CN111641007A - 一种低温地带用锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温地带用锂电池，包括外壳、内芯、正电极和负电极，所述外壳的内壁固定有多个减震弹簧，多个所述减震弹簧共同固定有控制块，所述控制块的内部开设有发热腔和蓄热腔，所述外壳的侧壁开设有传热腔，所述蓄热腔的内壁贯穿插设有进气管和排气管，所述进气管和排气管对称设置且均与传热腔内部连通。优点在于：通过在发热腔内部填充醋酸钠过饱和溶液，使得电池在工作初期受到人为的震荡后，醋酸钠过饱和溶液将受到刺激而开始析出晶体，并且该过程会释放大量的热，从而使得电池内部得到加热，使得电池能够克服外界寒冷环境，保证电池供电初期具有良好的放电性能。

Description

一种低温地带用锂电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种低温地带用锂电池。
背景技术
在电池行业中，技术的性能突破受到许多外界条件的限制，尤其是温度条件的制约，良好的运行温度是电池安全、高效工作的前提，电池温度是制约电池性能提升的关键因素；
在我国北方等低温地带中，冬季的室外温度经常能达到-30℃左右，而现实生活中的最常用的锂电池工作温度为-20℃～60℃，不过一般低于0℃后锂电池性能就会下降，放电能力就会相应降低，极易导致使用电池在使用初期无法向外界正常稳定的供电。
目前常用的解决办法是人为的给电池加热，以使其达到稳定的工作温度，但此种方法较为麻烦且存在一定的风险，不适合广泛推广，因此亟需一种低温地带用锂电池。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中锂电池低温环境下放电性能较弱的问题，而提出的一种低温地带用锂电池。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种低温地带用锂电池，包括外壳、内芯、正电极和负电极，所述外壳的内壁固定有多个减震弹簧，多个所述减震弹簧共同固定有控制块，所述控制块的内部开设有发热腔和蓄热腔，所述外壳的侧壁开设有传热腔，所述蓄热腔的内壁贯穿插设有进气管和排气管，所述进气管和排气管对称设置且均与传热腔内部连通。
在上述的低温地带用锂电池中，所述发热腔的内壁固定有释放弹簧，所述释放弹簧的底部固定有发热腔内壁密封滑动连接的带动板，所述发热腔的内部填充有醋酸钠过饱和溶液。
在上述的低温地带用锂电池中，所述蓄热腔的内部填充有二氯甲烷溶液，所述进气管和排气管均为橡胶软管且内部均设有单向阀，所述蓄热腔的内壁贯穿插设有与发热腔内部醋酸钠过饱和溶液接触的导热板。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明中，通过在发热腔内部填充醋酸钠过饱和溶液，使得电池在工作初期受到人为的震荡后，醋酸钠过饱和溶液将受到刺激而开始析出晶体，并且该过程会释放大量的热，从而使得电池内部得到加热，使得电池能够克服外界寒冷环境，保证电池供电初期具有良好的放电性能；
2、本发明中，通过液体二氯甲烷的吸热气化，使得晶体析出过程的热量得到快速的收集，在通过气化后二氯甲烷气体全方位的与传热腔内壁接触，使得气态二氯甲烷的热量快速被外壳吸收，从而使得电池内部温度的提升速度非常快且全面，从而使得电池能够快速进入高效的供电状态；
3、本发明中，通过多个减震弹簧全方位的固定控制块，使得控制块得到全面的缓冲，使得外部轻微的冲击不会对控制块造成刺激，配合释放弹簧和带动板的压紧作用，使得醋酸钠过饱和溶液不会轻易受到外部冲击的影响，因此在电池存放和搬运时能够保持内部环境的稳定；
4、本发明中，在电池受到较大程度的晃动时，带动板将挤压释放弹簧使其收缩，从而使得醋酸钠过饱和溶液能够活动的空间增大啊，从而使得醋酸钠过饱和溶液得以在惯性作用下与发热腔的内壁发生较强的撞击，从而使得醋酸钠过饱和溶液得到足够的刺激而启动，使得醋酸钠过饱和溶液的启动过程更加稳定；
5、本发明中，在电池持续工作后，其内部将持续发热，从而使得传热腔内部的二氯甲烷携带热量回到蓄热腔中，再通过导热板将热量传递给发热腔内部溶液及晶体，使得析出的晶体重新融化，从而使得醋酸钠过饱和溶液复原，进而使得电池能够保持克服低温环境的能力。
附图说明
图1为本发明提出的一种低温地带用锂电池的结构示意图；
图2为图1中A-A方向的剖视图。
图中：1外壳、2内芯、3正电极、4负电极、5控制块、6发热腔、7蓄热腔、8释放弹簧、9带动板、10传热腔、11进气管、12排气管、13减震弹簧、14导热板。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-2，一种低温地带用锂电池，包括外壳1、内芯2、正电极3和负电极4，外壳1的内壁固定有多个减震弹簧13，多个减震弹簧13共同固定有控制块5，减震弹簧13对控制块5起到全方位的缓冲作用，使得外部轻微的晃动和冲击不会对控制块5起到作用，使得控制块5保持稳定状态，使得电池在搬运过程中内部环境不受影响，控制块5的内部开设有发热腔6和蓄热腔7，外壳1的侧壁开设有传热腔10，蓄热腔7的内壁贯穿插设有进气管11和排气管12，进气管11和排气管12对称设置且均与传热腔10内部连通。
发热腔6的内壁固定有释放弹簧8，释放弹簧8的底部固定有发热腔6内壁密封滑动连接的带动板9，发热腔6的内部填充有醋酸钠过饱和溶液，带动板9在释放弹簧8的弹力作用下将醋酸钠过饱和溶液压紧，从而使得醋酸钠过饱和溶液没有晃动的空间，使得醋酸钠过饱和溶液在面对外部轻度冲击时不会受到影响，而在外部晃动较强时，带动板9将压缩释放弹簧8从而使得醋酸钠过饱和溶液运动空间增大，此时才能受到刺激，冷却的醋酸钠过饱和溶液，暂时处于亚稳态，当受到某些刺激如加入一些固体的晶体或晃动则此状态会失去平衡，过多的溶质就会结晶，恢复成一个适合此时温度的平衡状态，过多的溶质像水结冰一样迅速结晶，而结晶的同时会放出热量，并且对析出晶体及溶液加热后将使得晶体融化从而重新形成醋酸钠过饱和溶液。
蓄热腔7的内部填充有二氯甲烷溶液，通过二氯甲烷溶液的气化与液化过程完成热量的收集与传递，使得电池能够在工作初期得到全面的加热，进气管11和排气管12均为橡胶软管且内部均设有单向阀，蓄热腔7的内壁贯穿插设有与发热腔6内部醋酸钠过饱和溶液接触的导热板14，导热板14采用铜制成，具有较强的导热性能，能够减少热量的传递的损失。
本发明中，在寒冷的环境中使用电池时，由于温度的影响使得电池工作初期放电性能较弱，为了保证稳定的电压输出，使用前猛烈的晃动电池，使得释放弹簧8在猛烈的晃动下被带动板9挤压而收缩，从而使得发热腔6内部醋酸钠过饱和溶液活动空间增大，从而使得醋酸钠过饱和溶液在来回的晃动下与发热腔6的内壁发生较大的冲击，从而使得醋酸钠过饱和溶液受到足够强的刺激，进而使得醋酸钠过饱和溶液开始析出晶体；
而醋酸钠过饱和溶液析出晶体的过程是一个放热的过程，能够释放较多的热量，从而使得导热板14将醋酸钠过饱和溶液释放的热量传递至蓄热腔7内部的二氯甲烷溶液，使得二氯甲烷溶液受热蒸发，从而使得蓄热腔7内部的气压增加，气态的二氯甲烷得以穿过排气管 12而进入到传热腔10中，由于传热腔10内部空间较大，气态二氯甲烷将迅速扩散，从而使得气态二氯甲烷迅速将自身的热量传递给外壳1并液化等待后续使用，从而使得外壳1全方位接收热量而使得电池本身的温度得到提升；
随着醋酸钠过饱和溶液中晶体析出的持续，电池的温度短时间内得到质的提升，并且是由电池内部散热，使得电池内部环境更加适合放电，从而使得电池能够在工作的初期保持较高的放电性能，从而避免电池在使用初期无法向外界正常稳定供电的情况发生；
在电池度过前期低温供电状态后，电池随着使用时间的增长，内部温度也将随自身的发热而不断在增加，从而使得电池能够在低温环境保持较高的供电能力，而在电池长时间工作后，电池内部温度将完全能够克服外界环境并需要及时散热时，传热腔10内部液态二氯甲烷将吸收电池内部发出的热量而气化，从而使得传热腔10内部气压增大，从而使得气态的二氯甲烷将通过进气管11进入到排空的蓄热腔7内部，进入蓄热腔7内部的气态二氯甲烷会将自身的热量迅速传递给导热板14，进而使得发热腔6内部的溶液和晶体得到加热，从而使得晶体再次融化，随着热量的不断转移，使得发热腔6内部溶液不断吸收热能而使得晶体不断融化，从而再次形成可放热的醋酸钠过饱和溶液；
此过程不仅吸收了电池工作过程散热出的热量使得电池能够稳定工作外，还能够将析出晶体后的溶液恢复为醋酸钠过饱和溶液，从而使得电池在使用完毕后经过冷却放置，可在下次使用时保持高效的放热，从而使得电池能够稳定的克服低温环境，使得电池使用更加方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低温地带用锂电池，包括外壳(1)、内芯(2)、正电极(3)和负电极(4)，其特征在于，所述外壳(1)的内壁固定有多个减震弹簧(13)，多个所述减震弹簧(13)共同固定有控制块(5)，所述控制块(5)的内部开设有发热腔(6)和蓄热腔(7)，所述外壳(1)的侧壁开设有传热腔(10)，所述蓄热腔(7)的内壁贯穿插设有进气管(11)和排气管(12)，所述进气管(11)和排气管(12)对称设置且均与传热腔(10)内部连通。
2.根据权利要求1所述的一种低温地带用锂电池，其特征在于，所述发热腔(6)的内壁固定有释放弹簧(8)，所述释放弹簧(8)的底部固定有发热腔(6)内壁密封滑动连接的带动板(9)，所述发热腔(6)的内部填充有醋酸钠过饱和溶液。
3.根据权利要求2所述的一种低温地带用锂电池，其特征在于，所述蓄热腔(7)的内部填充有二氯甲烷溶液，所述进气管(11)和排气管(12)均为橡胶软管且内部均设有单向阀，所述蓄热腔(7)的内壁贯穿插设有与发热腔(6)内部醋酸钠过饱和溶液接触的导热板(14)。
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