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小米公布快充专利,电池散热问题是如何解决的?

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发表时间:2021-07-16 12:45
信息来源:热设计,凤凰网,集微网,IT之家

       2021年6月18日,北京小米移动软件有限公司公开“声音充电设备、储能设备和电子设备”发明专利,公开号CN112994199A,申请日期为2019年12月。本实施例中利用周围环境的声音即可给电子设备充电,无需用户寻找电源插座,降低充电难度,提升使用体验。可见小米在寻找手机充电技术这条道路上越走越远,这些年我们也见证了很多,从11年5W的小米1到10W的小米3,从此之后展开了对快充的探索。


在其中可能有人就质疑快充会不会伤电池了,电池损耗等散热方案什么的。集微网消息小米发明的电池进行快充时的散热方案,通过“内部均热,外部降温”的结构设计,在内置电池内部设置均热层,从产热源表面进行了均热,有利于内置电池整体温度的降低,同时也有效的降低了内置电池表面温度。

在电池技术领域,充电速度是用于移动终端的内置电池的一个重要性能指标,为了满足用户的**充电体验,电池的充电速率越来越快。与此同时,快速充电引起的热问题也越来越突出。

电池在充电时受电流密度分布,局部接触阻抗不均等综合因素的影响,电池表面的温度分布呈现不均匀的现象。局部温度过高的问题不仅影响电池的循环寿命等关键性能,而且热量集中的位置与电池保护板的温度感应器件距离较近时,充电阶段会快速进入整机的充电温度限制阶段,难以实现快速充电的技术目标。

目前,为了解决该问题,在一些方案中采用在电芯内部设置散热片的方式,对电池内部的热量进行散热传导,将热量散发到电池外部。但是这种技术仅仅能实现快速充电时内置电池的内部的热量均衡,不能有效地实现内置电池的整体温度的降低。

为此,小米在2019年9月29日申请了一项名为“移动终端的内置电池及制备方法”的发明专利(申请号:201910894587.8),申请人为北京小米移动软件有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看这项保障快充技术安全的方案吧。


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如上图,为该专利中发明的移动终端的内置电池的剖视图,该电池包括裸电芯101、电芯封装层102、均热层103以及降温层104。均热层设置在裸电芯与电芯封装层之间,可以对裸电芯散发的热量进行均热,其中,均热层的导热系数大于预设阈值。


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如上图,为这种内置电池的移动设备的正视图,包括有裸电芯201、电芯封装层202、均热层203和降温层204,降温层通常采用例如相变材料或者热电材料构成,热电材料是一种具有较大热电效应的材料,可以直接把热能转换为电能,或者直接由电能产生致冷作用。

在均热层上,通常使用石墨胶层作为均热层,其主要成分为石墨,颗粒度控制在50微米之内。当电池在充电时,热量自裸电芯向外扩散,均热层可以有效的与裸电芯接触,达到快速的均热作用,消除了局部温升过大的风险,从而使得热量传递到内置电池表面时温度均匀。

同时,均热层还具有一定的粘结性能,可以有效的将电芯封装层和裸电芯粘结起来,可取代目前电芯中常用的热熔胶层,不会造成电池空间的占用,有效的解决了散热结构的引入对电芯能量密度的损失。

以上就是小米发明的电池进行快充时的散热方案,这种“内部均热,外部降温”的结构设计,通过在内置电池内部设置均热层,从产热源表面进行了均热,有利于内置电池整体温度的降低。同时,通过内置电池外部的降温层,有效的降低了内置电池表面温度。


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