一种锂电池内置热管散热结构的制作方法

1.本实用新型涉及电池热管理技术领域，具体是一种锂电池内置热管散热结构。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，锂离子电池具有的比功率高、循环寿命长、安全性能好以及无污染等优点使其得到广泛地应用。现在制作锂电池较为普遍的方式是采用卷绕式和叠片式两种方式。其中卷绕式的圆柱形锂电池广泛应用于新能源电动汽车中。为了进一步提升性能，降低成本，圆柱形动力锂电池正向着更大单体体积、更高冲放电电流方向发展，但这增加了电池热失控的风险，造成了较大的安全隐患，也损害了电池的使用寿命。为防止热失控，提升电池使用寿命，电动汽车制造商通常采用在电池外部加装冷却管道的方案控制电池的温度，但这无疑增加的电池组的体积，降低的电池组的整体能量密度。


技术实现要素：

3.为了解决上述电池模组散热系统体积较大，冷却效果不够明显的问题，本实用新型提供了一种锂电池内置热管散热结构，通过将热管内置于锂电池电芯卷绕后所形成的空隙中，在不改变电池模组的整体体积的情况下，提高锂电池的散热性能。
4.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
5.一种锂电池内置热管散热结构，包括锂电池和设置在锂电池电芯空隙内的热管，该锂电池由电池外壳、设置在电池外壳内部的电芯以及安装在电池外壳顶部的电池顶盖组成，所述电芯由带状的正负极和隔膜材料卷绕而成，通过卷绕的方式所得到的电芯中间位置必然会留有空隙，由于空隙的存在容易使得电芯材料在外力作用下发生位移，甚至导致电池短路，传统方法一般采用空心针对该空隙进行填充，防止位移；在本实用新型中，通过将热管设置在卷绕后电芯中心所形成的空隙内，并在热管与电池外壳底部之间设置绝缘导热垫片构成所述锂电池内置热管散热结构，既能起到空心针的固定作用，又能将电池内部产生的热量通过热管传导至电池两端，进而散发到电池外部，实现在不增大电池模组整体体积的情况下，提高锂电池的散热性能。
6.上述热管包括热管壳体、真空内腔、吸液芯和液体介质，吸液芯铺设在热管壳体的内壁上，液体介质盛装在真空内腔内。
7.进一步地，所述热管壳体外壁与电芯之间涂覆有绝缘层。
8.进一步地，在所述热管与电池外壳底部之间可填充一层绝缘材料代替所述绝缘导热垫片。
9.进一步地，所述热管可根据电池外壳和卷绕后电芯中心所形成空隙的形状进行设计，如设计成圆柱形、方形、椭圆形等形状。
10.有益效果：
11.1、本实用新型将传统电池模组放置由电芯卷绕所形成的空隙内起固定作用的空心针，替换为热管来对锂电池进行散热，在不增大电池模组体积的情况下，提高了电池模组
的散热性能，整体结构简单，成本低。
12.2、本实用新型在锂电池外壳底部与热管接触部位加装有绝缘导热垫片，侧壁涂覆有绝缘层，防止热管与电池电极相接触，在提高电池模组散热性能的同时保证其安全性。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例中一种圆柱形锂电池内置热管散热结构示意图；
14.图2为本实用新型实施例中热管的结构示意图；
15.图3为本实用新型实施例中一种圆柱形锂电池内置热管结构的分解示意图；
16.图中：1、电池外壳；2、电芯；3、电池顶盖；4、绝缘导热垫片；5、热管；51、热管壳体；52、绝缘层；53、真空内腔；54、吸液芯；55、液体介质。
具体实施方式
17.为了更好地解释本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
18.实施例：参见图1
‑
3。
19.如图1所示为本实用新型一种圆柱形锂电池内置热管散热结构示意图，所述散热结构包括锂电池和设置在锂电池电芯空隙内的热管5，该锂电池由电池外壳1、电池外壳1内部的电芯2以及电池外壳1顶部的电池顶盖3组成，所述电芯2由带状的正负极和隔膜材料卷绕而成，所述热管5设置在卷绕后电芯2中心所形成的空隙内，热管5与电池外壳1底部之间设置有绝缘导热垫片4构成所述锂电池内置热管散热结构。
20.如图2所示，上述热管5包括热管壳体51、真空内腔53、吸液芯54和液体介质55，所述吸液芯54铺设在热管壳体51的内壁上，所述液体介质55盛装在所述真空内腔53内，热管壳体51外壁与电芯2之间涂覆有绝缘层52。
21.请参照图3，本实用新型一种圆柱形锂电池内置热管散热结构工作原理为：
22.将热管5设置在锂电池电芯2卷绕后所形成的空隙内，当锂电池工作时电芯2所产生的热量由热管5两侧壁吸收，通过吸液芯54和其中的液体介质55传递至热管2两端实现对锂电池电芯2的散热。
23.需要说明的是，为方便理解，本实施例中仅对圆柱形锂电池及其内部热管5的结构进行说明，但实际上，本实用新型一种锂电池内置热管散热结构，可适用于各种通过卷绕方式制备电芯2的锂电池中，根据锂电池种类和形状的不同，热管5可设计成相应的圆柱形、椭圆形、方形等形状以匹配卷绕后电芯2中心形成的空隙。
24.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种锂电池内置热管散热结构，包括锂电池和设置在锂电池电芯空隙内的热管（5），该锂电池由电池外壳（1）、电池外壳（1）内部的电芯（2）以及顶部的电池顶盖（3）组成，其特征在于，所述电芯（2）由带状的正负极和隔膜材料卷绕而成，所述热管（5）设置在卷绕后电芯（2）中心所形成的空隙内，热管（5）与电池外壳（1）底部之间设置有绝缘导热垫片（4）构成所述锂电池内置热管散热结构。2.根据权利要求1所述的一种锂电池内置热管散热结构，其特征在于，所述热管（5）包括热管壳体（51）、真空内腔（53）、吸液芯（54）和液体介质（55），所述吸液芯（54）铺设在热管壳体（51）的内壁上，所述液体介质（55）盛装在所述真空内腔（53）内。3.根据权利要求2所述的一种锂电池内置热管散热结构，其特征在于，所述热管壳体（51）外壁与电芯（2）之间涂覆有绝缘层（52）。4.根据权利要求1所述的一种锂电池内置热管散热结构，其特征在于，所述热管（5）与电池外壳（1）底部之间可填充一层绝缘材料代替所述绝缘导热垫片（4）。5.根据权利要求1所述的一种锂电池内置热管散热结构，其特征在于，所述热管（5）可根据电池外壳（1）和卷绕后电芯（2）中心所形成空隙的形状进行设计，如设计成圆柱形、方形、椭圆形。

技术总结
本实用新型提供了一种锂电池内置热管散热结构，包括锂电池和设置在锂电池电芯空隙内的热管，该锂电池由电池外壳、电池外壳内部的电芯以及电池外壳顶部的电池顶盖组成，所述电芯由带状的正负极和隔膜材料卷绕而成，所述热管设置在卷绕后电芯中心所形成的空隙内，热管与电池外壳底部之间设置有绝缘导热垫片构成所述锂电池内置热管散热结构。本实用新型充分利用卷绕后电芯中心所形成的空隙，在其中放置热管，既能起到传统电芯设置空心针的固定作用，又能将电池内部产生的热量传导至电池两端，进而散发到电池外部，在不改变电池模组整体体积的情况下，提升了电池的散热性能。提升了电池的散热性能。提升了电池的散热性能。


技术研发人员：张莹 高焱 徐勋 徐猛 李文彬 雷杰 黄逸宸 李志豪 肖刚
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2021.01.25
技术公布日：2021/10/23