具有散热单元的电池组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及具有散热单元的电池组，主体为能够充电和放电的电芯单元或单元模块（单元电池）的电池组，其所述的电池组具有以下结构，包括电池组模块，包括一个或多个电池单元，每个电池单元的宽度方向的两个表面以及电池底部被U型散热单元覆盖，电池单元与电池单元之间通过散热单元的面紧密贴合在一起，所述电池单元连接为电池组，电池组表面被U型散热单元覆盖；散热单元以石墨烯及其石墨烯混合物作为热量传导媒介，将电池充电和放电过程中产生的热量及时的带走，彻底解决电池在高倍率充放电过程中的散热难的现象；本实用新型结构合理以及轻便简单，在尺寸和重量增加可以忽略的情况下，解决了现有技术中高倍率电池充放电时电池散热问题，提高电池高倍率放电的有效时间，延长电池的使用寿命。
【专利说明】
具有散热单元的电池组
技术领域
[0001] 本实用新型涉具有散热单元的电池组，更具体的涉及一种包括电池单元和散热单 元的电池组，该电池单元宽度方向的两个面和底部覆盖一层散热单元，形成U型散热单元； 每个电池单元通过其表面覆盖的散热单元紧密排列在一起组成电池组，电池组的外围有附 散热单元的面以及电池组底部再覆盖一层散热模片，形成大的U型散热单元，通过与各电池 单元的散热单元紧密接触，将电池单元内部的热量及时导出电池组外部。
【背景技术】
[0002] 目前，二次电池作为一种清洁、轻便以及便携移动式储能方式，广泛应用于汽车， 电动车，航模，无人机等动力设备上，通常根据其使用设备的功率及续航需求，应用其上电 池组通常由一个或多个电池单元通过串并联的方式组合成动力设备需要的电池组。
[0003] 在设计和制造过程中由于其电子设备限制，电池组在尺寸和重量在满足电子设备 功率及续航需求的条件下尽可能小，电池组通常以高密度的堆叠方式进行组装。因此，在电 池充电和放电期间，特别是高功率放电时，电池组产生大量的热量无法快速有效的去除，各 电池单元内部由于热量堆积导致其内部温升差异较大，电池单元的各区域放电速率因温升 差异而表现不一，电池单元局部区域放电不完全或者局部区域出现过放现象，导致电池单 元的放电时间缩短，由于长期在这种环境下使用电池单元之间的由于其温度差异表现出来 的循环特性呈现较大的差异，造成各电池单元之间性能不均匀，导致电池组加速劣化，电池 组性能急剧下降。甚至发生起火或爆炸。
[0004] 目前，通常的处理方式大多采用在电池组外围增加风冷结构或采用可流动性的冷 却剂的冷却系统将电池热量带走，这种处理方式虽然有一定的效果，但对电池组体积以及 重量的增加也是非常庞大的，仅适用于固定能源站或者对重量或体积要求不高的设备上， 有很大的局限性，而且配套的冷却系统造价高昂，属定制类型，无法实现产品通用化。
[0005] 因此非常需要从根本上解决上述问题的技术。 【实用新型内容】
[0006] 针对以上现有技术的不足与缺陷，本实用新型的目的在于提供具有散热单元的电 池组。
[0007] 本实用新型的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
[0008] 具有散热单元的电池组，包括电池单元和散热单元，每个电池单元的宽度方向两 个面及其底部覆盖一层散热单元模块，通过散热模块的良好热传导效应，一方面将电池单 元各部分温升趋于一致，另一方面将热量通过电池单元底部的与电池组的散热单元将电池 单元内部的热量及时导出电池组外部，提高电池组的冷却效率，使电池组内部各电池单元 的温度保持一致，避免局部温差照成的放电效率低以及电池单元劣化加速的问题。
[0009] 同时，所述电池组中的散热单元为比较轻薄的薄膜，在体积和重量方面有很大的 优越性，同时加工性能良好，可以根据电池组或电池单元的尺寸及形状进行任意裁切，提高 设计的灵活性和通用性，减少成本。
[0010]同时可以根据使用设备的动力需求以及空间限制，小型动力设备电池组可以直接 有2-24个电池单元组的电池组，大型的动力设备需要使用单个或多个电池组彼此连接构成 大型的电池组。
[0011] 各电池单元可以是二次电池，例如镍金属氢化物二次电池或者锂锂二次电池，锂 二次特别优选的，因为锂二次电池具有高能量密度和高电压。
[0012] 散热单元由石墨烯或石墨烯混合物组成，石墨烯混合物可以为石墨烯与铜、铝、银 等金属纳米颗粒组成。石墨烯为特别优选，因为石墨烯其具有良好的导热系数。
[0013] 作为本实用新型的优选技术方案，所述散热单元其膜片，结构由石墨烯片或者以 铜、错等金属箱材为基材压延而成的石墨稀片，厚度为其厚度IOym-lcm。
[0014] 作为本实用新型的优选技术方案，所述散热单元覆盖电池单元表面后呈连体U型 结构。
[0015] 作为本实用新型的优选技术方案，所述散热单元覆盖电池单元宽度和底部三个 面。
[0016] 作为本实用新型的优选技术方案，所述覆盖散热单元的电池单元按照一定方式组 合成电池组时，各电池单元之间通过其散热单元紧密接触组合。
[0017] 作为本实用新型的优选技术方案，所述电池单元组合成电池组，其结构为电池单 元宽度方向和底部方向再覆盖一层U型的散热单元。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型中散热单元采用石墨烯膜薄膜片，由于其独特结构， 将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件在所承受的温度下工作， 同时容易加工成适合任何表面的膜状结构，具有良好的产品通用性。通过对电池单元和电 池组进行覆盖散热单元，电池在相同大功率放电条件下，采用散热单元的电池组比不采用 散热单元的电池组其温度差l〇_15°C，电池组放电时间比原来增加15-20%，各电池单元的 温度均匀性良好，而且体积重量增加量可以忽略，具有良好的实际应用。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：
[0020] 图1为本实用新型具有散热单元的电池组的结构示意图。
[0021] 图2为本实用新型具有散热单元的电池组的电池单元结构示意图。
[0022] 101、电池单元，102、电池单元表面覆盖的散热单元，103、电池组表面覆盖的散热 单元103。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，所描述的具体 实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的【具体实施方式】。
[0024] 请参阅图1与图2,分别为本实用新型具有散热单元的电池组的结构示意图和电池 单元结构示意图。该电池组，包括电池单元101，电池单元表面覆盖的散热单元102，电池组 表面覆盖的散热单元103,该电池组表面覆盖的散热单元103呈U型结构，与电池单元101上 覆盖的散热单元102紧密接触，其宽度与电池单元101的宽度一致，长度为：电池单元高度*2 +电池单元厚度*n(n为电池单元的数量）。
[0025] 所述本实用新型具有高效率散热的散热单元，其结构由石墨烯片或者以铜、铝等 金属箱材为基材压延而成的石墨稀片，厚度为其厚度IOmi-lcm。
[0026] 所述本实用新型具有高效率散热的电池单元101表面覆盖散热单元102,散热单元 102将电池单元101宽度方向的两个面和电池单元101的底部完全包裹覆盖，呈U型结构，其 宽度与电池单元101的宽度一致，长度为:电池单元高度*2+电池单元厚度。
[0027] 覆盖散热单元102的电池单元101，通过各电池单元101面上的三元单元102宽度方 向的面，紧密接触，按照电池组组合后的电压及容量要求。组合成电池组。
[0028]以下以提供具体的实施例和对比例对本实用新型的进行进一步的描述。
[0029] 实施例电池组制作
[0030] 取型号为P9043150标称容量为5000mAh，持续放电倍率35C的聚合物锂离子电芯12 只，其实际容量均为5020-5050mAh，将厚度为30μπι的石墨烯薄膜片，裁切成43*310mm规格的 散热单元片，将散热单元片呈U型状粘附宽度方向的两个面和底部，然后在将6只电池单元 以排列方式组合成6S1P的电池组2组，在电池组的侧面（即原电池单元的宽度方向）和底部 再覆盖一层散热单元，其尺寸为43*355mm，与电池单元上的散热单元紧密接触。
[0031] 对比例电池组制作
[0032]选取与实施例组相同档次和状态的电池 12只，电池单元表面以及电池组不覆盖散 热单元，以实施例相同的组合方式组装成相同规格的电池组2组。
[0033] 组合后其尺寸和重量如下表所示：
[0035]将实施例电池和对比例电池两组并联给总重量为7kg的四轴植保无人机上进行飞 行的测试，放电至系统提升报警截止(室温26°C)，其飞行后温度，电压，放电时间数据如下 表所示：
[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围； 凡是依本实用新型所作的等效变化与修改，都被本实用新型权利要求书的范围所覆盖。
【主权项】
1. 具有散热单元的电池组，包括电池单元和散热单元，所述电池单元上覆盖一层散热 单元，所述散热单元将电池单元宽度方向的两侧和底部覆盖形成U型散热单元，电池单元按 照一定的排列顺序通过宽度方向的散热单元紧密接触组合成电池组，电池组外围在有一散 热单兀与电池组底部和外侧的散热单兀包覆。2. 根据权利要求1所述具有散热单元的电池组，其特征在于:所述电池单元宽度方向的 表面以及电池底部被U型散热单元覆盖。3. 根据权利要求1所述的具有散热单元的电池组，其特征在于：附有U型散热单元的电 池单元组装成电池组时，各电池单元通过其表面的散热单元紧密贴紧排列一起组成电池 组。4. 根据权利要求1所述具有散热单元的电池组，其特征在于:散热单元由石墨烯组成的 导热薄膜片，其厚度ΙΟμπι-lcm〇5. 根据权利要求1所述具有散热单元的电池组，其特征在于:散热单元的导热薄膜片， 其结构由石墨稀片或者以铜、错等金属箱材为基材压延而成的石墨稀片。6. 根据权利要求1所述具有散热单元的电池组，其特征在于：电池单元组合成电池组 后，在原电池单元宽度方向和底部方向再覆盖一层U型的散热单元。
【文档编号】H01M10/6555GK205657144SQ201620359586
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年4月25日 公开号201620359586.5, CN 201620359586, CN 205657144 U, CN 205657144U, CN-U-205657144, CN201620359586, CN201620359586.5, CN205657144 U, CN205657144U
【发明人】罗开亮, 张永洪, 卢芸东
【申请人】珠海光环新能源科技有限公司