[實用新型]一種自加熱電池

有效

• 申請號: 202020408643.0
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN211530142U
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 婁豫皖;許祎凡;孟祎凡;李紫璇
• 申請（專利權）人: 上海比耐信息科技有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/617;H01M10/635;H01M10/643;H01M10/654;H01M10/653;H01M10/657;H01M10/0587;H01M10/04
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產權代理有限公司 11693
• 代理人: 王文生

本申請一種低溫自加熱電池,屬于電池技術領域。該電池包括鋁殼、鋁管、加熱絲、溫度傳感器、若干帶金屬圓筒的圓柱卷芯、電池支架、正極匯流片、負極匯流片、正極蓋板和負極蓋板；鋁殼內設有若干個圓柱卷芯，焊接成一個卷芯組；鋁殼與正極蓋板和負極蓋板焊接后形成相對密封的內部空間；加熱絲置于鋁管內部并且密封，避免與電池中的電解液接觸；溫度傳感器置于其他鋁管內且密封，避免與電池中的電解液接觸；若干卷芯的金屬圓筒管依次兩兩焊接在一起，并且再與裝有加熱絲和溫度傳感器的鋁管焊接在一起。該加熱系統結構簡單，安全可靠，在有效提升電池加熱速度的同時，還可有效降低電池內部的溫度梯度，提高電池內部的溫度均一性。

技術領域

本申請涉及一種低溫自加熱電池,屬于電池技術領域。

背景技術

溫度對于化學電源有著重要的影響，過低的溫度不僅會導致電池性能下降，無法正常工作，低溫下極化大，充電效率低，特別是對于鋰離子電池，低溫充電還會導致負極析鋰現象的發生，引起電池容量快速衰降，極端情況下甚至會引起正負極短路。因此為了讓電池在較低的溫度下正常工作，需要為電池配備加熱裝置，以提高電池的溫度。

從結構上講，目前的電池的加熱系統主要可以分為兩類：1)外部加熱；2)內部加熱，其中外部加熱又可以分為兩種類型：一種是與冷卻系統結合在一起；一種是直接采用電熱器進行加熱。內部加熱也同樣可以分為兩類：1)自加熱；2)外部電激發加熱。

相比于外部加熱，內部加熱有更快的加熱速度和更高的加熱速率，因此內部加熱方式對電池進行加熱也是同行關注的重要技術。但是內部加熱的控制機理相對比較復雜，并且一些內加熱的方法還存在一定的安全隱患。

實用新型內容

為了解決上述問題，本申請在發明人已有的大容量電池結構的基礎上，開發出匹配的自加熱系統。該加熱系統結構簡單，安全可靠，在有效提升電池加熱速度的同時，還可有效降低電池內部的溫度梯度，提高電池內部的溫度均一性。

本申請基于專利技術的大容量電池結構，開發出相應的加熱系統。具體包括，內嵌于電池鋁管間的加熱絲和溫度傳感器；溫度傳感器設置于遠離加熱絲的位置。由于由鋁管構成的結構網絡具有高效的傳熱性能，僅放置1～2個溫度傳感器即可。

在外部環境低于設定溫度值時，接通電池給內置加熱絲供電，通過加熱絲自動給電池加熱，加熱溫度達到設定溫度值后自動停止。自加熱控制的芯片及控制方式另外申請專利，不在本專利要求的范圍之內。

本申請設計的自加熱電池，包括鋁殼、鋁管、加熱絲、溫度傳感器、若干帶金屬圓筒的圓柱卷芯、電池支架、正極匯流片、負極匯流片、正極蓋板和負極蓋板。

鋁殼形狀不局限于圓柱形或方形，可設計為任意需要的形狀,鋁殼形狀為六邊形、橢圓形、圓柱形或方形的任意需要的形狀。

圓柱卷芯由卷芯體和包裹卷芯體的金屬圓筒管組成；圓柱卷芯為無極耳結構，卷芯的一端為正極鋁箔，另一端為負極銅箔。

鋁殼內設有若干個圓柱卷芯，圓柱卷芯正極端與正極匯流片進行焊接，負極端與負極匯流片進行焊接，如此焊接成一個卷芯組。

鋁殼與正極蓋板和負極蓋板焊接后形成相對密封的內部空間。

加熱絲置于鋁管內部并且密封，避免與電池中的電解液接觸。

溫度傳感器置于其他鋁管內且密封，避免與電池中的電解液接觸。

若干卷芯的金屬圓筒管依次兩兩焊接在一起，并且再與裝有加熱絲和溫度傳感器的鋁管焊接在一起。

加熱絲可以使用低功耗電能轉換效率高的材料制成。

溫度傳感器與控制電路板(圖中未畫出)電連接。溫度感測元件用于檢測電芯所處環境的溫度，以便控制電路板基于溫度值來控制電池對加熱絲的供電通斷。