一种锂动力电池的制作方法

本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种锂动力电池。

背景技术：

锂离子电池是继MH-Ni电池后发展起来的新一代充电电池，因具有工作电压高、能量密度大、安全性好、重量轻、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点成为新能源汽车开发的重点研究领域。

锂动力电池在高温工作时存在温升过高导致热失控、在低温工作时存在析锂和能量不能完全发挥、在工作时还存在温度分布不均，导致电池模块使用寿命降低等安全隐患。

现有技术通常通过液体冷却方式及空气冷却方式进行控温。液体冷却控温方式通常是为锂动力电池配备液体冷却装置，例如包含液体流道、水泵等部件，基于热交换原理控制锂动力电池的温度。空气冷却控温方式通常是为锂动力电池配备空气冷却装置，例如包含气流流道、空气压缩机和膨胀阀等部件，也是基于热交换原理控制锂动力电池的温度。然而，不论是采用液体冷却控温方式还是空气冷却控温方式，都需要额外增加动力传输装置和流体流通装置等部件，这些部件一旦失灵，则不再具有控温作用。这些部件的失效风险进而增加了电动汽车的安全风险。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种锂动力电池，能够防止控温失效，提高电动汽车的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锂动力电池，包括保护壳、散热装置和多个单体电池，所述保护壳为上下两端开口结构，所述散热装置包括导热框体、散热体和石蜡，所述导热框体设于所述保护壳的下端，且所述导热框体的上表面设有朝所述保护壳上端延伸的多片散热鳍片，所述多片散热鳍片相互平行设置，所述多个单体电池设于所述保护壳内且分别夹设于两片散热鳍片之间，所述散热体固定在所述导热框体中，在所述散热体内设有多条密闭且相互连通的散热通道，所述石蜡填充在所述散热通道内，所述单体电池包括外壳和封装在所述外壳内的层叠电芯，所述层叠电芯包括正极片、负极片和绝缘隔膜，所述正极片和负极片依次相间排列，且所述正极片和负极片之间由绝缘隔膜隔开，所述正极片具有多个第一通孔，所述负极片具有多个第二通孔，所述绝缘隔膜具有多个第三通孔，所述第一通孔、第二通孔和第三通孔均一一对应设置。

其中，所述多条散热通道在所述散热体内不规则分布。

其中，所述单体电池还包括纤维纸，所述层叠电芯的最外侧极片为负极片，且最外侧负极片的外侧为绝缘隔膜，所述纤维纸环绕所述层叠电芯覆在所述层叠电芯外。

其中，所述正极片由磷酸铁锂材料制作。

其中，所述负极片由石墨材料制作。

其中，所述单体电池进一步包括电解液，所述电解液填充在所述外壳内，所述层叠电芯浸泡在所述电解液中。

其中，所述电解液含有四氟硼酸锂、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯。

其中，所述多个单体电池的正极片与负极片交替电连接，以使得所述多个单体电池串联。

其中，所述多个单体电池的正极片电连接，所述多个单体电池的负极片电连接，以使得所述多个单体电池并联。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：通过将散热装置设置在保护壳的下端开口处，散热装置的导热框体通过散热鳍片将单体电池的热量传递至散热体，散热体内的石蜡在高温时处于液体状态，在低温时处于固体状态，通过在液体和固体状态之间的变化，从而能够实现散热，由于没有增加额外的散热部件，从而能够防止控温失效，提高电动汽车的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例锂动力电池的立体结构示意图。

图2是本发明实施例锂动力电池的导热框体的立体结构示意图。

图3是图2所示的导热框体的仰视图。

图4是本发明实施例锂动力电池的散热体的剖视结构示意图。

图5是本发明实施例锂动力电池的单体电池的结构示意图。

图6是本发明实施例锂动力电池的单体电池的层叠电芯的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的锂动力电池包括保护壳1、散热装置2和多个单体电池3。保护壳1为上下两端开口结构。保护壳1优选为长方体形状，当然，保护壳1也可以为圆柱体形状或者其他形状。保护壳1可以采用不锈钢材料制作，这样散热和耐腐蚀效果更好。

如图2至图4所示，散热装置2包括导热框体21、散热体22和石蜡23。导热框体21设于保护壳1的下端，且导热框体21的上表面设有朝保护壳1上端延伸的多片散热鳍片211，多片散热鳍片211相互平行设置。多个单体电池3设于保护壳1内且分别夹设于两片散热鳍片211之间。散热体22固定在导热框体21中，在散热体22内设有多条密闭且相互连通的散热通道221，石蜡23填充在散热通道221内。

导热框体21可以为一面开口的槽形结构，散热体22嵌设于导热框体21的槽中。多片散热鳍片211按照一定间隔平行排列，间隔大小与单体电池3的厚度有关。单体电池3与散热鳍片211可以为过盈配合。为了保证导热效果，散热鳍片211可以采用纯铜制作，以提高导热速率。

单体电池3发热后，热量经过散热鳍片211快速传导至散热体22，散热体22中的石蜡23吸热后从固体状态变为液体状态，并在散热通道221内流动，实现了散热作用。当单体电池3温度降低后，石蜡23又逐渐从液体状态变为固体状态。

为了降低散热体22的加工难度，在本实施例中，多条散热通道221在散热体22内不规则分布，也就是说，散热体22中的多条散热通道221的位置是随机的。

如图5和图6所示，单体电池3包括外壳31和封装在外壳31内的层叠电芯32，层叠电芯32包括正极片321、负极片322和绝缘隔膜323，正极片321和负极片322依次相间排列，且正极片321和负极片322之间由绝缘隔膜323隔开，正极片321具有多个第一通孔101，负极片322具有多个第二通孔102，绝缘隔膜323具有多个第三通孔103，第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103均一一对应设置。优选的，正极片321可以由磷酸铁锂材料制作，负极片322可以由石墨材料制作。

正极片321和负极片322的数量不限，正极片321和负极片322可以分别为1层～100层或更多层，本实施例优选为30层～40层。该第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103为电解液提供流通通道，使正极片321和负极片322表面的电解液能够流入正极片321和负极片322之间。优选地，多个第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103呈阵列均匀分布，形成在正极片321上的第一通孔101使正极片321两个相对的表面连通，形成在负极片322上的第二通孔102使负极片322两个相对的表面连通，形成在绝缘隔膜323上的第三通孔103使绝缘隔膜323两个相对的表面连通。

可以理解的是，第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103的数量与正极片321和负极片322的面积有关。如果正极片321和负极片322的边长大于或等于50厘米，采用现有的注入电解液的方式几乎无法将电解液充分注入正极片321和负极片322之间，因此，可通过第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103实现使电解液快速、充分注入正极片321和负极片322之间。

由于层叠电芯的正、负极片压合较为紧密，从而向正、负极片间注入电解液较为困难。而且正、负极片的面积越大，电解液越难以注入。而没有被电解液浸润的正、负极片的部分会出现发热现象，如果仅仅依靠本实施例的散热装置2则不能完全散发热量，容易造成安全隐患，因此，通过设置第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103可以使电解液能够渗透并充分浸润至正极片321和负极片322的中部。

不仅如此，对于紧密压合的正、负极片，在充放电过程中内部产生的气体不易向外排出，会影响锂电池的循环性能，第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103不仅能够散发热量，还能够利于气体向外排出。

在本实施例中，单体电池3还包括纤维纸33，层叠电芯32的最外侧极片为负极片322，且最外侧负极片322的外侧为绝缘隔膜323，纤维纸33环绕层叠电芯32覆在层叠电芯32外。纤维纸33与电解液可以接触，将有效吸附一定比例的电解液，使电解液的注入量达到适当过量2～3％的要求。同时，纤维纸33的虹吸效果好且能紧贴层叠电芯32，当电解液损耗时能够进行一定补充。

进一步的，单体电池3进一步包括电解液(图未示)，电解液填充在外壳31内，层叠电芯32浸泡在电解液中。电解液可以含有四氟硼酸锂、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯。

考虑到单体电池3有多个，多个单体电池3可以有多种连接方式。举例而言，多个单体电池3的正极片321与负极片322交替电连接，以使得多个单体电池3串联。或者多个单体电池3的正极片321电连接，多个单体电池3的负极片322电连接，以使得多个单体电池3并联。需要注意的是，单体电池3可以设置正极端子和负极端子，每个单体电池3的正极片321电连接正极端子，每个单体电池3的负极片322电连接负极端子，如果需要多个单体电池3串联，则多个单体电池3的正极端子和负极端子交替电连接，如果需要多个单体电池3并联，则多个单体电池3的正极端子电连接，多个单体电池3的负极端子电连接。

通过上述方式，本发明实施例的锂动力电池相对于现有的液体冷却方式及空气冷却方式，本发明不需额外的部件，同时通过密闭的散热通道来减少石蜡的分布区域并限制石蜡在液体状态下的流动，因此，规避了液化后的石蜡存在对锂动力电池内的其它部件进行腐蚀的风险。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。