CN105958146A - 一种高安全性的光伏微电网储能电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，包括用于封装电解液的电解液密封膜，所述电解液密封膜内通过聚合物微孔隔离薄膜分割成正极电解区域、负极电解区域，所述正极电解区域内设置有正极引出片，所述负极电解区域内设置有负极引出片；所述聚合物微孔隔离薄膜的两侧分别设置有第一电容极片和第二电容极片，所述第一电容极片和所述第二电容极片的表面均设置有耐腐蚀绝缘膜；还包括用于感应所述第一电容极片和所述第二电容极片之间电容变化的枝晶锂监测装置。金属锂在负极引出片上结晶形成的枝晶锂生长使所述第一电容极片和所述第二电容极片发生变形导致电容变化并被感应，从而可以及时地提示控制系统对电池内部短路采取措施。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏微电网储能电池技术领域，特别是一种高安全性的光伏微电网储能电池系统。
背景技术
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分清洁、绝对安全、相对广泛、资源充足、经济实用、长寿命和免维护性等一系列突出优点。太阳能的存储主要通过一定的技术将新能源转化为化学能、势能、动能、电磁能等形态，使转化后的能量具有空间上可转移或时间上可转移或质量可控制的特点，可以在适当的时间、地点以适合的方式释放出来；其中最为常见的储能方式为电池储能，但是电池储能成本较高。
按照国家标准规定，动力电池的容量下降到额定容量的80%就意味着其寿命的终结，如果直接将电池淘汰将造成资源的严重浪费；因此当动力电池不宜在现有车辆上继续使用时，可对其进行梯次利用将其回收再利用于电池储能系统中，进行电力系统中的削峰填谷，从而提高太阳能等可再生能源的稳定输出，并提高光伏发电的电能质量，不仅可以节约资源还可以降低成本，能够取得一定的经济效益。
锂离子动力蓄电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，因此在便携式电子设备、电动汽车等新能源储能方面显示出优越的前景。在锂离子动力蓄电池中，由于金属锂在负极上可以结晶形成枝晶锂，因此金属锂被作为负极活性材料；但是枝晶锂生长到一定程度会刺破聚合物微孔隔离薄膜，造成电池内部短路，不仅导致锂离子动力蓄电池无法正常工作，甚至严重威胁使用者的人身安全。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，金属锂在负极引出片上结晶形成的枝晶锂过量时可以及时地报警，提示控制系统对电池内部短路采取措施。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，包括用于封装电解液的电解液密封膜，所述电解液密封膜内通过聚合物微孔隔离薄膜分割成正极电解区域、负极电解区域，所述正极电解区域内设置有正极引出片，所述负极电解区域内设置有负极引出片；所述聚合物微孔隔离薄膜的两侧分别设置有第一电容极片和第二电容极片，所述第一电容极片和所述第二电容极片的表面均设置有耐腐蚀绝缘膜；还包括用于感应所述第一电容极片和所述第二电容极片之间电容变化的枝晶锂监测装置。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于封装所述电解液密封膜的电池封装外壳，所述电池封装外壳为圆柱形，且所述电池封装外壳的轴向两端分别设置有正极安装片和负极安装片，所述正极安装片和所述负极安装片之间设置有中间连接片，所述正极安装片和所述负极安装片均为金属导体，所述中间连接片为绝缘体，所述正极引出片与所述正极安装片电连接，所述负极引出片与所述负极安装片电连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述正极引出片为铝箔，所述负极引出片为铜箔，所述聚合物微孔隔离薄膜为丙烯与乙烯的共聚物微孔隔离薄膜。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电容极片和所述第二电容极片对称于所述聚合物微孔隔离薄膜设置，且所述第一电容极片和所述第二电容极片均平行于所述聚合物微孔隔离薄膜；所述枝晶锂监测装置包括两端分别连接所述第一电容极片和所述第二电容极片的监测串联导线，监测串联导线上串联设置有监测恒压电源和用于监测所述监测串联导线上电流活动并发出信号的监测电流感应器。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括弹性极片隔垫，所述弹性极片隔垫设置于所述第一电容极片和所述聚合物微孔隔离薄膜之间、以及所述第二电容极片和所述聚合物微孔隔离薄膜之间。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，金属锂在负极引出片上结晶形成的枝晶锂生长使所述第一电容极片和所述第二电容极片发生变形，通过所述枝晶锂监测装置能够实时地监测到所述第一电容极片和所述第二电容极片由于形变导致的电容变化，从而可以及时地提示控制系统对电池内部短路采取措施，避免无法正常工的锂离子动力蓄电池威胁使用者的人身安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统的结构示意图；
图2是图1中Ⅰ处的放大结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图2，图1至图2是本发明一个具体实施例的结构示意图。
如图1至图2所示，一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，包括用于封装电解液的电解液密封膜10，所述电解液密封膜10内通过聚合物微孔隔离薄膜11分割成正极电解区域12、负极电解区域13，所述正极电解区域12内设置有正极引出片14，所述负极电解区域13内设置有负极引出片15；所述聚合物微孔隔离薄膜11的两侧分别设置有第一电容极片21和第二电容极片22，所述第一电容极片21和所述第二电容极片22的表面均设置有耐腐蚀绝缘膜；还包括用于感应所述第一电容极片21和所述第二电容极片22之间电容变化的枝晶锂监测装置。
具体地，还包括用于封装所述电解液密封膜10的电池封装外壳，所述电池封装外壳为圆柱形，且所述电池封装外壳的轴向两端分别设置有正极安装片31和负极安装片32，所述正极安装片31和所述负极安装片32之间设置有中间连接片33，所述正极安装片31和所述负极安装片32均为金属导体，所述中间连接片33为绝缘体，所述正极引出片14与所述正极安装片31电连接，所述负极引出片15与所述负极安装片32电连接。所述正极引出片14为铝箔，所述负极引出片15为铜箔，所述聚合物微孔隔离薄膜11为丙烯与乙烯的共聚物微孔隔离薄膜。所述第一电容极片21和所述第二电容极片22对称于所述聚合物微孔隔离薄膜11设置，且所述第一电容极片21和所述第二电容极片22均平行于所述聚合物微孔隔离薄膜11；所述枝晶锂监测装置包括两端分别连接所述第一电容极片21和所述第二电容极片22的监测串联导线23，监测串联导线23上串联设置有监测恒压电源24和用于监测所述监测串联导线23上电流活动并发出信号的监测电流感应器25。
当金属锂在负极上结晶形成枝晶锂后，会对所述第一电容极片21和所述第二电容极片22形成形变作用力，由于所述监测恒压电源24电压恒定，当所述第一电容极片21和所述第二电容极片22发生形变时，所述第一电容极片21和所述第二电容极片22之间的电容会发生变化， 从而会有电流流过所述监测电流感应器25，所述监测电流感应器25触发发出报警信号。
进一步改进地，还包括弹性极片隔垫26，所述弹性极片隔垫26设置于所述第一电容极片21和所述聚合物微孔隔离薄膜11之间、以及所述第二电容极片22和所述聚合物微孔隔离薄膜11之间。上述结构一方面可以使所述第一电容极片21和所述第二电容极片22形变时电容变化更显著，另一方面可以将所述第一电容极片21和所述第二电容极片22制成刚性结构，从而提高所述枝晶锂监测装置的监测准确性。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，其特征在于：包括用于封装电解液的电解液密封膜（10），所述电解液密封膜（10）内通过聚合物微孔隔离薄膜（11）分割成正极电解区域（12）、负极电解区域（13），所述正极电解区域（12）内设置有正极引出片（14），所述负极电解区域（13）内设置有负极引出片（15）；所述聚合物微孔隔离薄膜（11）的两侧分别设置有第一电容极片（21）和第二电容极片（22），所述第一电容极片（21）和所述第二电容极片（22）的表面均设置有耐腐蚀绝缘膜；还包括用于感应所述第一电容极片（21）和所述第二电容极片（22）之间电容变化的枝晶锂监测装置。
2.根据权利要求1所述的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，其特征在于：还包括用于封装所述电解液密封膜（10）的电池封装外壳，所述电池封装外壳为圆柱形，且所述电池封装外壳的轴向两端分别设置有正极安装片（31）和负极安装片（32），所述正极安装片（31）和所述负极安装片（32）之间设置有中间连接片（33），所述正极安装片（31）和所述负极安装片（32）均为金属导体，所述中间连接片（33）为绝缘体，所述正极引出片（14）与所述正极安装片（31）电连接，所述负极引出片（15）与所述负极安装片（32）电连接。
3.根据权利要求1所述的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，其特征在于：所述正极引出片（14）为铝箔，所述负极引出片（15）为铜箔，所述聚合物微孔隔离薄膜（11）为丙烯与乙烯的共聚物微孔隔离薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，其特征在于：所述第一电容极片（21）和所述第二电容极片（22）对称于所述聚合物微孔隔离薄膜（11）设置，且所述第一电容极片（21）和所述第二电容极片（22）均平行于所述聚合物微孔隔离薄膜（11）；所述枝晶锂监测装置包括两端分别连接所述第一电容极片（21）和所述第二电容极片（22）的监测串联导线（23），监测串联导线（23）上串联设置有监测恒压电源（24）和用于监测所述监测串联导线（23）上电流活动并发出信号的监测电流感应器（25）。
5.根据权利要求1所述的一种高安全性的光伏微电网储能电池系统，其特征在于：还包括弹性极片隔垫（26），所述弹性极片隔垫（26）设置于所述第一电容极片（21）和所述聚合物微孔隔离薄膜（11）之间、以及所述第二电容极片（22）和所述聚合物微孔隔离薄膜（11）之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160921 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |