CN105633507A - 一种锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种锂离子电池，包括裸电芯、裸电芯包裹层以及膜片加热器，所述裸电芯及所述膜片加热器均包裹在所述裸电芯包裹层内，所述膜片加热器包括第一绝缘层、第二绝缘层以及加热层，所述加热层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。本申请所提供的锂离子电池，将膜片加热器集成到电池内部，直接与裸电芯接触并对其进行加热，采用这种方式对裸电芯进行加热，降低了热量损耗，有效的提升了电池的加热效率，延长了电池的使用寿命。

Description

一种锂离子电池
技术领域
本申请涉及一种电池技术领域，尤其涉及一种集成了加热功能的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池处在20-40℃范围内时，其充放电性能最佳，使用寿命最长。而当电池处于低温环境时，则需要通过热管理系统的加热功能使电池温度回到最佳工作温度范围内。现有的热管理系统通常采用PTC加热器对外部液体进行加热，然后液体流通至电池包内将传热给电池包内的电池。液体在沿着流动路径流动时，热量会出现损耗，从而导致加热效率低，进而影响了电池的使用寿命。
发明内容
本申请提供了一种锂离子电池，其有效解决了现有的锂离子电池的热管理系统存在的加热效率低的问题。
本申请提供了一种锂离子电池，包括裸电芯、裸电芯包裹层以及膜片加热器，所述裸电芯及所述膜片加热器均包裹在所述裸电芯包裹层内，所述膜片加热器包括第一绝缘层、第二绝缘层以及加热层，所述加热层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。
进一步的，还包括裸电芯绝缘层，所述裸电芯包裹层包括壳体，所述裸电芯绝缘层设置在所述壳体内，所述壳体为金属硬壳。
进一步的，所述膜片加热器设置在所述裸电芯绝缘层的外侧面上，并与所述壳体的主平面相贴合；
或
所述膜片加热器设置在所述裸电芯绝缘层的内侧面上，并与所述裸电芯的主平面相贴合；
或
所述膜片加热器的所述第一绝缘层与所述第二绝缘层均与所述裸电芯绝缘层一体设置。
进一步的，所述裸电芯包裹层为铝塑膜，所述膜片加热器设置在所述铝塑膜与所述裸电芯之间；
或
所述膜片加热器的所述第一绝缘层与所述第二绝缘层均与所述铝塑膜一体设置。
进一步的，所述裸电芯包括多个单体裸电芯，所述膜片加热器包覆在每个所述单体裸电芯的外表面或设置在相邻的所述单体裸电芯之间。
进一步的，所述加热层包括加热元件，所述加热元件为丝状、条状、片状或粉状。
进一步的，所述加热层包括多个具有不同加热功率的加热区，优选的，各所述加热区的加热电阻不同。
进一步的，所述加热层包括加热元件，所述加热元件包括金属、半导体或导电复合材料。
进一步的，所述膜片加热器的阻值为1-15Ω。
进一步的，还包括顶盖、电连接接口、密封结构以及导线，所述密封结构设置在所述顶盖上，所述密封结构上设置出线孔，所述电连接接口与穿过所述出线孔的所述导线相连，所述导线与所述膜片加热器相连，所述导线与所述密封结构之间采用灌胶方式密封。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的锂离子电池，将膜片加热器集成到电池内部，直接与裸电芯接触并对其进行加热，采用这种方式对裸电芯进行加热，降低了热量损耗，有效的提升了电池的加热效率，延长了电池的使用寿命。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的硬壳锂离子电池的立体图；
图2为本申请实施例所提供的软包锂离子电池的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的膜片加热器的结构示意图一；
图4为本申请实施例所提供的膜片加热器的结构示意图二。
1、顶盖；2、电连接接口；3、密封结构；4、导线；5、膜片加热器；51、第一绝缘层；52、第二绝缘层；53、加热层；6、裸电芯绝缘层；7、壳体；8、裸电芯。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的锂离子电池的放置状态为参照。
如图2-4所示，本申请实施例提供了一种锂离子电池，包括裸电芯8、裸电芯包裹层以及膜片加热器5，裸电芯8及膜片加热器5均包裹在裸电芯包裹层内，膜片加热器5包括第一绝缘层51、第二绝缘层52以及加热层53，加热层53设置在第一绝缘层51和第二绝缘层52之间。其中，第一绝缘层51和第二绝缘层52的厚度均为0.08mm-0.15mm。现有的锂离子电池的热管理系统通常采用PTC加热器对外部液体进行加热，然后液体流通至电池包内将传热给电池包内的电池。液体在沿着流动路径流动时，由于流动路径长，涉及的相关零部件较多，降低了锂离子电池的空间利用率，而且在流动过程中热量会出现损耗，导致加热效率降低，影响电池的使用寿命。
锂离子电池还包括裸电芯绝缘层6，裸电芯包裹层包括壳体7，裸电芯绝缘层6设置在壳体7内，壳体7为金属硬壳，具体为不锈钢壳体或铝壳，对于硬壳电池，膜片加热器5可以设置在裸电芯绝缘层6的内侧面或外侧面上，即设置在壳体7与裸电芯绝缘层6之间或设置在裸电芯绝缘层6与裸电芯8之间，并分别与裸电芯8主平面或壳体7主平面相贴合；膜片加热器5还可以取代裸电芯绝缘层6，膜片加热器5的第一绝缘层51与第二绝缘层52均与裸电芯绝缘层6一体设置，此时，裸电芯绝缘层6既可以将裸电芯8完全包覆，也可以仅包覆贴合在裸电芯8的两侧主平面上；这是由于膜片加热器5本身具备第一绝缘层51和第二绝缘层52也同时具备了裸电芯绝缘层6所具备的绝缘性能，因此提升了锂离子电池的空间利用率，改善了锂离子电池的加热效果。上述的膜片加热器5的加热层53的加热元件可以是丝状、片状、条状或粉末状，当其为粉末状时，可将其涂覆在第一绝缘层51或第二绝缘层52上以实现其加热功能。如图4所示，针对软包电池，本申请中的裸电芯包裹层为铝塑膜，膜片加热器5设置在铝塑膜与裸电芯8之间，当第一绝缘层51和第二绝缘层52均与铝塑膜一体设置时，膜片加热器5还可以取代铝塑膜，从而提升锂离子电池的空间利用率，作为铝塑膜使用的膜片加热器5的第一绝缘层51和第二绝缘层52均为树脂绝缘层。
本申请的裸电芯8包括多个单体裸电芯，膜片加热器5包覆在每个单体裸电芯的外表面或设置在相邻的单体裸电芯之间。根据实际情况所需，加热层53的加热元件可以是铜、不锈钢、PTC热敏电阻或镍鉻合金。而且根据不同的加热层53的发热特性及散热条件，也可以将加热层53设计为包括多个具有不同加热功率的加热区，加热层53包括加热元件，相对于现有的加热元件存在结构单一的问题，本申请的加热元件可以是金属丝、导电粉末或导电复合材料，各加热区的横截面积、或各加热区内的加热元件的分布数量存在差异，以使各加热区的加热功率不同，即各所述加热区的加热电阻不同。加热层为条状或片状时，截面积指的是厚度，加热层为丝状时，截面积指的是半径。导电粉末的材质可以是金属或半导体，优选的材质是石墨或银浆。半导体材料的阻值随温度变化不一样，比如低温下阻值很小，随温度升高，阻值变大，这种变化刚好符合加热使用的情况，低温需要大加热功率，高温需要小加热功率。单位面积产热功率太大，容易导致加热层53表面第一绝缘层51或第二绝缘层52老化失效；阻值太大又容易导致加热层产热功率太小，达不到电芯升温速率的要求。因此，本申请中的膜片加热器5的阻值一般为1-15Ω，优选的阻值是10Ω。相比于其他加热区，与导线4相连的加热区功率较低，一般额定发热功率控制在0.05W/cm2以下，膜片加热器5的主产热区的额定发热功率一般在0.3W/cm2到2W/cm2之间。
除此之外，如图1所示，本申请的锂离子电池还包括顶盖1、电连接接口2、密封结构3以及导线4，密封结构3设置在顶盖1上，密封结构3上设置出线孔，电连接接口2与穿过出线孔的导线4相连，导线4与膜片加热器5相连，导线4与密封结构3之间采用灌胶方式密封。采用密封结构3与灌胶方式的双重密封措施使电连接接口2与顶盖1之间的间隙得到了充分的密封，提高了锂离子电池的安全性能。
为了便于装配，可以将密封结构3与顶盖1设计为一体成型结构，也可以利用焊接方式将密封结构3与顶盖1焊接在一起，以便于更换密封效果不佳的密封结构3。本申请的密封结构简单，且密封性及机械强度都更好，其耐力能力可以达到1Mpa气压。
本申请中的密封结构3为具有上开口和下开口的柱状结构，上开口的直径大于下开口的直径，这种结构设计是为了方便灌胶密封的操作，使灌胶密封更充分，进而达到最佳的密封效果，此外，该结构设计还有利于灌胶过程灌注的密封胶的成型，并且能够增大密封胶与密封结构3的配合面积，以增大界面的摩擦力，进而提高承受电芯壳体内部气压的能力，可承受的气压达到0.7Mpa以上。
本实施例所提供的锂离子电池，采用膜片加热器5对裸电芯8进行加热，并且将膜片加热器5集成到电池内部，使其与电池内部结构件成为一体结构，降低了热量损耗，有效的提升了电池的加热效率，延长了电池的使用寿命。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括裸电芯、裸电芯包裹层以及膜片加热器，所述裸电芯及所述膜片加热器均包裹在所述裸电芯包裹层内，所述膜片加热器包括第一绝缘层、第二绝缘层以及加热层，所述加热层设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括裸电芯绝缘层，所述裸电芯包裹层包括壳体，所述裸电芯绝缘层设置在所述壳体内，所述壳体为金属硬壳。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述膜片加热器设置在所述裸电芯绝缘层的外侧面上，并与所述壳体的主平面相贴合；
或
所述膜片加热器设置在所述裸电芯绝缘层的内侧面上，并与所述裸电芯的主平面相贴合；
或
所述膜片加热器的所述第一绝缘层与所述第二绝缘层均与所述裸电芯绝缘层一体设置。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述裸电芯包裹层为铝塑膜，所述膜片加热器设置在所述铝塑膜与所述裸电芯之间；
或
所述膜片加热器的所述第一绝缘层与所述第二绝缘层均与所述铝塑膜一体设置。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述裸电芯包括多个单体裸电芯，所述膜片加热器包覆在每个所述单体裸电芯的外表面或设置在相邻的所述单体裸电芯之间。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述加热层包括加热元件，所述加热元件为丝状、条状、片状或粉状。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述加热层包括多个具有不同加热功率的加热区，优选的，各所述加热区的加热电阻不同。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述加热层包括加热元件，所述加热元件包括金属、半导体或导电复合材料。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述膜片加热器的阻值为1-15Ω。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的锂离子电池，其特征在于，还包括顶盖、电连接接口、密封结构以及导线，所述密封结构设置在所述顶盖上，所述密封结构上设置出线孔，所述电连接接口与穿过所述出线孔的所述导线相连，所述导线与所述膜片加热器相连，所述导线与所述密封结构之间采用灌胶方式密封。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106532190A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 厦门华戎能源科技有限公司 一种快速加热电池
CN106935935A (zh) * 2017-04-26 2017-07-07 北京新能源汽车股份有限公司 电池和电池加热系统
CN107689466A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种电池温控装置和电池模块结构
CN108446435A (zh) * 2018-02-07 2018-08-24 清华大学 动力电池电极材料热稳定性判断方法、判断装置和计算机可读存储介质
CN109244599A (zh) * 2018-10-30 2019-01-18 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种具有快速加热功能的复合负极极片、及采用其的电芯和电池
CN109728218A (zh) * 2018-12-28 2019-05-07 银隆新能源股份有限公司 温度采集线的安装方法及电池模组
CN110752418A (zh) * 2019-10-12 2020-02-04 江苏智泰新能源科技有限公司 一种圆柱快充电池加热装置
CN111600061A (zh) * 2019-02-21 2020-08-28 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种带加热膜的软包锂离子动力电池
CN113690513A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 Oppo广东移动通信有限公司 电池模块及电子设备
CN113889689A (zh) * 2021-11-09 2022-01-04 长沙理工大学 一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201345397Y (zh) * 2008-12-29 2009-11-11 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池组
CN102709617A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 东莞新能德科技有限公司 一种锂电池
CN104242389A (zh) * 2014-09-01 2014-12-24 广东欧珀移动通信有限公司 充电电路、电芯和移动终端
CN205406677U (zh) * 2016-03-04 2016-07-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种锂离子电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201345397Y (zh) * 2008-12-29 2009-11-11 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池组
CN102709617A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 东莞新能德科技有限公司 一种锂电池
CN104242389A (zh) * 2014-09-01 2014-12-24 广东欧珀移动通信有限公司 充电电路、电芯和移动终端
CN205406677U (zh) * 2016-03-04 2016-07-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种锂离子电池

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689466A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种电池温控装置和电池模块结构
CN106532190A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 厦门华戎能源科技有限公司 一种快速加热电池
CN106935935A (zh) * 2017-04-26 2017-07-07 北京新能源汽车股份有限公司 电池和电池加热系统
CN108446435B (zh) * 2018-02-07 2022-04-01 清华大学 动力电池电极材料热稳定性判断方法、判断装置和计算机可读存储介质
CN108446435A (zh) * 2018-02-07 2018-08-24 清华大学 动力电池电极材料热稳定性判断方法、判断装置和计算机可读存储介质
CN109244599A (zh) * 2018-10-30 2019-01-18 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种具有快速加热功能的复合负极极片、及采用其的电芯和电池
CN109244599B (zh) * 2018-10-30 2021-09-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种具有快速加热功能的复合负极极片、及采用其的电芯和电池
CN109728218A (zh) * 2018-12-28 2019-05-07 银隆新能源股份有限公司 温度采集线的安装方法及电池模组
CN111600061A (zh) * 2019-02-21 2020-08-28 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种带加热膜的软包锂离子动力电池
CN110752418A (zh) * 2019-10-12 2020-02-04 江苏智泰新能源科技有限公司 一种圆柱快充电池加热装置
CN113690513A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 Oppo广东移动通信有限公司 电池模块及电子设备
CN113690513B (zh) * 2021-08-18 2023-08-29 Oppo广东移动通信有限公司 电池模块及电子设备
CN113889689A (zh) * 2021-11-09 2022-01-04 长沙理工大学 一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统
CN113889689B (zh) * 2021-11-09 2023-11-10 长沙理工大学 一种聚合物锂离子电池集加热/散热一体化的热管理系统

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