[实用新型]一种复合电芯及电化学储能器件

说明书

本实用新型提供一种复合电芯及电化学储能器件。该复合电芯包括电芯主体，所述电芯主体表面上覆盖有多孔相变材料层。该复合电芯具有较好的散热性能和较好的电解液保持能力。

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种复合电芯及电化学储能器件。

背景技术

锂离子电池由于具有高放电电压、高能量密度、高功率密度以及良好的循环性能，已经在手机、相机、手提电脑等便携式电子设备中得到广泛应用，也是新一代混合动力汽车(HEV)和电动汽车(EV)的优秀动力源。然而，锂离子电池在充放电的过程中，容易产生热量，而产生的热量如果不能及时散出，不仅会降低电池的容量，还有可能因为高温触发电池内部的放热反应，造成热失控，引发火灾、爆炸等危险，因此为了提高锂离子电池的安全性，提高散热非常必要。

目前对锂离子电池的散热主要体现在两个方面，一方面是从电池本身来改善，主要是通过锂电池材料配方或电解液等成分，以及锂电池结构优化，针对单电池及电池模组自行散热；另一方面是借助外界的冷却方式来对电池进行散热处理，针对电池应用环境所做的电池热管理。

申请号为201310292980.2的专利公开了一种超轻聚合物锂离子电池，其结构为碳纳米纸负极和碳纳米纸正极中间夹层隔膜，多层交替叠放或呈卷绕叠放，聚合物电解质均匀分布与电池内，并充分渗透到碳纳米纸正负极的网格结构中。

申请号为201510223913.4的专利公开了一种在锂离子电池中使用柔性石墨纸替代铝箔和铜箔，作为负载电极材料活性物质的集流体的方法。

申请号201610672133.2的专利公开了一种锂电池用导热铝塑复合膜极其制造方法，对基底材料的双面进行预处理、在基底材料经过预处理的一面涂覆涂料，在铝箔表面进行水洗、涂敷上钝化阻隔层和下钝化阻隔层、上粘合层和下粘合层，使铝塑膜拥有良好的导热性能。

实用新型内容

本实用新型一方面提供一种复合电芯，包括电芯主体，所述电芯主体上覆盖有多孔相变材料层。

相比于致密无孔相变材料层，多孔相变材料层具有与电解液具有更大的接触面积，因而散热性能更好。另外，多孔相变材料层能还能够在孔中存储电解液，避免电解液流失，起到提高电池保液量的作用。另外，多孔相变材料层还具有较低的密度，能够降低电池的质量，提高电池的能量密度。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层具有海绵状的多孔结构。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层具有毛细多孔结构。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层上有孔径为1～100μm的孔，例如1～50μm的孔，例如1～20μm的孔，例如1～10μm的孔。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层的孔隙率为10％以上，例如20～70％，例如30～60％。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层的厚度为20～500μm，例如20～300μm，例如20～100μm。

多孔相变材料可以是“陈立萌,朱孝钦,周新涛,等.多孔基复合相变材料的制备与研究进展[J].材料导报,2016,30(7):127-132.”中记载的任一种多孔基复合相变材料。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层含有石蜡、硬脂酸、二十二烷、正二十二烷、十六烷、正十八烷、聚乙二醇或十四烷醇。

在一个实施方案中，所述多孔相变材料层中含有无机纳米颗粒，例如ZnO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO或SiO₂等金属氧化物纳米颗粒，添加量优选为1％～5％。