[发明专利]一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法，包括：制备导热浆料；利用导热浆料在集流体表面构建导热通道结构单元；在构建了导热通道结构单元的集流体表面涂覆电极浆料制成电芯极片。本发明提供的改善圆柱电池极片导热散热性能的方法可以提高圆柱形电池的传热导热性能，可以将电芯内部会产生的热量通过导热通道结构单元快速传递到极耳及集流盘处最终通过集流盘、盖板将热量传递到电池外表，避免电池使用过程中热量在圆柱卷芯内部的累积而影响电池的使用寿命及安全。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法。

背景技术

随着人们对环境保护越来越重视以及石油等不可再生能源储备的进一步降低，新能源等可再生能源产业的发展已经在我国上升为国家战略。近年来，锂离子电池凭借其优异的电化学性能迅速成为新能源汽车动力电池储能系统的首选，未来发展前景广阔。

由于电池最初量产的平台为圆柱平台，具有成熟的生产工艺及生产体系，保证了其电池制作的一致性水平很高，同时圆柱电池由于其特殊结构，电池在使用过程中内部气压过高时其壳体受力比较均匀不易变形，保证了电池结构的稳定性，有利于改善电池的循环性能及其使用寿命。圆柱电池的优异特性使其广泛应用于生产、生活的方方面面，例如，新能源汽车领域特斯拉采用了松下18650型号的圆柱电池作为汽车的动力电池。然而，随着圆柱电池的能量密度要求越高，电池体积越来越大给圆柱电池的散热提出越来越高的要求，当电池内部产生的热量不能快速大量的导出传导至电池外部会给电池的安全性能及电性能造成较大影响，严重时会导致电池产生泄露甚至爆炸。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法，其制备的电芯极片导热散热性能好，用于电池中能显著提高电池的安全性能、电性能和稳定性，并延长了电池的使用寿命。

本发明提出的一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法，包括以下步骤：

S1、制备导热浆料；

S2、利用S1中的导热浆料在集流体表面构建导热通道结构单元；

S3、在构建了导热通道结构单元的集流体表面涂覆电极浆料制成电芯极片。

优选地，在S1中，所述导热浆料为含有纳米级金刚石颗粒的浆料。

优选地，在S1中，所述导热浆料由纳米级金刚石颗粒分散于聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮胶液中制成。

优选地，所述纳米级金刚石颗粒的粒径为500-800nm。

优选地，在S1中，所述导热浆料的固含量为25％～35％。

优选地，在S2中，所述导热通道结构单元的宽度为2～3μm、厚度为1～2μm，且沿集流体宽度方向以10mm等间距均匀分布。

优选地，在S3中，所述电极浆料为正极浆料或者负极浆料；正极浆料的活性物质为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中0x1、0y1，或磷酸铁锂或锰酸锂；负极浆料的活性物质为Li₄Ti₅O₁₂或者Li₄Ti₅O₁₂掺杂改性的材料。

本发明所述改善圆柱电池极片导热散热性能的方法中，在集流体的表面构建了含有纳米级金刚石颗粒的导热通道结构单元，室温条件下，金刚石的热导率可以达到2000w/(m·k)，是铜材料的5倍左右，使用本发明制备的具有纳米金刚石导热通道结构单元的极片，当电池在使用过程中卷芯内部的热量可以快速的通过导热通道结构单元传递到极耳与集流盘处，最后通过集流盘与盖板传递至外表面，可以有效降低卷芯内部的热量集聚，从而可以提高电池的稳定性及使用寿命。