[发明专利]一种圆柱形锂离子电池及其设计方法

摘要

一种圆柱形锂离子电池，包括电池单体以及贴设于电池单体上的若干肋片，所述肋片的厚度为0.1～2mm，高度为0.5～4mm，间距为1～3mm，电池的整体体积相对于电池单体的体积增加小于3％，其设计方法包括以下步骤：确定所要优化的圆柱形锂离子电池单体的产热Q₀；将产热Q₀作为热源，对电池单体添加肋片进行模拟分析，确定肋片的最优结构；以及用最优结构的肋片封装电池单体，形成本发明的圆柱形锂离子电池，电池整体体积基本无变化且大幅提升电池的自身散热，保证电池的使用安全与使用寿命。

主权项

1.一种圆柱形锂离子电池的设计方法，包括以下步骤：确定所要优化的圆柱形锂离子电池单体的产热Q0；将产热Q0作为热源，对电池单体添加肋片进行模拟分析，确定肋片的最优结构，所述肋片呈环形，环套于电池单体的外壳上并沿电池单体的轴向均匀间隔设置；以及用最优结构的肋片封装电池单体，形成圆柱形锂离子电池；对电池单体添加肋片进行模拟分析是在有限元分析软件中建立电池单体的热模型，将产热Q0作为热源，模拟肋片的厚度、高度、间距在一定范围内，电池单体以不同倍率放电至放电截止电压的温度变化，以及电池的整体体积的变化，选取温度变化相对于没有肋片降低30％且体积增加小于3％的肋片厚度、高度、间距；所述将产热Q0作为热源，对电池单体添加肋片进行模拟分析，确定肋片的最优结构的步骤包括：初始以肋片间距为2mm、高度为1mm为基础，模拟肋片厚度在0.1～2mm情况下，电池以不同倍率放电至放电截止电压的温度变化，以及电池的整体体积随肋片厚度的变化，经模拟选取出肋片的选定厚度，所述选定厚度为0.1～2mm；之后，将肋片厚度调整为选定厚度，保持肋片间距为2mm不变，模拟肋片的高度在0.5～4mm情况下，电池以不同倍率放电至放电截止电压的温度变化，以及电池的整体体积随肋片高度的变化，经模拟选取出肋片的选定高度，所述选定高度为0.5～4mm；再之后，将肋片高度调整为选定高度，肋片厚度保持为选定厚度，模拟肋片间距在1～3mm情况下，电池以不同倍率放电至放电截止电压的温度变化，以及电池的整体体积随肋片间距的变化，经模拟选取肋片的选定间距，所述选定间距为1～3mm；如此即得到肋片的最优结构。