[實用新型]一種具備自加熱功能的固態(tài)電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820421195.0
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN208352497U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉永飛;江柯成
• 申請（專利權）人: 江蘇塔菲爾新能源科技股份有限公司;東莞塔菲爾新能源科技有限公司;深圳塔菲爾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/617;H01M10/647;H01M10/6571
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本實用新型屬于電池技術領域，尤其涉及一種具備自加熱功能的固態(tài)電池，包括電芯和容納電芯的外殼，所述電芯包括正極片、負極片、以及設置在正極片和負極片之間的固態(tài)電解質(zhì)層，所述正極片設置有正極耳，所述負極片設置有負極耳，該固態(tài)電池利用直接短路時的熱效應來實現(xiàn)其自加熱功能。相比于現(xiàn)有技術，本實用新型通過使固態(tài)電芯直接短路，利用短路時正負極片的電阻發(fā)熱來實現(xiàn)固態(tài)電池的自加熱功能，保證了固態(tài)電池在低溫環(huán)境下正常工作，優(yōu)化了電芯的結構設計，節(jié)省了成本，同時提升了固態(tài)電池組的能量密度。

技術領域

本實用新型屬于電池技術領域，尤其涉及一種具備自加熱功能的固態(tài)電池。

背景技術

傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為電解液。而鋰離子就像優(yōu)秀的運動員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程便完成了。

固態(tài)電池的原理與之相同，只不過其電解質(zhì)為固態(tài)。利用固態(tài)電解質(zhì)來替代電解液，不但可以有效地解決安全問題，還能夠緩解鋰枝晶造成的短路問題，從而可以采用高容量金屬鋰作為電池負極，有望提升鋰電池的能量密度。此外，固態(tài)電池能夠采用堆棧式的結構設計，可以大大簡化電池構造，從而進一步提升電池的能量密度。因此，同樣的電量，固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此，固態(tài)電池中由于沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節(jié)約了成本，還能有效減輕重量。

然而，固態(tài)電解質(zhì)電導率受環(huán)境溫度影響極大，低溫下電導率較低，導致固態(tài)電池在寒冷氣候條件下無法正常啟動。現(xiàn)有技術中通常采用外部加熱的方式來提升電池組的環(huán)境溫度，從而使固態(tài)電池正常工作。但該方案需要外接加熱源使得電池結構設計及BMS管理更加復雜、成本增加，且可靠性較差。

有鑒于此，確有必要對現(xiàn)有的固態(tài)電池作進一步的改進，以實現(xiàn)自供熱，提升固態(tài)電池的集成度，有效降低設計成本和熱管理成本。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于：針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種結構設計合理、BMS管理簡單、制造成本低且不損害電芯能量密度的可自加熱的固態(tài)電池。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下解決方案：

一種具備自加熱功能的固態(tài)電池，包括電芯和容納電芯的外殼，所述電芯包括正極片、負極片、以及設置在正極片和負極片之間的固態(tài)電解質(zhì)層，所述正極片設置有正極耳，所述負極片設置有負極耳，該固態(tài)電池利用直接短路時的熱效應來實現(xiàn)其自加熱功能。

需要說明的是，由于固態(tài)電池本身的電導率較低，同時又是針對低溫環(huán)境下的使用條件，短路電流很小；并且固態(tài)電池中不含有傳統(tǒng)液態(tài)電池易燃的有機電解液，因此，低溫下將正負極直接短接不會導致固態(tài)電池熱失控。

作為本實用新型所述的具備自加熱功能的固態(tài)電池的優(yōu)選方案，所述正極耳和所述負極耳之間通過通斷連接件連接或斷開。

需要說明的是，由于固態(tài)電池本身的電導率較低，同時又是針對低溫環(huán)境下的使用條件，短路電流很小；并且固態(tài)電池中不含有傳統(tǒng)液態(tài)電池易燃的有機電解液，因此，低溫下將正負極直接短接不會導致固態(tài)電池熱失控。

作為本實用新型所述的具備自加熱功能的固態(tài)電池的優(yōu)選方案，當固態(tài)電池進行自加熱時，所述通斷連接件處于連接狀態(tài)；當固態(tài)電池對外工作時，所述通斷連接件處于斷開狀態(tài)。

作為本實用新型所述的具備自加熱功能的固態(tài)電池的優(yōu)選方案，當固態(tài)電池加熱到設定溫度時，所述通斷連接件自動斷開；其中，設定溫度≥25℃。

作為本實用新型所述的具備自加熱功能的固態(tài)電池的優(yōu)選方案，所述正極片、所述負極片和所述固態(tài)電解質(zhì)層采用疊片的方式形成所述電芯。