一种具有温度调节结构的锂离子电池

摘要

本发明公开了一种具有温度调节结构的锂离子电池，包括有电池电芯（10），所述电池电芯（10）上设置有一层或者多层导热片（4）。本发明公开的一种具有温度调节结构的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以对电池内部的温度进行有效调节，保证电池始终工作在正常温度下，进而提高电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

权利要求

1.一种具有温度调节结构的锂离子电池，其特征在于，包括有电池电芯(10)，所述电池电芯(10)上设置有多层导热片(4)；所述电池电芯(10)包括有多层正极片(1)，每层所述正极片(1)的外侧设置有至少一层负极片(3)，每层所述正极片(1)和负极片(3)之间设置有一层或多层隔膜(2)；所述导热片(4)设置于所述负极片(3)的外部，所述导热片(4)和负极片(3)之间设置有一层或多层隔膜；所述导热片(4)上设置有一个或者多个绝缘胶带(5)，所述导热片(4)上安装有热电偶；所述导热片(4)至少有一端突出于所述电池电芯(10)的外部，所述导热片(4)与加热组件和/或冷却降温组件相连接。

2.如权利要求1所述的具有温度调节结构的锂离子电池，其特征在于，所述导热片(4)横向贯穿于所述电池电芯(10)，所述导热片(4)的左右两端突出于所述电池电芯(10)的左右两侧壁。

3.如权利要求1或2所述的具有温度调节结构的锂离子电池，其特征在于，所述加热组件为正温度系数PTC加热片或者加热电阻丝。

4.如权利要求1或2所述的具有温度调节结构的锂离子电池，其特征在于，所述冷却降温组件为一个或者多个风扇。

5.如权利要求4所述的具有温度调节结构的锂离子电池，其特征在于，所述导热片(4)与所述一个或者多个风扇所在空间相连通。

说明书

一种具有温度调节结构的锂离子电池

技术领域

[0001] 本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种具有温度调节结构的锂离子电池。

背景技术

[0002] 锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，作为能将电能和化学能相互转化的二次化学电源，被视为电力储能系统的热门候选技术之一。自诞生以来，其应用领域不断扩大，获得迅速的发展。目前，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动工具、电动自行车以及电动汽车等大型电动设备方面，因此，目前对锂离子电池的安全性能要求越来越高，如何提高电池安全性能是目前各大电池厂家研究的主要方向。

[0003] 随着锂离子电池应用技术的不断推广，对锂离子电池性能也提出了更高的要求，不但需要电池具有较长的循环寿命、较高的能量密度、功率密度，而且需要开发的锂离子电池具有较宽的温度使用范围和良好的安全性能。

[0004] 但是，由于目前锂离子电池的材料体系受限，不能使锂离子电池同时具有良好的高、低温性能，同时锂离子电池在温度过高时，锂离子电池性能会加速劣化，甚至存在安全隐患。因此，通过外部辅助手段调节电池内部温度，提高电池性能和使用寿命，已成为目前各大电池厂家发展的主要方向。

[0005] 因此，目前迫切需要开发出一种锂离子电池，它可以对电池内部的温度进行有效调节，保证电池始终工作在正常温度下，进而提高电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有温度调节结构的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以对电池内部的温度进行有效调节，保证电池始终工作在正常温度下，进而提高电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

[0007] 为此，本发明提供了一种具有温度调节结构的锂离子电池，包括有电池电芯，所述电池电芯上设置有一层或者多层导热片。

[0008] 其中，所述导热片设置于所述电池电芯的内部、顶部和/或底部，所述导热片至少有一端突出于所述电池电芯的外部。

[0009] 其中，所述导热片横向贯穿于所述电池电芯，所述导热片的左右两端突出于所述电池电芯的左右两侧壁。

[0010] 其中，所述导热片上还安装有热电偶。

[0011] 其中，所述导热片与加热组件和/或冷却降温组件相连接。

[0012] 其中，所述导热片与正温度系数PTC加热片或者加热电阻丝相连接。

[0013] 其中，所述导热片与所述一个或者多个风扇所在空间相连通。

[0014] 其中，所述导热片上设置有一个或者多个绝缘胶带。

[0015] 其中，所述电池电芯包括有多层正极片，每层所述正极片的外侧设置有至少一层负极片，每层所述正极片和负极片之间设置有一层或多层隔膜；

[0016] 所述导热片设置于所述负极片的外部，所述导热片和负极片之间设置有一层或多层隔膜。

[0017] 由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种具有温度调节结构的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以对电池内部的温度进行有效调节，保证电池始终工作在正常温度下，进而提高电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

附图说明

[0018] 图1为本发明提供的一种具有温度调节结构的锂离子电池的外观结构示意图；

[0019] 图2为多个本发明提供的一种具有温度调节结构的锂离子电池叠加放置在一起时的结构示意图；

[0020] 图3为本发明提供的一种具有温度调节结构的锂离子电池中导热片的结构示意图；

[0021] 图4为本发明提供的一种具有温度调节结构的锂离子电池一种具体实施例的结构示意简图；

[0022] 图中，1为正极片，2为隔膜，3为负极片，4为导热片，5为绝缘胶带，10为电池电芯。

具体实施方式

[0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0024] 参见图1、图2，本发明提供了一种具有温度调节结构的锂离子电池，包括有电池电芯10，所述电池电芯10为叠片式电池电芯，所述锂离子电池优选为软包装锂离子电池。

[0025] 在本发明中，参见图1、图2，所述电池电芯10上横向贯穿设置有一层或者多层导热片4，所述导热片4的左右两端突出于所述电池电芯10的左右两侧壁。

[0026] 具体实现上，需要说明的是，所述导热片4可以贯穿设置于所述电池电芯10的内部，也可以设置于电池电芯10的顶部和/或底部。需要说明的是，所述导热片4根据电池生产厂家和用户的要求，可以只是设置于电池电芯10的中部，也可以同时设置有电池电芯10的顶部和/或底部。

[0027] 还需要说明的是，所述导热片4不限于左右两端突出于所述电池电芯10的左右两侧壁，还可以是前后两端突出于所述电池电芯10的外部，此外，还可以是所述导热片4至少有一端突出于所述电池电芯10的外部，只要有不少于一端突出于所述电池电芯10的外部即可，从而方便与加热组件和/或冷却降温组件相连接，方便进行热传递，从而实现对锂离子电池内部的温度进行调节。

[0028] 在本发明中，所述导热片4上还安装有热电偶，因此，本发明可以对电池电芯内部温度进行精确测量，及时告知用户当前电池的温度值，从而根据温度值的高低，对应地对导热片4通过外部干预手段（例如加热电阻丝和外部风扇）进行冷却操作或加热操作，实现及时有效地对电池内部的温度进行调节，保证锂离子电池的良好使用性能。

[0029] 需要说明的是，热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

[0030] 在本发明中，具体实现上，所述导热片4可以与加热组件和/或冷却降温组件相连接，例如，所述导热片4可以与作为加热组件的正温度系数（Positive Temperature Coefficient，PTC）加热片相连接，对于PTC加热片，其温度可以通过控制所通电电流的大小来实现，因此可以通过控制PTC加热片的通电电流的大小，控制PTC加热片的温度，从而将热量通过导热片4传递到电池电芯10中，从而对锂离子电池内部的温度进行调节。此外，所述加热组件还可以为加热电阻丝等其他可以产生热量的组件。

[0031] 具体实现上，所述冷却降温组件可以为任意一个可以进行降温的组件，例如可以包括一个或者多个风扇，所述导热片4与所述一个或者多个风扇所在空间相连通，从而可以将所述风扇工作时所形成的冷空气气流可以吹入到导热片4，从而可以对电池电芯10进行热传递降温，将电池电芯10内部的热量释放出来，最终起到对锂离子电池进行散热冷却的作用。

[0032] 在本发明中，所述导热片4上设置有一个或者多个绝缘胶带5，例如，参见图3所示，所述导热片4的左右两端分别设置有一个所述绝缘胶带5，这时，可以通过热复合，使绝缘胶带5与电池电芯包装膜（例如铝塑膜）热封在一起。

[0033] 需要说明的是，所述导热片4可以采用容易导热的材质制成，例如可以为采用非金属材质或者金属材质制成，具体实现上，所述导热片4优选为铝质导热片。

[0034] 具体实现上，所述绝缘胶带5可以为高分子材料制成，所述绝缘胶带5的材质可以包括聚丙烯、聚乙烯、改性聚丙烯和改性聚乙烯中的一种或者多种，即可以为聚丙烯、聚乙烯、改性聚丙烯和改性聚乙烯中的一种或者多种物质的混合物。

[0035] 具体实现上，所述绝缘胶带5的厚度优选为0.02~0.5mm（毫米），所述导热片4的厚度优选为0.01~2mm（毫米）。

[0036] 参见图4所示，在本发明中，具体实现上，所述电池电芯10包括有纵向间隔对称设置的多层正极片1，每层所述正极片1的外侧设置有至少一层负极片3，每层所述正极片1和负极片3之间设置有一层或者多层隔膜2。

[0037] 需要说明的是，在所述电池电芯10内，所述多层正极片1可以不是纵向间隔对称设置在所述电池电芯10内，只需要满足每层所述正极片1的外侧设置有一层负极片3，每层所述正极片1和负极片3之间设置有一层隔膜2即可。

[0038] 在本发明中，具体实现上，所述导热片4可以设置于所述负极片3的外部，所述导热片4和负极片3之间设置有一层或多层隔膜。

[0039] 在本发明中，具体实现上，所述每层正极片1纵向对称设置，所述每层负极片3纵向对称设置，所述正极片1和负极片3为呈横向分布的极片。

[0040] 需要说明的是，与现有技术相比，本发明提供的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以解决锂离子电池在大电流放电或者电池在滥用等情况时所造成的锂离子电池内部温度过高，造成电池鼓胀变形等安全隐患问题。同样也可以有效解决锂离子在低温情况下电池阻抗增加和性能劣化问题。

[0041] 对于本发明，由于在电池电芯10内部设有导热装置（即导热片），与现有技术相比，在对电池采用冷却或加热时，可以通过对导热片的温度调节，及时、有效的对电池内部的温度进行调节，从而将电池工作过程中产生的热量可以通过导热片4及时散发出去实现冷却降温，以及将外部温度传递到电池电芯10中，对电池电芯10进行加热，从而保证了锂离子电池的正常使用，延长了锂离子电池的使用寿命。

[0042] 此外，还需要说明的是，对于本发明，本发明由于在电池电芯内部设有导热装置，可以在导热片4上进一步安装有热电偶，从而对电池内部温度进行精确测量，并通过外部干预手段（例如加热电阻丝和外部风扇）可以及时、有效的对电池内部的温度进行调节，保证了锂离子电池良好的使用性能。

[0043] 综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种具有温度调节结构的锂离子电池，其性能稳定可靠，可以对电池内部的温度进行有效调节，保证电池始终工作在正常温度下，进而提高电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

[0044] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。