CN110492202A - 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法 - Google Patents

一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110492202A
CN110492202A CN201910869787.8A CN201910869787A CN110492202A CN 110492202 A CN110492202 A CN 110492202A CN 201910869787 A CN201910869787 A CN 201910869787A CN 110492202 A CN110492202 A CN 110492202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
far infrared
infrared heater
heating
low temperature
ion battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910869787.8A
Other languages
English (en)
Inventor
孙晓刚
郑典模
蔡满园
聂艳艳
陈珑
潘鹤政
李旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Kelaiwei Carbon Nano Materials Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Kelaiwei Carbon Nano Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Kelaiwei Carbon Nano Materials Co Ltd filed Critical Jiangxi Kelaiwei Carbon Nano Materials Co Ltd
Priority to CN201910869787.8A priority Critical patent/CN110492202A/zh
Publication of CN110492202A publication Critical patent/CN110492202A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法，属于电池加热技术领域。本发明提供的低温自加热锂离子电池系统包括电池模组、远红外发热体、温度传感器和导线。本发明利用电池模组本身对远红外发热体提供电能，使得远红外发热体中的晶须碳纳米管远红外发热纸层发出热量，从而对电池模组进行加热升温；加热升温后的电池模组放出的电能会逐渐增加，这样使的晶须碳纳米管发热纸发出更高的温度，如此良性循环，使得电池模组可在低温环境下正常工作；同时，本发明利用温度传感器对电路进行保护，防止电路中电流过大造成安全隐患。实施例结果表明，本发明提供的低温自加热锂离子电池系统能够在‑40℃下正常工作。

Description

一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池加热技术领域，特别涉及一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法。
背景技术
低温是电动汽车在我国北方、高寒地区等地推广的一个障碍，更是动力电池企业的一块心病，攻克动力电池的耐低温问题，一直是业内重点努力的方向之一。目前企业解决低温电池可行有效的方法就是对电池进行预加热，即采用PTC、电阻、热管和相变材料等预热系统，然而这种方法需要依靠外在的能源对材料加热，受到很大程度的条件限制，而且这些预加热方式加热效率低，能耗高，不但如此，在某些苛刻的环境下，包括酸碱、潮湿、高温高压等环境下，这些传统发热体的使用寿命会大大降低，进一步限制了其大规模应用。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法。本发明提供的低温自加热锂离子电池系统结构简单，能够在在低温条件下正常工作。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种低温自加热锂离子电池系统，包括电池模组、远红外发热体、温度传感器和导线；
所述电池模组包括若干个电池单体；所述远红外发热体和电池模组内的电池单体间隔设置，且电池模组边缘的电池单体外侧设置有远红外发热体；
所述每片远红外发热体自上而下依次包括聚酰亚胺绝缘导热膜层、晶须碳纳米管远红外发热纸层和聚酰亚胺绝缘导热膜层；所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端设置有铜电极；
所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。
优选的，所述电池模组为pack包型电池模组。
优选的，所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的厚度为0.05～0.2mm。
优选的，所述单层聚酰亚胺绝缘导热膜层的厚度为0.03～0.15mm。
优选的，所述远红外发热体的面积≥电池单体侧面面积的50％，所述侧面为电池单体与远红外发热体的接触的侧面。
优选的，所述温度传感器为NTC温度传感器。
优选的，所述铜电极为铜网和/或铜片。
优选的，所述远红外发热体的连接方式为串联或并联，所述远红外加热体与温度传感器的连接方式为串联。
本发明提供了上述低温自加热锂离子电池系统的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜电极固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端，之后将聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于晶须碳纳米管远红外发热纸层上下两侧，得到远红外发热体；
(2)使用导线对温度传感器与远红外发热体进行连接，之后将远红外发热体镶嵌于电池模组中，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
优选的，所述步骤(1)中粘贴用粘贴剂为耐高温双面胶和/或热熔胶。
本发明提供了一种低温自加热锂离子电池系统，包括电池模组、远红外发热体、温度传感器和导线；所述电池模组包括若干个电池单体；所述远红外发热体和电池模组内的电池单体间隔设置，且电池模组边缘的电池单体外侧设置有远红外发热体；所述每片远红外发热体自上而下依次包括聚酰亚胺绝缘导热膜层、晶须碳纳米管远红外发热纸层和聚酰亚胺绝缘导热膜层；所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端设置有铜电极；所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。本发明利用电池模组本身对远红外发热体提供电能，使得远红外发热体中的晶须碳纳米管远红外发热纸层发出热量，从而对电池模组进行加热升温；加热升温后的电池模组放出的电能会逐渐增加，这样使的晶须碳纳米管发热纸发出更高的温度，如此良性循环，使得电池模组可在低温环境下正常工作；同时，本发明利用温度传感器对电路进行保护，防止电路中电流过大温度过高造成安全隐患。实施例结果表明，本发明提供的低温自加热锂离子电池系统能够在-40℃下正常工作。
本发明提供了上述低温自加热锂离子电池系统的制备方法，此法操作简单，成本低，易于实现工业化生产。
附图说明
图1为晶须碳纳米管的X射线衍射图谱；
图2为晶须碳纳米管远红外发热纸相对辐射能谱；
图3是低温自加热锂离子电池系统的整体结构示意图，其中，1-电池模组，2-远红外发热体；
图4是远红外发热体的结构示意图，其中，3-铜电极，4-晶须碳纳米管远红外发热纸层，5-聚酰亚胺绝缘导热膜层；
图5是远红外发热体与温度传感器的连接的示意图，其中2-远红外发热体，3-铜电极，6为温度传感器，7为导线。
具体实施方式
本发明提供了一种低温自加热锂离子电池系统，其结构示意图如图3～5所示，包括电池模组1、远红外发热体2、温度传感器6和导线7；
所述电池模组包括若干个电池单体；所述远红外发热体和电池模组内的电池单体间隔设置，且电池模组边缘的电池单体外侧设置有远红外发热体；
所述每片远红外发热体自上而下依次包括聚酰亚胺绝缘导热膜层、晶须碳纳米管远红外发热纸层和聚酰亚胺绝缘导热膜层；所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端设置有铜电极；
所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。
本发明提供的低温自加热锂离子电池系统包括电池模组1，所述电池模组包括若干个电池单体，在本发明的具体实施例中，所述电池单体的个数优选为5个。在本发明中，所述电池模组优选为pack包型电池模组；本发明对所述pack包型电池模组的具体种类和型号没有特殊的要求，使用本领域常规市售的pack包型电池模组即可。
本发明提供的低温自加热锂离子电池系统包括远红外发热体2；所述远红外发热体2与所述电池模组中的单体间隔放置，且电池模组边缘的电池单体外侧设置有远红外发热体。在本发明中，所述远红外发热体与电池单体接触；所述远红外发热体与电池单体的放置方式具体为远红外发热体-电池单体-远红外发热体……电池单体-远红外发热体。在本发明中，所述单个远红外发热体的面积优选≥电池单体侧面面积的50％，所述侧面为电池单体与远红外发热体的接触面。
在本发明中，所述远红外发热体的结构示意图如图4所示，所述远红外发热体自上而下依次包括聚酰亚胺绝缘导热膜层5、晶须碳纳米管远红外发热纸层4和聚酰亚胺绝缘导热膜层5；所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端设置有铜电极3。
在本发明中，所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的厚度优选为0.05～0.2mm，更优选为0.1～0.15mm。在本发明中，所述晶须碳纳米管远红外发热纸的制备方法优选包括以下步骤：
(1)将晶须碳纳米管与分散剂、溶剂混合，依次进行超声和剪切，得到碳纳米管分散液；
(2)对芳纶短切纤维进行打浆，得到芳纶短切纤维浆料；
(3)对芳纶沉析纤维进行打浆，得到芳纶沉析纤维浆料；
(4)将所述碳纳米管分散液、芳纶短切纤维浆料和芳纶沉析纤维浆料混合，依次进行剪切、过滤成型和热压成型，得到晶须碳纳米管远红外发热纸；
所述步骤(1)～(3)没有时间顺序的限制。
本发明优选将晶须碳纳米管与分散剂、溶剂混合，依次进行超声和剪切，得到碳纳米管分散液。在本发明中，所述晶须碳纳米管的长度优选为3～8μm，更优选为4～6μm；所述分散剂优选为十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种，所述分散剂和晶须碳纳米管的质量比优选为0.05～0.2：1，更优选为0.1～0.15：1。在本发明中，所述溶剂优选为乙醇；本发明对所述溶剂的用量没有特殊的要求，能够将所述晶须碳纳米管均匀分散即可。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如搅拌混合。
在本发明中，所述超声的频率优选为20kHz～30kHz，时间优选为20～40min，更优选为30min；所述剪切的线速率优选为10～20m/s，时间优选为20～40min，更优选为30min。
本发明优选对芳纶短切纤维进行打浆，得到芳纶短切纤维浆料。在本发明中，所述芳纶短切纤维的长度优选为3～6mm；本发明对所述芳纶短切纤维的来源没有特殊的要求，使用本领域常规市售的芳纶短切纤维即可。本发明优选在打浆前用水对所述芳纶短切纤维进行浸泡，所述浸泡时水与芳纶短切纤维的质量比优选为150～300：1，更优选为200～260：1；所述浸泡的时间优选为10～20min，更优选为15min。本发明优选使用瓦利打浆机进行打浆，所述打浆的时间优选为5～10min，更优选为6～8min。
本发明优选对芳纶沉析纤维进行打浆，得到芳纶沉析纤维浆料。在本发明中，所述芳纶沉析纤维的长度优选为1～2mm；本发明对所述芳纶沉析纤维的来源没有特殊的要求，使用本领域常规市售的芳纶沉析纤维即可。本发明优选在打浆前用水对所述芳纶沉析纤维进行浸泡，所述浸泡时水与芳纶沉析纤维的质量比优选为150～300：1，更优选为200～260：1；所述浸泡的时间优选为10～20min，更优选为15min。本发明优选使用瓦利打浆机进行打浆，所述打浆的时间优选为5～10min，更优选为6～8min。
得到碳纳米管分散液、芳纶短切纤维浆料和芳纶沉析纤维浆料后，本发明优选将所述碳纳米管分散液、芳纶短切纤维浆料和芳纶沉析纤维浆料混合，依次进行剪切、过滤成型和热压成型，得到晶须碳纳米管远红外发热纸。在本发明中，所述碳纳米管分散液、芳纶短切纤维浆料和芳纶沉析纤维浆料的质量比优选为1：0.3～0.7:0.3～0.7，更优选为1：0.4～0.6:0.4～0.6。本发明优选使用不锈钢流体混合机进行混合，本发明对所述混合的时间没有特殊的要求，能够将上述成分混合均匀即可。
本发明优选使用高速剪切机进行剪切，所述剪切的线速率优选为10～20m/s，时间优选为30～60min，更优选为40～50min。本发明优选使用纸业成型器进行过滤成型，优选使用平板硫化机进行热压成型；在本发明中，所述热压成型的温度优选为280～350℃，更优选为300～320℃，时间优选为3～10min，更优选为5～8min，所述热压成型的压力优选为10～16MPa，更优选为12～14MPa。
在本发明中，所述聚酰亚胺绝缘导热膜层的厚度优选为0.03～0.15mm，更优选为0.08～0.12mm。在本发明中，所述聚酰亚胺绝缘导热膜层的面积优选稍大于晶须碳纳米管远红外发热纸层的面积，以防止电极和发热体部分裸漏在外面造成漏电隐患，具体的，所述聚酰亚胺绝缘导热膜层的每条边宽度优选大于晶须碳纳米管远红外发热纸层3～10mm。本发明对所述聚酰亚胺绝缘导热膜层的来源没有特殊的要求，使用本领域常规市售的聚酰亚胺绝缘导热膜层即可。在本发明中，所述聚酰亚胺绝缘导热膜层起到绝缘导热的作用。
在本发明中，所述铜电极的材质优选为优选为铜网和/或铜片。在本发明中，所述铜电极用于与导线进行连接并引出正负极；在本发明中，所述铜电极的截面形状优选为“凹”字型结构，以便固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端。在本发明中，所述铜电极的长度优选与晶须碳纳米管远红外发热纸的左右两侧长度相同，本发明对所述铜电极的具体宽度、厚度没有特殊的要求，根据晶须碳纳米管远红外发热纸层的大小进行相应设计即可。
本发明所用远红外发热体的发热机理不同于传统的电阻发热材料(如电阻丝、碳纤维和PTC发热体)，本发明所用发热原料为晶须碳纳米管远红外发热纸，其中晶须碳纳米管具有非常高的结晶度，其结晶度可达90％以上，其发热原理为声子震荡产生远红外波段的电磁波热波发热。此晶须碳纳米管发热纸通电后只发射纯净的远红外线热波，能量转换效率可达90％以上，这就使得在低温环境下，电池只要能释放微弱的电量即可使远红外发热体加热；而且本发明晶须碳纳米管远红外发热纸所用原料耐酸耐碱、耐高温和阻燃性能好，可大大提高其使用寿命和安全等级。
本发明提供的低温自加热锂离子电池系统包括温度传感器6，所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。在本发明中，所述温度传感器优选为NTC温度传感器。本发明通过使用温度传感器对电路进行保护，能够防止电路中电流过大导致温度过高，从而避免安全隐患。
本发明提供的低温自加热锂离子电池系统包括导线7。本发明对所述导线的型号、规格没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的导线即可。在本发明中，所述导线用于对所述远红外发热体、温度传感器和电池模组的正负极进行连接，以形成闭合电路。在本发明中，所述远红外发热体的连接方式优选为串联或并联，所述远红外加热体与温度传感器的连接方式优选为串联，在本发明中，所述远红外加热体与温度传感器的连接示意图如图5所示。
在本发明中，电池模组本身对远红外发热体提供电能，使得远红外发热体的晶须碳纳米管远红外发热纸层发出热量，从而对电池模组进行加热升温；加热升温后的电池模组放出的电能会逐渐增加，这样使的晶须碳纳米管发热纸发出更高的温度，如此良性循环，使得电池模组可在低温环境下正常工作。同时，本发明利用温度传感器对电路进行保护，防止电路中电流过大造成安全隐患。
本发明提供了上述低温自加热锂离子电池系统的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铜电极固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端，之后将聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于晶须碳纳米管远红外发热纸层上下两侧，得到远红外发热体；
(2)使用导线对温度传感器与远红外发热体进行连接，之后将远红外发热体镶嵌于电池模组中，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
本发明将铜电极固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端，之后将聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于晶须碳纳米管远红外发热纸层上下两侧，得到远红外发热体。本发明优选使用缝合的方式对所述铜电极进行固定，在本发明中，所述缝合用缝合线优选为芳纶线或聚酰亚胺线。在本发明中，所述粘贴用粘贴剂优选为耐高温双面胶和/或热熔胶。本发明对所述粘贴剂的用量没有特殊的要求，能够将所述聚酰亚胺绝缘导热膜层与晶须碳纳米管远红外发热纸层粘贴牢固即可。
本发明使用导线对温度传感器与远红外发热体进行连接，之后将远红外发热体镶嵌于电池模组中，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。在本发明中，所述远红外加热体与温度传感器的连接方式优选为串联；所述远红外发热体与电池模组中的电池单体间隔放置并与电池单体接触，其放置方式具体为远红外发热体-电池单体-远红外发热体……电池单体-远红外发热体。
在本发明中，所述红外发热体的连接方式优选为串联或并联，本发明对所述串联或并联的具体连接方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的连接方式即可。
下面结合实施例对本发明提供的低温自加热锂离子电池系统及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
制备晶须碳纳米管远红外发热纸：
(1)将10g晶须碳纳米管用适量酒精溶解，加入0.1g分散剂SDS，超声30min，剪切30min，制得碳纳米管分散液待用。
(2)称取5g芳纶短切纤维用温水浸泡10min，瓦利打浆机打浆5min待用。
(3)称取5g芳纶沉析纤维用水浸泡10min后，瓦利打浆机打浆5min待用。
(4)将上述制备的晶须碳纳米管分散液、分散好的沉析纤维、短切纤维通过不锈钢流体混合机进行均匀混合后，高速剪切机剪切30min，在纸业成型器中过滤成型，再利用平板硫化机在280°，15Mpa的压力下热压成型，制得晶须碳纳米管远红外发热纸。
对晶须碳纳米管进行X射线衍射分析，所得X射线衍射图谱如图1所示。由图1可知，晶须碳纳米管结晶度可达90％以上，具有非常高的结晶度。
在远红外辐射波长范围内，对所得晶须碳纳米管远红外发热纸进行相对辐射能谱测试，所得相对辐射能谱如图2所示。由图2可知，晶须碳纳米管远红外发热纸通电后只发射纯净的远红外线热波，能量转换效率可达90％以上。
由此可知，本发明提供的低温自加热锂离子电池系统所用发热材料能量转化效率高，低温环境下，电池只要能释放微弱的电量即可使晶须碳纳米管远红外发热纸发热。
实施例2
(1)将铜网电极固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端，将两张0.03mm厚的聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于0.05mm厚的晶须碳纳米管远红外发热纸层两侧，得到远红外发热体；
(2)按照图5的方式对NTC温度传感器与远红外发热体进行连接，按照图3所示方式将所述远红外发热体分别镶嵌于磷酸铁锂电池模组(型号为HKE-IFP-120-10)中间和两侧，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
对此低温自加热锂离子电池系统的耐低温性能进行测试，测试方法为：在低温箱-40℃恒温环境下，通过电池本身电量对远红外发热体通电加热，通过电化学工作站和电池测试柜测试电池的电化学性能。经检测，所述低温自加热锂离子电池系统能在-40℃下放电容量大于90％，在工作时，所述远红外发热体的温度为60℃。
实施例3
(1)将两张0.1mm厚的聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于0.1mm厚的晶须碳纳米管远红外发热纸层两侧，得到远红外发热体；
(2)按照图5的方式对NTC温度传感器与远红外发热体进行连接，按照图3所示方式将所述远红外发热体分别镶嵌于电池模组(型号为锰酸锂电池组HKE-IMP-120-10)中间和两侧，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
使用实施例2的测试方法对此低温自加热锂离子电池系统的耐低温性能进行测试，经检测，所述低温自加热锂离子电池系统能在-40℃下放电容量大于85％，在工作时，所述远红外发热体的温度为55℃。
实施例4
(1)将两张0.03mm的聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于晶须碳纳米管远红外发热纸层两侧，得到远红外发热体；
(2)按照图5的方式对NTC温度传感器与远红外发热体进行连接，按照图3所示方式将所述远红外发热体分别镶嵌于电池模组(型号为HKE-IFP-120-10)中间和两侧，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
使用实施例2的测试方法对此低温自加热锂离子电池系统的耐低温性能进行测试，经检测，所述低温自加热锂离子电池系统能在-40℃下放电容量大于80％，在工作时，所述远红外发热体的温度为50℃。
对比例1
按照实施例2的方法直接对电池模组(型号与实施例2相同)耐低温性能进行测试，经检测，电池模组最低的工作温度为-20℃，在此温度下放电容量小于70％。
由以上实施例可知，本发明提供的低温自加热锂离子电池系统结构简单，能够在在低温条件下正常工作。
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。

Claims (10)

1.一种低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，包括电池模组、远红外发热体、温度传感器和导线；
所述电池模组包括若干个电池单体；所述远红外发热体和电池模组内的电池单体间隔设置，且电池模组边缘的电池单体外侧设置有远红外发热体；
所述每片远红外发热体自上而下依次包括聚酰亚胺绝缘导热膜层、晶须碳纳米管远红外发热纸层和聚酰亚胺绝缘导热膜层；所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端设置有铜电极；
所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。
2.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述电池模组为pack包型电池模组。
3.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的厚度为0.05～0.2mm。
4.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述单层聚酰亚胺绝缘导热膜层的厚度为0.03～0.15mm。
5.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述远红外发热体的面积≥电池单体侧面面积的50％，所述侧面为电池单体与远红外发热体的接触的侧面。
6.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述温度传感器为NTC温度传感器。
7.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述铜电极为铜网和/或铜片。
8.根据权利要求1所述的低温自加热锂离子电池系统，其特征在于，所述远红外发热体的连接方式为串联或并联，所述远红外加热体与温度传感器的连接方式为串联。
9.权利要求1～8任意一项所述低温自加热锂离子电池系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铜电极固定于晶须碳纳米管远红外发热纸层的左右两端，之后将聚酰亚胺绝缘导热膜层粘贴于晶须碳纳米管远红外发热纸层上下两侧，得到远红外发热体；
(2)使用导线对温度传感器与远红外发热体进行连接，之后将远红外发热体镶嵌于电池模组中，并使用导线对所述远红外发热体和电池模组的正负极进行连接，得到低温自加热锂离子电池系统。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中粘贴用粘贴剂为耐高温双面胶和/或热熔胶。
CN201910869787.8A 2019-09-16 2019-09-16 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法 Pending CN110492202A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910869787.8A CN110492202A (zh) 2019-09-16 2019-09-16 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910869787.8A CN110492202A (zh) 2019-09-16 2019-09-16 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110492202A true CN110492202A (zh) 2019-11-22

Family

ID=68558167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910869787.8A Pending CN110492202A (zh) 2019-09-16 2019-09-16 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110492202A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111479341A (zh) * 2020-03-23 2020-07-31 河南克莱威纳米碳材料有限公司 一种远红外加热饭盒及其采用的远红外加热体
CN111511047A (zh) * 2020-03-21 2020-08-07 河南克莱威纳米碳材料有限公司 一种电热水袋加热装置及其制备方法
CN112736341A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 潘佳佳 一种锂离子电池系统及其固定装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010061921A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Gs Yuasa Corporation 加熱機構付き電池
CN102945991A (zh) * 2012-12-07 2013-02-27 江阴市辉龙电热电器有限公司 电动汽车的动力电池加热器
CN203026622U (zh) * 2012-12-31 2013-06-26 深圳宏泰电池科技有限公司 一种适用于低温的镍钴锰酸锂纳米电池
CN207282674U (zh) * 2017-10-09 2018-04-27 河南森源重工有限公司 一种带加热膜的电池模组
CN109168203A (zh) * 2018-09-10 2019-01-08 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种远红外加热套及其制备方法
CN109714842A (zh) * 2019-03-18 2019-05-03 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种便携式远红外加热装置及其应用
CN210200918U (zh) * 2019-09-16 2020-03-27 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种低温自加热锂离子电池系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010061921A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Gs Yuasa Corporation 加熱機構付き電池
CN102945991A (zh) * 2012-12-07 2013-02-27 江阴市辉龙电热电器有限公司 电动汽车的动力电池加热器
CN203026622U (zh) * 2012-12-31 2013-06-26 深圳宏泰电池科技有限公司 一种适用于低温的镍钴锰酸锂纳米电池
CN207282674U (zh) * 2017-10-09 2018-04-27 河南森源重工有限公司 一种带加热膜的电池模组
CN109168203A (zh) * 2018-09-10 2019-01-08 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种远红外加热套及其制备方法
CN109714842A (zh) * 2019-03-18 2019-05-03 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种便携式远红外加热装置及其应用
CN210200918U (zh) * 2019-09-16 2020-03-27 江西克莱威纳米碳材料有限公司 一种低温自加热锂离子电池系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111511047A (zh) * 2020-03-21 2020-08-07 河南克莱威纳米碳材料有限公司 一种电热水袋加热装置及其制备方法
CN111479341A (zh) * 2020-03-23 2020-07-31 河南克莱威纳米碳材料有限公司 一种远红外加热饭盒及其采用的远红外加热体
CN112736341A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 潘佳佳 一种锂离子电池系统及其固定装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110492202A (zh) 一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法
CN205231213U (zh) 一种电动汽车动力电池导热及低温自加热装置
CN108365231A (zh) 一种燃料电池膜电极的批量生产方法
CN207868269U (zh) 电极片及锂离子电池
CN210111003U (zh) 一种功率分区的电加热膜结构
CN101728493A (zh) 电池壳体及具有该电池壳体的电池
CN109378556A (zh) 一种具有快速加热功能的热阻复合箔材、及采用其的电芯和电池
CN101150891B (zh) 纳米碳素晶体材料及其制备电热板的方法
CN106785215A (zh) 一种电池模组及动力电池
CN207611844U (zh) 一种带加热装置的电池模组
CN207743366U (zh) 一种动力电池组温度控制装置
CN210200918U (zh) 一种低温自加热锂离子电池系统
CN109149020A (zh) 碳纳米管-石墨烯-芳纶导电材料、锂空气电池正极材料和锂空气电池
CN107994202A (zh) 一种改善圆柱电池极片导热散热性能的方法
CN208225959U (zh) 加热温度可控的电池包及电池包系统
CN201256453Y (zh) 一种保健发热衣用发热元件
CN206180045U (zh) 一种电池模组
CN206976538U (zh) 一种电池模组加热装置
CN206524991U (zh) 锂离子电池加热膜结构
CN206353595U (zh) 一种电池模组及动力电池
CN108550750A (zh) 加热温度可控的电池包及电池包系统
CN109728329A (zh) 一种燃料电池冷启动装置
CN211630414U (zh) 一种石墨烯发热膜
CN208970680U (zh) 电池化成温控装置和配置该装置的电池化成设备
CN209401799U (zh) 一种高效散热的储电装置的电芯结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination