[實用新型]一種電池加熱膜及鋰離子動力電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022677139.3
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN213459887U
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊瑞;孫萬洲;楊瑞鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/625;H01M10/617;H01M10/658;H01M10/6551;H01M10/613;H01M10/6571;H01M10/6554;H01M10/64;A62C3/16
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

本實用新型實施例提供一種電池加熱膜及鋰離子動力電池，其中，電池加熱膜包括第一絕緣層、第一導(dǎo)熱層、第一發(fā)熱層、阻燃隔熱層、第二發(fā)熱層、第二導(dǎo)熱層和第二絕緣層，還包括設(shè)置于導(dǎo)熱層上的溫度傳感器。本技術(shù)方案可用于在低溫環(huán)境提升電池的低溫性能；同時通過設(shè)置于導(dǎo)熱層上的溫度傳感器可間接獲取電池中心溫度，有助于電池的安全控制。加熱膜中的阻燃隔熱層可以有效阻斷電池發(fā)生故障時熱量的異常擴散，避免出現(xiàn)大面積的熱失控事故。此外，當(dāng)電動汽車在正常運行過程中自身產(chǎn)生熱量使得電池組內(nèi)溫度過高時，導(dǎo)熱層可將過多的熱量導(dǎo)向性的導(dǎo)出，避免散熱不及時引發(fā)的熱量積累，實現(xiàn)對電池系統(tǒng)的降溫。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鋰離子動力電池領(lǐng)域，特別涉及一種電池加熱膜及鋰離子動力電池。

背景技術(shù)

低溫環(huán)境下，鋰離子動力電池性能急劇下降，特別是其可用容量的下降，極大地縮減了電動汽車的行駛里程。另外，在低溫環(huán)境下對鋰離子動力電池進行充電時，容易在負(fù)極發(fā)生析鋰，而析出的鋰金屬形成鋰枝晶后可能刺破隔膜使動力電池發(fā)生內(nèi)部短路，進而發(fā)生熱失控等安全問題。因此在低溫環(huán)境下使用電動汽車時，需首先對動力電池進行預(yù)加熱以使其達到合適的溫度。此外，動力電池模組中心溫度測量困難，為動力電池的精確熱管理控制帶來挑戰(zhàn)。

目前所提出的用于鋰離子動力電池的加熱膜主要由包括發(fā)熱體、絕緣膜在內(nèi)的多層組成。專利CN211265578U提出了一種用于圓柱電芯模組加熱的蛇形加熱板，該加熱膜由蛇形支撐板、PI加熱膜以及兩側(cè)的導(dǎo)熱墊組成。該加熱膜具備良好的加熱性能，可同時向位于其兩側(cè)的電芯加熱，但是該加熱膜不具備隔熱性能，同時具有較好的導(dǎo)熱性能，當(dāng)一只電芯發(fā)生熱失控時，會快速蔓延至周圍的電芯，引發(fā)大規(guī)模熱失控。專利CN111511051A公開了一種延長柔性加熱膜使用壽命的結(jié)構(gòu)，通過加裝散熱鋁板提高加熱的均勻性，但是鋁板與電池直接接觸，并無絕緣保護措施，可能引發(fā)電池的短路等故障。

實用新型內(nèi)容

為了改善上述問題，本實用新型的目的在于設(shè)計一種兼具加熱、隔熱和導(dǎo)熱功能的電池加熱膜，在實現(xiàn)鋰離子動力電池低溫下均勻快速加熱的同時具有較高的安全性，同時通過在其上設(shè)置溫度傳感器間接測量電池中心溫度，有助于進行更精確的熱管理控制。

為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本實用新型提供一種電池加熱膜，包括阻燃隔熱層、發(fā)熱層、導(dǎo)熱層及絕緣層；

所述發(fā)熱層包括第一發(fā)熱層和第二發(fā)熱層，所述第一發(fā)熱層和第二發(fā)熱層分別設(shè)置在所述阻燃隔熱層的兩側(cè)，所述第一發(fā)熱層和第二發(fā)熱層為PI加熱膜；

所述導(dǎo)熱層包括第一導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層，所述第一導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層分別設(shè)置在所述第一發(fā)熱層和第二發(fā)熱層的外側(cè)；

所述絕緣層包括第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層和第二絕緣層分別設(shè)置在所述第一導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層的外側(cè)；

所述第一導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層上均設(shè)置有與導(dǎo)熱層一體成型的極耳，所述極耳上設(shè)置有溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述極耳上安裝有溫度傳感器安裝部件，所述溫度傳感器固封于所述溫度傳感器安裝部件中。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器安裝部件的材料與導(dǎo)熱層的材質(zhì)相同，通過螺栓連接或焊接的方式與所述極耳連接。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)熱層和所述第二導(dǎo)熱層由高導(dǎo)熱系數(shù)鋁板制成，厚度為0.25mm；或者，

所述第一導(dǎo)熱層和所述第二導(dǎo)熱層由金屬層鎳片制成，厚度為0.3mm。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器為熱敏電阻或其他具有溫度測量能力的電子元器件。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器通過環(huán)氧樹脂固定于溫度傳感器安裝部件內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述電池加熱膜側(cè)邊設(shè)有用于給發(fā)熱層供電的正負(fù)極端子。