[实用新型]一种基于相变传热及CO2热防护的新型18650电池模组

说明书

本实用新型公开了一种基于相变传热及CO₂热防护的新型18650电池模组，内部集成72块18650锂离子电池，所述电池周围交错分布多层金属导热层及相变材料，所述的金属层采用铝合金且采用拉延工艺一次成型，所述金属导热层与电池正/负极之间设有绝缘层。所述电池模组内部通过特殊工艺将空气全部抽出，并填充CO₂气体。本实用新型利用金属导热层的高热导率提高电池的传热效率和散热效率；同时利用相变潜热保证电池模组工作时的热稳定性和热均衡性；绝缘层可有效防止电池工作时的短路情况；CO₂气体可有效防止电池的热失控，提高热防护性。本实用新型装置具有结构紧凑、质量轻、维护方便、安全可靠、易于成组等优点，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种基于相变传热及CO₂热防护的新型18650电池模组。

背景技术

电池模组温度过高不仅会降低电池的使用性能及缩短使用寿命，还会引起火灾、爆炸等安全事故，故电池模组散热性能显得尤为重要。对于锂离子电池，其最佳的工作温度范围为20～45℃，且单体电池之间的温差应小于5℃。目前，商用散热方法一般采用风冷散热的方法，即在电池模组上安装换热器和散热风扇。这种散热结构简单，开发难度低，但是重量大、耗费空间资源大，不利于轻量化设计，且降低了电池的能量密度，且其热均衡性较差，结构复杂，制造工艺难度大，成本高。为了解决风冷在散热效率上的不足，目前在散热方式上有采用或研究液冷、相变材料和热管散热等。相比于风冷散热结构，液冷散热在一定程度上提高了散热效率，但是液冷散热结构复杂，重量大，且存在漏液的可能；在相变散热系统中，由于相变潜热使得散热效率提高了一个层级，但相比于相变材料，热管造价高昂、开发难度较大。

鉴于此，本实用新型提出了结构轻便、散热效率高、热均衡性高、造价合理及易于维护的电池散热装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、质量轻、易于装配、散热均衡及热稳定性极佳的电池模组散热结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于相变传热及CO₂热防护的新型18650电池模组，包含72个18650电池，电池周围分布有多层散热层，所述的散热层共有三层，分别为热平衡铝管2、相变材料3、外框架4，所述电池模组两端由上密封盖9、下密封盖10、正极板7、负极板8、密封块13、上绝缘垫5、下绝缘垫6构成密封腔。

作为优选的，所述相变材料为P1型石蜡，相变温度范围为35℃～37℃，在石蜡中可掺杂如泡沫铜等材料提高相变材料的导热性能。

作为优选的，所述的热平衡铝管2及外框架4均采用铝合金材质。

作为优选的，所述的热平衡铝管2作为第一层散热层，18650电池1嵌入于热平衡铝管2内；热平衡铝管2周围布置相变材料3作为第二层散热层；与相变材料3外围接触的外框架4作为第三层散热层。

作为优选的，所述的上密封盖9和下密封盖10为塑料材质，通过M5*12 沉孔螺钉12与外框架4连接。

作为优选的，所述的上绝缘垫5和下绝缘垫6为橡胶材质，分布于正极板7与热平衡铝管2之间，同时与18650电池1外轮廓紧密接触。

作为优选的，所述的上密封盖9和下密封盖10前后两侧开有气孔15，气孔15处采用密封块13封口。

作为优选的，所述的上密封盖9和下密封盖10开有极板引出口14，极板引出口14处采取密封措施。

作为优选的，所述的密封腔内通过所开气孔15充入CO₂气体。