[发明专利]一种阻燃冷却型锂离子电池模块

说明书

本发明公开了一种阻燃冷却型锂离子电池模块，包括多个电池散热单元以及对相邻两个电池散热单元进行隔离的隔热阻燃件，每个电池散热单元均由两个锂离子电池和锂离子电池之间的平板热管构成，所述的平板热管向上延伸端的侧面设置有水冷装置，所述的水冷装置为金属的水冷管、水冷板或带有翅片结构的水冷排，多个水冷装置的出入水口串/并联连接；本发明在锂离子电池正常工作时能将其产生的热量快速导出，防止锂离子电池过热，在单个锂离子电池出现异常发热时，防止热量向其他电池散热单元中的锂离子电池传播，避免热失控连锁反应的发生，通过本发明可增加锂离子电池的使用寿命和安全性，本发明结构紧凑简单，使用性广。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种阻燃冷却型锂离子电池模块，主要用于交通动力电源、电力储存电源、移动电子设备电源和军用电源等技术领域。

背景技术

锂离子电池由于能量密度大、循环寿命长、无污染、无记忆效应等特点，其在电动汽车、空间技术、国防工业等方面具有广泛的应用。

在大容量、高功率的锂离子电池应用中，电池本身发热或使用环境过热会对电池寿命以及安全性产生影响，因此需要一种装置能够为锂离子电池进行热管理，使其在正常工作状态下能够有效散热、但在某个单体发生异常造成热失控时又能阻止异常热量向临近电池快速传播，避免热失控连锁反应的发生。

目前，锂离子电池模块散热结构主要是利用风冷或直接水冷。其中风冷方式散热效率较低，结构不紧凑，不利于电池模块能量密度的提高；水冷方式效率较高，但要保证对每一个电池单体都能进行有效散热，需要进行复杂的流道设计，并且复杂的水冷结构对于加工和密封具有很高的要求，否则可能发生漏液威胁电池安全。

平板热管是一种具有高导热性能的传热元件，依靠内部特殊工质的相变传热传质，在重力方向的热传导率远高于普通金属材料。利用平板热管为大功率电子电力器件进行散热目前已有较多报道，并且取得了良好的效果。

在锂离子电池模块的散热应用中，（CN203367447U）报道了利用平板热管将电池热量导出到电池外部，再利用风冷方式对平板热管冷端进行散热，但风冷方式对于散热面积具有较高要求，不利于电池模块能量密度的提高。

（CN105514318A）中报道了一种平板热管与水冷板连接的方式对动力电池进行散热，同时具有在低温下对电池进行加热的功能，其水冷板设置在电池中部，两面连接平板热管，由于平板热管的导热能力具有很强的方向性，并且热端应在下方，因此无论是水平放置还是垂直放置均会在一定程度上影响平板热管的均热效果。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种阻燃冷却型锂离子电池模块，本发明有效利用平板热管的高导热能力把锂离子电池产生的热量进行传递并与水冷装置进行换热，并且在单个锂离子电池出现异常发热时，避免热量向电池散热单元包外的锂离子电池传播，防止热失控连锁反应的发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃冷却型锂离子电池模块，包括多个电池散热单元以及对相邻两个电池散热单元进行隔离的隔热阻燃件，每个电池散热单元均由两个锂离子电池和锂离子电池之间的平板热管构成，所述的平板热管向上延伸端的侧面设置有水冷装置，所述的水冷装置为金属的水冷管、水冷板或带有翅片结构的水冷排，多个水冷装置的出入水口串/并联连接；所述的隔热阻燃件为隔热阻燃板、隔热阻燃袋、隔热阻燃发泡材料件或隔热阻燃胶件；所述的平板热管与水冷装置之间采取直接接触或通过导热硅脂、导热硅胶间接接触；所述的平板热管与锂离子电池之间采取直接接触或通过导热绝缘膜、导热硅胶垫间接接触，锂离子电池工作中产生的热量通过平板热管与水冷装置中的冷却介质进行热交换。

所述的一种阻燃冷却型锂离子电池模块，其锂离子电池为软包电池、方形铝壳电池或由圆柱形电池组合的方形电池组。锂离子电池为尺寸采用225×165×5mm，电压为3.7V，容量为15Ah的软包三元锂离子电池。