[實用新型]基于可測量電池內部溫度裝置的鋁殼電池

有效

• 申請號: 201720154614.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN206758597U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 竇燕蒙;曹建建;王瑛;趙成龍;薛嘉漁
• 申請（專利權）人: 山東玉皇新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 張貴賓

（一）技術領域

本實用新型涉及電池生產技術領域，特別涉及一種基于可測量電池內部溫度裝置的鋁殼電池。

（二）背景技術

鋁殼技術已非常成熟，且對材料技術（如氣脹率、膨脹率等指標）要求不高，業內不存在技術壁壘；而軟包鋰離子電池目前尚有較多技術難題有待解決，尤其在電池循環膨脹指標上，大部分電芯廠仍未解決該問題。鋁殼電池制造自動化程度高于軟包鋰離子電池，因此，在一定程度上降低了人為因素對產品一致性影響，同時節省了人工成本。

鋁殼電池材料已完全國產化，而軟包鋰離子電池用鋁塑膜材料仍需進口，且鋁殼電池對電池材料技術要求低于軟包鋰離子電池，因此，在同等容量下整體材料成本比軟包鋰離子電池低10%左右。此外，鋁殼成品加工簡單，Pack可靠且成本優勢明顯。

單體鋰離子鋁殼電池由正極、負極、隔膜以及電解液和鋁殼組成。殼體主體采用優質的鋁合金型材，具有設計合理、結構堅固、外形美觀等特點。鋁殼電池由于本身結構的特性，電芯比較軟，同時卻有規整的堅固鋁殼骨架，卻又不利于電芯氣體的排出。鋁殼對SEI膜形成有影響，化成SEI膜的形成過程是鋁殼電池面臨主要問題之一，而SEI膜分解是反應熱的主要來源之一。由于接觸表面積鋁殼相對鋁塑膜較小，鋁殼比鋁塑膜的散熱效果也更差，外部測溫精確度也更差，電池的冷卻散熱不能直接進行，故鋁殼電池組散熱控制要求會更高。

電池的充放電過程的電化學反應是可逆反應，仍以磷酸鐵鋰材料為例。

磷酸鐵鋰材料電池反應方程式：

正極反應：LiFePO₄?Li_1-xFePO₄+xLi⁺+xe^-；

負極反應：xLi⁺+xe^-+6C?Li_xC₆；

總反應式：LiFePO₄+6xC?Li_1-xFePO₄+Li_xC₆。

放電過程，電池從左至右發生可逆反應，產生反應熱。其主要產熱反應包括：SEI膜分解，電解液分解，正極分解，負極與電解液反應，負極與粘結劑反應；還有電池內阻的存在也會產熱。反應熱主要來源SEI膜的分解，當前研究電池的熱管理系統，為了使電池組各單體電池之間溫度差異較小，溫度分布均勻，對于改善單體電池電化學性能，提高電池組充放電能力和使用壽命有積極意義。

鋁殼雖然導熱性良好，由于鋁殼外殼有一定厚度，外部溫度測量精確度不能保證。為了準確測量電池內部產熱分布，可以使用直接在電池內部進行溫度測量，直接獲取電池內部反應熱的第一時間的溫度反饋。為了避免電池內部熱量無法及時散出而堆積而產生的滯后性誤差，鋰離子電池內部電池熱測試裝置就是依此理論設計。

（三）發明內容

本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供了一種結構簡單，直接獲取電池內部反應熱的基于可測量電池內部溫度裝置的鋁殼電池。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種基于可測量電池內部溫度裝置的鋁殼電池，包括測量溫度的測試裝置和鋁殼，其特征在于：所述測試裝置為線路板固定熱敏電阻結構，熱敏電阻固定在線路板上的鑲嵌孔內，線路板上連接有導線；測試裝置夾持在芯包中間，且芯包兩側分別焊接有正極耳和負極耳，芯包位于鋁殼內，鋁殼頂端設置有封閉鋁殼的蓋板。

本實用新型涉及到的部件包括測試裝置和電池主體，測試裝置和芯包組合環境條件要符合所選電池工藝的要求。測試部件包括線路板，熱敏電阻探測器，導線等部件，電池主體為鋁殼電池，電池芯包組裝可以是卷繞等方式，卷繞分為多極耳和全極耳兩種型號。

本實用新型的更優技術方案為：

所述蓋板上設置有位置對稱的注液孔和導線孔。

芯包的裝配方式有兩種，一種是所述芯包為雙芯包，測試裝置夾持在雙芯包的中間，此處雙芯包的正極層數與單一單芯包層數相同，雙芯包的每個芯包層數可相應調整；所述芯包為單芯包，測試裝置插在單芯包內部，插入位置可根據需要靈活調整。

芯包實驗前也需烘烤（干燥溫度60℃-90℃，真空加熱，1h-2h換氮氣一次，時間10h-14h）和短路測試。