CN106655414A - 具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，包括外壳、均设置在外壳内的电池组和为电池组充电的充电电路，所述电池组包括多个相并联的蓄电支路，所述蓄电支路包括多个相串联的电池，所述电池包括动力型电芯电池和容量型电芯电池；所述充电电路包括三极管和可控精密稳压源tl431，所述三极管的集电极通过第二电阻与输入端相连且输入端通过第一电阻与二极管的阳级相连，所述二极管的阴极接地，所述tl431的阴极连接在三极管的基极上且阳级接地，所述三极管的发射极通过分压电路与地相连，所述tl431的参考极连接在分压电路的分压端上，所述电池组的阳级连接在三极管的发射极上且阴极接地，其电路结构简单。

Description

具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池。

背景技术

作为储能元件的电池，其应用广泛。电池在充电时，恒压充电可极大的提高电池的使用寿命。现有的电池充电恒压电路其电路结构复杂。现有的锂离子电池其电芯要么使用动力性电芯，要么使用容量型电芯。动力性电芯具有瞬间高倍率放电特性，但是其不能满足大容量的要求，容量型电芯其具有大容量的特征，但是缺乏瞬间高倍率放电的特性。如何实现大容量电池的瞬时高倍率放电性能也是值得研究的课题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池。

本发明通过下述技术方案实现：

具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，包括外壳、均设置在外壳内的电池组和为电池组充电的充电电路，所述电池组包括多个相并联的蓄电支路，所述蓄电支路包括多个相串联的电池，所述电池包括动力型电芯电池和容量型电芯电池；所述充电电路包括三极管和可控精密稳压源tl431，所述三极管的集电极通过第二电阻与输入端相连且输入端通过第一电阻与二极管的阳级相连，所述二极管的阴极接地，所述tl431的阴极连接在三极管的基极上且阳级接地，所述三极管的发射极通过分压电路与地相连，所述tl431的参考极连接在分压电路的分压端上，所述电池组的阳级连接在三极管的发射极上且阴极接地。本方案充电电路的恒压关键器件为可控精密稳压源tl431，采用上述的电路连接结构，tl431的参考极即K端实际是比较器的一个输入端，而比较器的另一输入端实际已被芯片内电路接成基准端。电池组电压经分压电路分压后tl431成截止状态，此时，三极管饱和导通，第二电阻起限流作用，限流后的电流供电池组充电，当电池电压充至一定值后，tl431的参考极达到翻转电压，则对三极管的基极电压进行钳位，此时，三极管因发射极反偏而截止，停止对电池充电。当tl431的参考极电压在基准点上下变化3mV时，tl431可翻转，因此，电池充满电后电压误差不会超过±6mV，符合恒压充电的要求。本方案主要通过tl431实现对电池的恒压充电，其电路结构简单。本方案的电池组采用先串联再并联的方式，每个蓄电池支路采用不同性能的电芯，即将动力型电芯电池和容量型电芯电池进行串联，使的电池既具有容量型电芯的大容量的特征，又具有动力型电芯瞬间高倍率放电的特性，满足多种应用的场合。

作为优选，为了进一步的提高其双重性能的优越性，所述蓄电支路中动力型电芯电池和容量型电芯电池的组成比为3:2。

作为优选，为了便于对蓄电支路的充电管理，且对各蓄电支路进行保护，所述蓄电支路中还包括与电池相串联的MOS场效应管，所述MOS场效应管的栅极连接在控制器上。

作为优选，为了增强其隔热阻燃的特性，所述电池组和外壳之间设置有隔热阻燃层，达到冬季保温夏季隔热的作用。

进一步的，所述隔热阻燃层为陶瓷纤维。

作为优选，为了减小外接干扰的影响，所述输入端与地之间连接有电容。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明主要通过tl431实现对电池的恒压充电，其电路结构简单。

2、本发明电池组采用先串联再并联的方式，每个蓄电池支路采用不同性能的电芯，即将动力型电芯电池和容量型电芯电池进行串联，使的电池既具有容量型电芯的大容量的特征，又具有动力型电芯瞬间高倍率放电的特性，满足多种应用的场合。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示的一种具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，包括外壳、均设置在外壳内的电池组和为电池组充电的充电电路，所述电池组包括多个相并联的蓄电支路，所述蓄电支路包括多个相串联的电池，所述电池包括动力型电芯电池和容量型电芯电池；所述充电电路包括三极管和可控精密稳压源tl431，所述三极管的集电极通过第二电阻与输入端相连且输入端通过第一电阻与二极管的阳级相连，所述二极管的阴极接地，所述tl431的阴极连接在三极管的基极上且阳级接地，所述三极管的发射极通过分压电路与地相连，所述tl431的参考极连接在分压电路的分压端上，所述电池组的阳级连接在三极管的发射极上且阴极接地。

实施例2

本实施例在上述实施例的基础上做了优化，即所述蓄电支路中动力型电芯电池和容量型电芯电池的组成比为3:2。

实施例3

现有电池一般采用多个电池构成的电池组以满足大容量的要求。其采用多个电池相并联构成电池组满足一定的容量要求后，多个电池组之间再串联构成满足一定容量和一定额定电压的大容量电池。但是，采用该方式有个弊端，即若单个电池组中的参数不匹配，譬如内阻，当电池停止工作后，由于单个电池组由多个电池并联而成，电池组内必定构成放电回路，放置一段时间后，电池容量明显下降，对电池的使用寿命等造成破坏，当电池组中各电池的参数越不匹配，其损耗越明显。如图1，本实施例采用多个电池相串联后构成蓄电支路后再并联的结构，多个电池串联构成满足一定的电压要求的蓄电支路，多个蓄电支路再进行并联构成满足一定电压和一定容量的大容量电池，且蓄电支路中还包括与电池相串联的MOS场效应管，所述MOS场效应管的栅极连接在控制器上。控制器通过PWM控制技术控制MOS场效应管的开断可实现对电池管理支路充放电的管理。若电池停止工作后，由于MOS场效应管内寄生二极管的作用，多个蓄电支路之间不会构成放电回路，放置一段时间后，电池容量不会发生较大变化，即使单个电池之间的参数不相匹配或者多个蓄电支路之间的参数不相匹配，也不会存在放电回路，放置前后容量衰减大大减小甚至放置前后无衰减，全充全放的循环寿命达2000次以上。相比于现有的电路结构，本方案的结构可大大提高电池的使用寿命。

MOS场效应管为N沟道场效应管，N沟道场效应管的漏极与电池串联后的阴极连接。N沟道场效应管的栅极均与控制器相连，便于对每个支路和蓄电池的工作状态进行控制。控制器可采用现有芯片结构，譬如BT1745。

所述输入端与地之间连接有电容。

实施例4

本实施例在上述实施例的基础上做了优化，即所述电池组和外壳之间设置有隔热阻燃层。

所述隔热阻燃层为陶瓷纤维，也可选用玻璃纤维。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，包括外壳、均设置在外壳内的电池组和为电池组充电的充电电路，其特征在于，所述电池组包括多个相并联的蓄电支路，所述蓄电支路包括多个相串联的电池，所述电池包括动力型电芯电池和容量型电芯电池；所述充电电路包括三极管和可控精密稳压源tl431，所述三极管的集电极通过第二电阻与输入端相连且输入端通过第一电阻与二极管的阳级相连，所述二极管的阴极接地，所述tl431的阴极连接在三极管的基极上且阳级接地，所述三极管的发射极通过分压电路与地相连，所述tl431的参考极连接在分压电路的分压端上，所述电池组的阳级连接在三极管的发射极上且阴极接地。

2.根据权利要求1所述的具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，其特征在于，所述蓄电支路中动力型电芯电池和容量型电芯电池的组成比为3:2。

3.根据权利要求1所述的具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，其特征在于，所述蓄电支路中还包括与电池相串联的MOS场效应管，所述MOS场效应管的栅极连接在控制器上。

4.根据权利要求1所述的具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，其特征在于，所述电池组和外壳之间设置有隔热阻燃层。

5.根据权利要求4所述的具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，其特征在于，所述隔热阻燃层为陶瓷纤维。

6.根据权利要求1所述的具有大容量和瞬时高倍率放电性能的锂离子蓄电池，其特征在于，所述输入端与地之间连接有电容。