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1、(10)申请公布号 CN 103972581 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103972581 A (21)申请号 201410035787.5 (22)申请日 2014.01.24 61/756,410 2013.01.24 US 61/806,039 2013.03.28 US H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/617(2014.01) H01M 10/6554(2014.01) H01M 10/655(2014.01) (71)申请人 KD开普勒 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 KD开普勒 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理。
2、有限 公司 11283 代理人 李婉婉 张苗 (54) 发明名称 锂离子袋装电池和电池模块 (57) 摘要 本发明公开了一种锂离子袋装电池， 其特征 在于， 所述锂离子袋装电池包括密封的外壳和位 于所述密封的外壳内的电极堆栈和热导元件， 所 述热导元件包括延伸超出所述电极堆栈的延伸部 分， 所述密封的外壳具有导热性， 所述热导元件通 过所述延伸部分提供连接所述电极堆栈和所述密 封的外壳的热导通路。还公开了一种包括本发明 的锂离子袋装电池的电池模块。本发明的锂离子 袋装电池和电池模块， 能够减小电池的温差、 监测 电池内部温度、 实现电池的快速散热、 增强电池和 模块的安全性 ； 且不影响电池的。
3、能量密度、 性能 和寿命 ； 制造难度小。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103972581 A CN 103972581 A 1/1 页 2 1. 一种锂离子袋装电池， 其特征在于， 所述锂离子袋装电池包括密封的外壳和位于所 述密封的外壳内的电极堆栈和热导元件， 所述热导元件包括延伸超出所述电极堆栈的延伸 部分， 所述密封的外壳具有导热性， 所述热导元件通过所述延伸部分提供连接所述电极堆 栈和所述密封的外壳。
4、的热导通路。 2. 根据权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 其中， 所述延伸部分不在所述锂离子袋装 电池具有导电极耳的一侧。 3. 根据权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 其中， 在内部的热导元件的延伸部分， 外部 的热控制元件在电池两侧压紧所述电池外壳， 使经所述电池外壳在所述电极堆栈和所述外 部的热控制元件之间形成热导路径。 4. 根据权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 其中， 所述热导元件由所述电极堆栈中的 一个或多个电极延伸超出所述电极堆栈形成。 5. 根据权利要求 4 所述的锂离子袋装电池， 其中， 在所述电极堆栈中的形成所述热导 元件的一个或多个电极的延伸部分包括裸金属箔。 。
5、6. 根据权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 其中， 所述延伸部分超出所述电极堆栈 1-20mm。 7. 根据权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 其中， 所述热导元件的材料包括铝和 / 或 铜。 8. 一种电池模块， 其特征在于， 所述电池模块包括电池框架和一个或多个权利要求 1 所述的锂离子袋装电池， 所述电池框架包括热控制元件， 所述热控制元件在所述电池的边 缘经所述密封的外壳压紧所述热导元件的所述延伸部分， 以在所述电极堆栈和电池外部的 所述热控制元件之间形成热导路径。 权 利 要 求 书 CN 103972581 A 2 1/7 页 3 锂离子袋装电池和电池模块 技术领域 0001。
6、 本发明涉及一种锂离子袋装电池， 以及包括该锂离子袋装电池的电池模块。 背景技术 0002 锂离子袋装电池提供了非常高的能量密度， 但由于电极堆栈的过度受热或不均匀 受热， 尤其对于较厚的电池， 电池易受降解。例如， 当高速放电时非常厚的电池将在电池中 心相对于电池的较外的层达到更高的温度。而且在快速热事件中， 通常很难足够快的散热 以防止热失控和相关的安全问题。通常， 电池通过使用设置以接触锂离子袋装电池的一个 或两个平面的热导板冷却， 热导板例如铝板。 众所周知， 由于沿金属集流体平行于电池表面 到极耳的热传导比从电池中心经一些电极和隔离层接口到电池表面的热传导更强， 因此可 以使用穿出袋。
7、装电池并在充放电过程中携带电流的极耳部分地冷却或加热电池。然而， 期 望分离热通路和电通路， 使相对于这些参数独立优化系统设计。而且具有较低的电阻的电 池不太可能变热。 0003 然而， 由于极耳或冷却板或较薄电池数量上的增加而导致的额外的体积和重量， 满足应用的能量要求的较低电容或较低电阻电池， 解决锂离子电池应用中的热管理和控制 的这些方案将导致电池能量密度大大降低。这些方案也会导致电池系统总成本的增加。由 于制造困难并且在极耳穿过密封的区域周围形成泄漏的可能性增加， 增加穿过铝层压包装 密封的极耳或其它热导元件的尺寸或数量是困难且昂贵的。 由于增加了穿过袋装电池密封 的元件 （例如极耳）。
8、 的数量和尺寸， 容易使电池失败。因此， 需要增加到袋装电池内部的用于 冷却或加热的热通路而不影响电池的能量密度、 性能和寿命的技术方案。 发明内容 0004 为了解决这个问题， 本发明提供了一种锂离子袋装电池， 该锂离子袋装电池通过 从电池边缘或侧面到电池的热通路而不要求穿过袋装电池密封的额外的热导元件， 能够增 强热控制和管理， 例如加热和冷却， 或使电池内部温度更均匀。 本发明的电池能够增加从电 池的两侧对电池的改进的冷却或加热， 或能够用从电池的两侧对电池的改进的冷却或加热 代替从袋装电池的表面的冷却或加热。 本发明的锂离子袋装电池相对于现有的锂离子袋装 电池， 通过有效的热管理能够增。
9、加能量密度、 性能和寿命。 本发明还提供了包括该锂离子袋 装电池的电池模块。 0005 通常， 锂离子袋装电池包括单独的阳极电极和阴极电极的堆栈， 每对电极被不导 电的多孔的分离器分离， 或单一的阳极电极和单一的阴极电极被分离器分离并缠绕在一起 形成果冻卷， 或两者的一些组合。这里所有的变化被称为电极堆栈。用于电接触的极耳附 于电极堆栈中的阳极电极和阴极电极。电极堆栈密封在具有电解液的外壳内， 并且具有极 耳延伸穿过外壳密封到电池的外部以使电池充电和放电。 0006 通常， 锂离子袋装电池的密封的外壳为铝层压袋， 铝层压袋由一薄片或多片涂覆 有粘性的和保护性的聚合物层的铝膜形成。 铝层压片材可。
10、以通过传统的热压密封工艺形成 说 明 书 CN 103972581 A 3 2/7 页 4 密封袋。 本发明的发明人意外发现从用于制造锂离子袋装电池的铝层压片的一面到另一面 的热导率非常高， 这可能是由于包覆铝层的保护性的和粘性的聚合物层非常薄并且铝是高 热导性的。 0007 在本发明的电池中， 在锂离子袋装电池的密封的外壳内包括一个或多个热导元件 以提供电池的电极堆栈和密封的袋装电池的外壳的内部之间的热导连接。 与袋装电池的外 部热连接的外部的热导元件从电池的外部实现了锂离子电池温度的内部控制， 而不需要内 部的热导元件穿过袋装电池密封。 内部的热导元件通过热导元件经外壳与外部的热控制元 件。
11、的接触点形成了电极堆栈和电池的外部之间的热导路径。 0008 因此， 一方面， 本发明提供了一种锂离子袋装电池， 所述锂离子袋装电池包括密封 的外壳和位于所述密封的外壳内的电极堆栈和热导元件， 所述热导元件包括延伸超出所述 电极堆栈的延伸部分， 所述密封的外壳具有导热性， 所述热导元件通过所述延伸部分提供 连接所述电极堆栈和所述密封的外壳的热导通路。 0009 优选地， 所述延伸部分不在所述锂离子袋装电池具有导电极耳的一侧。 0010 优选地， 在内部的热导元件的延伸部分， 外部的热控制元件在电池两侧压紧所述 电池外壳， 使经所述电池外壳在所述电极堆栈和所述外部的热控制元件之间形成热导路 径。。
12、 0011 优选地， 所述热导元件由所述电极堆栈中的一个或多个电极延伸超出所述电极堆 栈形成 ； 更优选地， 在所述电极堆栈中的形成所述热导元件的一个或多个电极的延伸部分 包括裸金属箔。 0012 优选地， 所述延伸部分超出所述电极堆栈 1-20mm。 0013 优选地， 所述热导元件的材料包括铝和 / 或铜。 0014 第二方面， 本发明提供了一种电池模块， 所述电池模块包括电池框架和一个或多 个如上所述的锂离子袋装电池， 所述电池框架包括热控制元件， 所述热控制元件在所述电 池的边缘经所述密封的外壳压紧所述热导元件的所述延伸部分， 以在所述电极堆栈和电池 外部的所述热控制元件之间形成热导路。
13、径。 0015 本发明的锂离子袋装电池和电池模块， 通过以延伸超过电极堆栈并完全包括在密 封的袋装电池内的热导的延伸部分提供从内部的电极堆栈到袋装电池的外部的热导通路， 能够增加对于袋装电池温度的热控制能力， 减小电池的温差、 监测电池内部温度、 实现电池 的快速冷却、 增强电池和模块的安全性 ； 且本发明能够改进电池和模块的热管理， 而无需穿 过袋装电池密封的额外的元件， 不影响电池的能量密度、 性能和寿命 ； 制造难度小。本发明 的锂离子袋装电池和电池模块能够提供极强的热控制和安全性， 可广泛应用于电池生产。 0016 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说。
14、明 0017 图 1 为本发明的锂离子袋装电池的侧剖视图。 0018 图 2 为本发明的锂离子袋装电池的前视图和其他可能的结构示例。 0019 图 3 为热导通路和电池模块的示意图。 0020 图 4 为阴极电极和具有热导的延伸部分的阴极电极的示意图。 0021 图 5 为阳极电极和具有热导的延伸部分的阳极电极的示意图。 说 明 书 CN 103972581 A 4 3/7 页 5 0022 图 6 为本发明的电池组件。 0023 图 7 为本发明的电池的电压曲线和循环数据。 0024 图 8 为本发明的电池的热分布。 0025 附图标记说明 0026 1 电极 ； 2 电极堆栈 ； 3 热导。
15、元件 ； 4 密封的外壳 ； 5 密封区域 ； 6 极耳 ； 7 掐住区域 ； 8 散热设备 ； 9 框架。 具体实施方式 0027 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 0028 一方面， 本发明提供了一种锂离子袋装电池， 该锂离子袋装电池包括密封的外壳 4 和位于所述密封的外壳4内的电极堆栈2和热导元件3， 热导元件3包括一个或多个延伸超 出所述电极堆栈 2 的热导的延伸部分， 密封的外壳 4 具有导热性， 热导元件 3 通过延伸部分 提供电极堆栈 2 和密封的外壳 4 之间的热导通路。 0029 。
16、本发明旨在在锂离子袋装电池内部设置热导元件 3 以提供增强的锂离子袋装电 池的热控制， 因此， 对于锂离子袋装电池的其他构件无特殊要求， 可以为本领域常用的锂离 子袋装电池的常规设置。因此， 本领域技术人员应该理解的是， 电极堆栈 2 即是由至少一个 阴极电极和至少一个阳极电极相互间非电导连接和层压形成。 0030 本发明中， 对于热导元件 3 的大小、 形状均无特殊要求， 只要其包括超出所述电极 堆栈 2 的延伸部分即可， 对于热导元件 3 的材料， 只要是具有导热性的材料即可， 为了更好 地发挥热导元件 3 的导热性， 热导元件 3 的材料优选包括铝和 / 或铜。 0031 对于热导元件 。
17、3， 可以由各种方式形成， 使得热导元件 3 在电池运作期间能够通过 延伸部分热导连接电极堆栈2和密封的外壳4。 例如， 热导元件3可以为由热导材料形成的 片状结构， 该片状结构与电极堆栈2中的一个或多个电极1热导接触， 并包括延伸超出电极 堆栈 2 的一个或多个延伸部分， 在电池运作期间， 延伸部分与密封的外壳 4 热导接触 ； 在本 发明的另一种实施方式中， 用热导材料从电极堆栈 2 中的一个或多个电极 1 的侧面包裹该 电极 1 使被包裹的电极 1 延伸超出电极堆栈 2 形成热导元件 3 ； 在本发明的另一种实施方 式中， 可以由电极堆栈 2 中的一个或多个电极 1 延伸超出电极堆栈 2。
18、 形成热导元件 3。优选 地， 电极 1 的延伸部分是电极集流箔， 优选为不覆有电极活性材料的裸箔。为了方便设置且 不增加多余的部件， 优选情况下， 热导元件 3 由电极堆栈 2 中的一个或多个电极 1 延伸超出 电极堆栈 2 形成。 0032 图 1 提供了本发明的一种实施方式的电池的侧剖视图。如图 1 所示， 电极堆栈 2 中的一个电极 1 延伸超出电极堆栈 2 形成了热导元件 3。本领域技术人员应该理解的是， 延伸部分为热导元件 3 的一部分， 延伸部分也在密封的外壳 4 内。在图 1 中， 电池外壳通过 环绕铝层压袋的边界形成密封区域5而形成， 仅有正极和负极极耳6穿过密封到袋的外部。。
19、 如本领域技术人员所公知， 锂离子袋装电池包括极耳 6， 锂离子袋装电池中除了极耳 6 穿过 密封的外壳 4 外， 热导元件 3 和电极堆栈 2 都完全位于密封的外壳 4 内。 0033 根据电池的具体的热控制要求， 本发明可以包括一个或多个延伸超出电极堆栈 2 的电极1并形成热导元件3， 延伸的电极1可以为阴极电极， 也可以为阳极电极， 也可以即有 说 明 书 CN 103972581 A 5 4/7 页 6 阴极电极又有阳极电极。在优选的实施方式中， 延伸部分的数量是电极堆栈 2 中的电极 1 总数的一部分。例如， 每 10 个电极 1 中有 1 个电极 1 包括热导的延伸部分， 换言之，。
20、 10% 的 电极 1 包括热导的延伸部分。而且， 期望横跨整个电极堆栈 2 分布具有热导的延伸部分的 电极 1。例如， 在 40 层的电极堆栈 2 中， 具有延伸部分的电极 1 可以包括电极堆栈 2 中的每 第 5 个电极 1。在另一种实施方式中， 所有的具有延伸部分的电极 1 都位于电极堆栈 2 的相 同的区域， 例如都位于电极堆栈 2 的中心。可以根据应用的要求， 在电极堆栈 2 中选择本发 明的热导元件 3 的分布以最大化电池的热控制并使电池容易制造。 0034 本领域技术人员应该理解的是， 本发明的锂离子袋装电池的热导通路和电导通路 相互独立， 即本发明的锂离子袋装电池的热导通路不影。
21、响电导通路中阴极和阳极的连接关 系。当在热导元件 3 由电极堆栈 2 中的一个或多个电极 1 延伸超出电极堆栈 2 形成的优选 情况下， 锂离子袋装电池的热导通路和电导通路相互独立。对于实现阴极电极的延伸不接 触阳极电极、 阳极电极的延伸不接触阴极电极的具体方式例如可以采用锂离子袋装电池中 设置阴极电极和阳极电极的方式， 使得它们以最小量互相抵消， 具有设置的隔板使得电极 1 不电连接， 或者采用电池设计领域中本领域技术人员所公知的一些其它常规方式。 0035 本发明中， 对于延伸部分所在的位置 （即延伸的方向） 或延伸部分的数量无特殊要 求， 延伸部分 3 可以沿着电极堆栈 2 四周的任意方。
22、向延伸并且多于一个方向。另外， 对于延 伸部分的大小和厚度也无特殊要求， 大小可以根据电池的具体的热控制要求设定或依据电 池尺寸限定。图 2 说明了包括一个或多个具有热导的延伸部分的电极 1 的电极堆栈 2 的不 同的可能的结构。本发明的电池可以包括一个或多个这些可能的热导的延伸的方向和设 计。图 2 中图 2A） 为延伸部分 3 沿着电极堆栈 2 的一侧的整个长度设置 ； 图 2B） 为延伸部 分 3 位于电极堆栈 2 的两侧的部分 ； 图 2C） 为延伸部分 3 位于电极堆栈 2 的与极耳 6 相对 的一侧 ； 图 2D） 为延伸部分 3 沿着电极堆栈 2 的两侧的全长及沿着与极耳 6 相。
23、对的电极堆 栈 2 的基底设置。延伸部分 3 尽管要与极耳 6 的实际区域分离， 但延伸部分 3 也可以位于 极耳 6 所在的一侧。而且， 本领域技术人员应该理解的是， 在锂离子袋装电池中， 极耳 6 有 散热的效应， 因此， 为了平衡极耳6的冷却效应， 优选情况下， 延伸部分包括沿与极耳6相对 的方向延伸超出电极堆栈 2 的部分， 即如果将设置极耳 6 的一侧称为顶端， 则优选情况下， 延伸部分包括朝向锂离子袋装电池的底端延伸超出电极堆栈 2 的部分， 如图 2D） 所示。 0036 本发明中， 对于延伸部分与密封的外壳 4 热导连接的方式无特殊要求， 为了获得 更好的热控制效果， 优选情况。
24、下， 从锂离子袋装电池的外部经密封的外壳 4 掐住整个延伸 部分 3（ “掐住区域 7” ） ， 使延伸部分与密封的外壳 4 热导连接， 如图 2 和图 3 所示。 0037 在本发明中， 当锂离子袋装电池中包括一个以上相同类型的电极 1 延伸形成的热 导元件 3 时， 不要求所有的延伸部分都被焊接在一起并附于一个极耳 6， 即多层的延伸部分 可以在密封的外壳 4 内保持宽松存在， 本领域技术人员也应该理解的是， 为了减小额外的 体积， 可以按照锂离子袋装电池中折叠电极层的标准的和常规的方法折叠延伸部分， 当从 锂离子袋装电池的外部经密封的外壳 4 压紧或掐住整个延伸部分使延伸部分与密封的外 。
25、壳 4 热导连接的优选情况下， 这些多层的延伸部分被压紧。 0038 本发明中， 对于延伸部分延伸超出电极堆栈 2 的长度无特殊要求， 本领域技术人 员应该理解的是， 该长度即是指延伸部分的边缘到电极堆栈 2 的边缘的垂直距离。为了方 便设置又达到较好的热控制效果， 延伸部分优选延伸超出电极堆栈 2 为 1-20mm。 说 明 书 CN 103972581 A 6 5/7 页 7 0039 本发明中， 对于密封的外壳 4 无特殊要求， 例如， 可以采用本领域常用的铝层压 袋， 铝层压袋的具体结构如本领域所公知， 如图 2 所示， 铝层压袋包括容纳电极堆栈 2 的杯 区域和外部的密封区域 5。在。
26、本发明中， 除了极耳 6 穿过密封外壳外， 电极堆栈 2 和热导元 件 3 均完全位于密封外壳内。 0040 第二方面， 本发明提供了一种锂离子袋装电池的散热的结构和方法， 该结构和方 法包括 ： 0041 （1） 提供如上所述的锂离子袋装电池 ； 0042 （2） 在锂离子袋装电池外部用散热设备 8 热导连接所述密封的外壳 4。 0043 散热结构和方法如图 3 所示。优选情况下， 步骤 （2） 中， 在锂离子袋装电池外部经 密封的外壳 4 压紧或掐住延伸部分 3 以形成 “掐住区域 7” ； 为了充分利用延伸部分， 达到更 好的热控制效果， 更优选情况下， 掐住整个延伸部分， 在掐住处用散。
27、热设备 8 热导连接密封 的外壳 4， 如图 3 所示。 0044 本发明中， 散热设备8可以通过热导材料与密封的外壳4热导连接， 对于热导材料 无特殊要求， 只要具有导热性即可， 例如可以为金属条、 热导聚合物等。即用热导材料经密 封的外壳 4 掐住延伸部分， 然后热导材料与散热设备 8 热导连接。 0045 本发明中， 对于散热设备 8 无特殊要求， 可以采用本领域常用的各种散热设备 8， 在某种意义上说， 上述的热导材料本身即可作为一种散热设备 8， 如图 3 所示。这些热导材 料也可以是空心的， 并且其中含有流动的冷却液以带走热量。 0046 第三方面， 本发明提供了一种电池模块， 该。
28、电池模块包括框架 9 和一个或多个如 上所述的锂离子袋装电池， 框架 9 在锂离子袋装电池外部支撑锂离子袋装电池， 如图 3B） 所 示。 0047 本发明中， 对于框架 9 支撑锂离子袋装电池的方式无特殊要求， 可以采用本领域 常用的各种方式， 例如， 框架 9 可以通过夹或捏把持住袋装电池， 可以在电池边缘的整个周 边夹或捏电池， 也可以在电池边缘和 / 或面的某些点夹或捏电池。 0048 本发明中， 优选地， 框架9经密封的外壳4掐住延伸部分， 为了充分利用延伸部分， 达到更好的热控制效果， 更优选情况下， 掐住整个延伸部分， 框架 9 优选包括散热设备 8， 散 热设备 8 在掐住处与。
29、密封的外壳 4 热导连接。 0049 如前所述， 散热设备8可以通过热导材料与密封的外壳4热导连接， 对于热导材料 无特殊要求， 只要具有导热性即可， 例如可以为金属条、 导热聚合物等。即用热导材料经密 封的外壳 4 掐住延伸部分， 然后热导材料与散热设备 8 热导连接。对于散热设备 8 无特殊 要求， 可以采用本领域常用的各种散热设备， 在某种意义上说， 上述的热导材料本身即可作 为一种散热设备 8， 如图 3 所示。 0050 本发明中， 热导材料经密封的外壳 4 掐住延伸部分以形成电极 1 的热量经延伸部 分、 密封的外壳 4 到热导材料传递的热导路径， 如图 3 所示。 0051 在本。
30、发明中， 当锂离子袋装电池包括一个以上相同类型的电极 1 延伸形成的热导 元件 3 时， 不要求所有的延伸部分都被焊接在一起并附于一个极耳 6， 即多层的延伸部分可 以在密封的外壳 4 内保持宽松存在， 本领域技术人员也应该理解的是， 为了减小额外的体 积， 可以按照锂离子袋装电池中折叠电极层的标准的和常规的方法折叠延伸部分， 当在框 架 9 经密封的外壳 4 掐住延伸部分的优选情况下， 这些多层的延伸部分被压紧。 说 明 书 CN 103972581 A 7 6/7 页 8 0052 实施例 0053 以下将结合实施例详细描述本发明的锂离子袋装电池， 这些实施例仅为了更好地 理解本发明， 并。
31、不旨在限制本发明的范围。 0054 实施例 1 ： 具有内部的热导的延伸部分的 10Ah 的锂离子袋装电池的结构和性能 0055 在该实施例中， 制造本发明的锂离子袋装电池。使用常规的锂离子电池材料根据 常规的方法制备阴极电极。 阴极集流器为覆有Li(NiCoMn)O2或NCM(111)活性材料、 碳基导 电添加剂和 PVDF 粘结剂的层压浆液的铝箔。一旦干燥即形成阴极电极。通过用石墨化碳 和 PVDF 粘结剂的层压浆液涂覆铜箔集流体制备阳极电极。一旦干燥即形成阳极电极。图 4A) 和图 5A) 分别示出了为电池装配准备好的标准的阴极电极和阳极电极。在电极 1 顶端 的裸箔区域用于连接电极 1。
32、 和导电的极耳 6。图 4B) 和 5B) 分别示出了制备好的具有裸箔 集流体的延伸部分的阴极电极和阳极电极。在阴极电极的情况下， 铝集流体沿着电极 1 的 左手侧的长度延伸。裸露或未涂覆的延伸部分大约为 15mm 宽。在阳极电极的情况下， 铜集 流体沿着电极 1 的右手侧的长度和电极 1 的基底 （相对于极耳 6 区域） 延伸。裸露或未涂覆 的延伸部分大约为 15mm 宽。 0056 使用 Z- 折叠结构组装电池， 其中， 隔离板以 “Z” 型位于电极 1 之间分离每个电极 层， 用隔离板的连续包裹交替堆叠阳极电极和阴极电极。 总计41个阳极电极和40个阴极电 极用于制备电池。在该实施例的电。
33、池中， 40 个阴极电极中的 4 个为具有延伸部分的阴极电 极， 41 个阳极电极中的 5 个为具有延伸部分的阳极电极。具有延伸部分的阴极电极为分布 在电极堆栈 2 中的第 8、 16、 24 和 32 层， 具有延伸部分的阳极电极为分布在电极堆栈 2 中的 第 4、 12、 20、 28 和 36 层。图 6 示出了本实施例的装配的前视图。在组装的电极堆栈 2 中， 5 层铜箔阳极延伸部分延伸超出电极堆栈 2 并被收集到相对于极耳 6 的电极堆栈 2 的左侧。 4层铝箔阴极延伸部分延伸超出电极堆栈2并被收集到相对于极耳6的电极堆栈2的右侧。 0057 电池填充有常规的锂离子电池的电解液， 电。
34、解液含有 LiPF6盐和混合的碳酸盐溶 剂， 电解液真空密封于铝层压袋内， 仅有极耳 6 穿过密封。在密封之后延伸部分完全包括在 袋内。提供期望的电容 （ 10Ah） 和循环寿命形成并循环电池。图 7A) 示出了第一次充电 / 放电循环的电压曲线。图 7B) 示出了以 1C（9A） 充电率和 5C（45A） 放电率的电池的 循环性能。 0058 实施例 2 ： 用内部的热导的延伸部分冷却 10Ah 的锂离子袋装电池 0059 在该实施例中， 以2C率 （20A） 放电实施例1的电池， 分别用和不用热导的延伸部 分冷却电池， 同时监测电池表面和电池的阳极极耳 6 处的温度。两个热电偶分别附于电池。
35、 的一侧的表面的中间 （D） 以及电池的阳极极耳 （C） 以在循环过程中连续监测电池的温度。 由于阳极极耳直接热连接到电极堆栈 2， 因此以阳极极耳的温度代表电池的内部温度， 电池 表面的温度代表整体电池温度。图 8A) 示出了电池以及热电偶在电池表面 （D） 的位置和在 电池的阳极极耳 （C） 的位置的照片。 0060 第一次测试， 将电池置于热绝缘表面。在测试期间不使用外部的冷却设备冷却电 池。以 1C 率 （10A） 给电池充电， 并以开放电路休止 1 小时。然后以 2C 率或 20A 放电。 图 8B) 示出了放电电压曲线 A 以及在放电循环过程中电池表面的相应的温度升高 D 和阳极 。
36、极耳 6 的相应的温度升高 C。电池表面的峰温度为 62， 阳极极耳 6 的峰温度为 70。这 相当于电池表面的温度升高 32， 阳极极耳 6 的温度升高 40。如果电池不具有任何的电 说 明 书 CN 103972581 A 8 7/7 页 9 极 1 延伸部分， 则温度的升高代表了预期的温度升高。 0061 下一次测试， 两个小的 1/4 英寸厚的铝板用作散热设备 8 并仅通过掐住包括阳极 电极延伸部分的袋装电池区域附于电池的底部边缘。 通过螺钉拧紧压在两个铝板间的袋装 电池的边缘固定铝板。这样在电池底部经铝层压包装将阳极电极延伸部分压紧在一起， 使 之与外部的热控制元件或散热设备 8 接。
37、触。来自冷却液储液罐 （ 10C） 的水循环流经仅一 个铝板中的孔， 并且水流动先于电池放电 5 分钟开始。然后按照第一次测试没有任何边缘 冷却所述的相同方式对电池进行充电和放电。图 8B) 示出了放电电压曲线 B 以及在放电循 环过程中电池表面的相应的温度升高 F 和阳极极耳 6 的相应的温度升高 E。电池表面的峰 温度为 43， 阳极极耳 6 的峰温度为 55。这相当于电池表面的温度升高 14， 阳极极耳 6 的温度升高 26。 0062 在放电过程中电池温度升高的比较说明了在测试条件下使用阳极电极延伸部分 冷却电池导致的温度升高比不使用冷却的对照测试少14。 如果实施例1的电池的另一边 。
38、缘或所有边缘包括用于冷却电池的电极 1 延伸部分， 将能够预期相似的结果。 0063 比较上述实施例和比较实施例， 能够看出根据本发明的锂离子袋装电池能够通过 包括延伸超出电极堆栈 2 的延伸部分的热导元件 3 迅速被冷却。 0064 根据本发明的锂离子袋装电池、 冷却方法及电池模块， 通过包括延伸超出电极堆 栈 2 的延伸部分的热导元件 3， 能够减小电池温度的差异、 监测内部电池温度、 快速冷却电 池、 增加电池和模块的安全性， 并且无需添加额外的极耳 6， 使得不影响电池的能量密度、 性 能和寿命， 并且易于制造。 根据本发明的锂离子袋装电池、 冷却方法和电池模块能够提供极 大的热控制和。
39、安全性， 并且能够广泛用于电池生产。 0065 尽管为了说明的目的已经公开了本发明的实施方式， 但应该理解的是本发明并不 限于此， 本领域技术人员应该意识到没有脱离本发明的范围和精神的各种变型、 添加和替 换都是可能的。 0066 因此， 任何和所有的修改、 变更或等效安排都应该在本发明的范围内， 本发明的具 体范围由随附权利要求公开。 说 明 书 CN 103972581 A 9 1/7 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 10 2/7 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 11 3/7 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 12 4/7 页 13 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 13 5/7 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 14 6/7 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 15 7/7 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 103972581 A 16 。