯，7为正极汇流片，8为正极盖板，9为相变材料棒。图1为本申请一个实施例的温度自均衡的大容量电池的结构分解示意图。如图1所示，本申请设计的温度自均衡的大容量电池，包括正负极盖板1,8、铝壳4、电池夹具(支架)5、正极汇流片7、负极汇流片8、若干圆柱卷芯6和相变材料棒9；铝壳4形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状，铝壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形的任意需要的形状；圆柱卷芯6由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯6为无极耳结构，圆柱卷芯6的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳4内设有若干个圆柱卷芯6，圆柱卷芯6正极端与正极汇流片7进行焊接，负极端与负极汇流片3进行焊接，如此焊接成一个卷芯组；相变材料棒9本身是一个密封结构，外壳为金属，内置相变材料。相变材料棒9中材料的相变温度优选45～55℃中的一个温度。图2为该电池中所用卷芯组的结构示意图。如图2所示，在相邻的圆柱卷芯6的金属圆筒之间插入相变材料棒9，将相变材料棒9的外壳与金属圆筒焊接为一个整体。图2中示出了4个相变材料棒9插入在相邻的圆柱卷芯6的金属圆筒之间。但本申请不限于此，可以在相邻的圆柱卷芯6的金属圆筒之间插入一个或多个相变材料棒9。本申请的温度均衡的大容量电池具体制作方法如下：(1)圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；(2)将圆柱卷芯的金属圆筒按照铝壳的形状焊接为一体；(3)在各圆柱卷芯的金属圆筒间插入相变材料棒，并将相变材料棒与金属圆筒焊接在一起；(4)将圆柱卷芯依次插入金属圆筒；(5)将电池支架卡在圆柱卷芯负极端，固定住圆柱卷芯；(6)将正极汇流片与圆柱卷芯的正极端进行焊接；(7)将负极汇流片与圆柱卷芯的负极端进行焊接；(8)将正极盖板与正极汇流片进行焊接；(9)将装配好的卷芯组放入铝壳内，并将正极盖板与铝壳进行焊接封闭；(10)将负极盖板与负极汇流片进行焊接，负极盖板上设置有负极柱、注液孔和防爆膜。(11)最后将负极盖板与铝壳进行焊接封闭。(12)烘干内部水分；(13)通过注液口对电池注液；(14)开口化成(也可焊接防爆阀后进行闭口化成)；(15)清洁注液口，并焊接防爆阀。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度自均衡的大容量电池，包括正负极盖板、铝壳、电池夹具、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组，所述相变材料棒设置在圆柱卷芯的金属圆筒之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度自均衡的大容量电池，包括正负极盖板、铝壳、电池夹具、正极汇流片、负极汇流片、若干圆柱卷芯和相变材料棒；圆柱卷芯由卷芯和包裹卷芯的金属圆筒组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组，所述相变材料棒设置在圆柱卷芯的金属圆筒之间。


2.根据权利要求1所述的温度自均衡的大容量电池，其特征在于，所述铝壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形等任意需要的形状。


3.根据权利要求1或2所述的温度自均衡的大容量电池，其特征在于，所述相变材料棒本身是一个密封结构，外壳为金属，内置相变材料。


4.根据权利要求1或2所述的温度自均衡的大容量电池，其特征在于，所述相变材料棒中材料的相变温度为35～55℃中的一个温度。


5.根据权利要求1或2所述的温度自均衡的大容量电池，其特征在于，在相邻的圆柱卷芯的金属圆筒之间插入所述相变材料棒，将所述相变材料棒的外壳与金属圆筒焊接为一个整体。


6.根据权利要求5所述的温度自均衡的大容量电池，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许祎凡，娄豫皖，孟祎凡，李紫璇，
申请(专利权)人：上海比耐信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31