CN211320266U - 一种锂电池温控装置以及一种锂电池 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种锂电池温控装置以及一种锂电池。锂电池温控装置通过热敏电阻设置于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；裸电芯设置于锂电池内部。采用热敏电阻与锂电池裸电芯串联的方式，不需要对加热片设置单独的电路，在对锂电池充放电过程中完成了对锂电池的加热。解决了现有技术中对锂电池进行加热时，需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，使锂电池结构复杂实施困难的问题。本申请实施例方案简单可靠，方便实施。

Description

一种锂电池温控装置以及一种锂电池

技术领域

本申请属于锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种锂电池温控装置以及一种锂电池。

背景技术

锂离子电池处在15-45℃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，锂离子电池进行充电会存在负极析锂，从而造成严重的寿命衰减甚至于安全问题。负极析锂：锂离子电池不能在温度低于0℃的环境下对电池充电.尽管会显示充电正常,但是在阳极表面会有金属锂析出.这个过程不可逆.如果在低温下重复充电,对电池造成损害,降低电池的安全性,特别是在受到外界的挤压及冲击等时。

因此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。热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器NTC(Negative Temperature Coefficient)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。现有的热管理系统通常采用PTC热敏电阻(Positive Temperature Coefficient)或电阻丝对外部液体进行加热，然后液体流通到电池包内将热量传递给电池单体，在液体流动过程中，存在着热量损耗，从而导致加热效率不高。

公告号为CN205406677U的专利公开了一种锂离子电池，如图1中所示，包括顶盖1、电连接接口2、密封结构3、导线4、膜片加热器5、裸电芯绝缘层6以及锂离子电池壳体。为了实现电池单体的内加热，将膜片加热器集成在电芯内部，直接与裸电芯接触并对其进行加热。当监测到电池温度过低时，通过导线4对膜片加热器5进行通电，从而对裸电芯8进行加热，等温度升到一定程度，将膜片加热器断电。公布号为CN107591589A的专利公开了一种电芯加热控温方法，通过另外的加热装置加热裸电芯并保持在一定温度范围。裸电芯是指不包含外壳的锂电池的内部结构，由正极片、负极片、隔离膜卷绕或叠片而成。

由此可见，现有技术使用膜片加热器对锂电池进行加热，需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，解决方案结构复杂实施困难。

发明内容

本发明提出了一种锂电池温控装置以及一种锂电池，旨在解决现有技术中对锂电池进行加热时，需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，使锂电池结构复杂实施困难的问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种锂电池温控装置，具体包括：

热敏电阻：连接于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；

裸电芯极耳：设置于裸电芯两端，用于连接锂电池极柱；

锂电池极柱：设置于锂电池两端，用于连接外部电源进行锂电池充放电；

裸电芯设置于锂电池内部。

可选地，热敏电阻为负温度系数的热敏电阻NTC。

可选地，热敏电阻为片状、丝状、条状或者粉末状。

可选地，裸电芯包括裸电芯正极极耳和裸电芯负极极耳，锂电池包括锂电池正极极柱和锂电池负极极柱；所述裸电芯正极极耳连接所述锂电池正极极柱，裸电芯负极极耳连接所述锂电池负极极柱。

可选地，热敏电阻连接于所述裸电芯正极耳与所述锂电池正极极柱之间。

可选地，热敏电阻连接于所述裸电芯负极耳与所述锂电池负极极柱之间。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种锂电池，包括裸电芯以及电池外壳，具体的，包括锂电池温控装置，锂电池温控装置具体包括：

热敏电阻：连接于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；

裸电芯极耳：设置于裸电芯两端，用于连接锂电池极柱；

锂电池极柱：设置于锂电池两端，用于连接外部电源进行锂电池充放电；

所述裸电芯设置于锂电池内部。

可选地，热敏电阻设置于所述裸电芯内部。

可选地，热敏电阻设置于所述裸电芯外部。

可选地，热敏电阻均匀设置于所述裸电芯内部或外部，用于对裸电芯进行均匀加热。

采用本申请实施例中的锂电池温控装置以及一种锂电池，通过热敏电阻设置于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；裸电芯设置于锂电池内部。采用热敏电阻与锂电池裸电芯串联的方式，不需要对加热片设置单独的电路，在对锂电池充放电过程中完成了对锂电池的加热。解决了现有技术中对锂电池进行加热时，需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，使锂电池结构复杂实施困难的问题。本申请实施例方案简单可靠，方便实施。

另一方面，通过设置负温度系数的热敏电阻NTC，根据负温度系数的热敏电阻NTC随着温度降低其电阻升高的自身特性，实现了低温下加热，自动根据裸电芯的温度调整电阻以控制器发热量，有效改善锂电池的低温性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1中示出了根据本申请实施例的锂电池温控装置的结构示意图；

图2中示出了根据本申请另一实施例的锂电池温控装置的结构示意图；

图3中示出了根据本申请另一实施例的锂电池温控装置的结构示意图；

图4中示出了根据本申请实施例的锂电池的裸电芯结构示意图；

图5中示出了根据本申请实施例的锂电池的热敏电阻片的结构示意图；

图6中示出了根据本申请实施例的锂电池的裸电芯与热敏电阻片的装配结构示意图。

具体实施方式

在实现本申请的过程中，发明人发现电池处于低温环境时，锂离子电池进行充电会存在负极析锂，从而造成严重的寿命衰减甚至于安全问题。因此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。但现有技术使用膜片加热器对锂电池进行加热，存在需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，解决方案结构复杂实施困难的问题。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种锂电池温控装置以及一种锂电池，通过热敏电阻设置于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；裸电芯设置于锂电池内部。采用热敏电阻与锂电池裸电芯串联的方式，不需要对加热片设置单独的电路，在对锂电池充放电过程中完成了对锂电池的加热。解决了现有技术中对锂电池进行加热时，需要单独的线路、控制单元以及以及温度传感器等配件，使锂电池结构复杂实施困难的问题。本申请实施例方案简单可靠，方便实施。

另一方面，发明人发现现有技术中将加热膜片设置于裸电芯的外围，裸电芯自身导热系数较低，当裸电芯厚度较大时，此方案对裸电芯内部的加热效果一般。或通过PTC进行加热时需要进行温控及断电操作。本申请实施例通过设置负温度系数的热敏电阻NTC，根据负温度系数的热敏电阻NTC随着温度降低其电阻升高的自身特性，实现了低温下加热，自动根据裸电芯的温度调整电阻以控制器发热量，有效改善锂电池的低温性能。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

图1中示出了根据本申请实施例的锂电池温控装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例的锂电池温控装置具体包括：

热敏电阻2：连接于裸电芯极耳1与锂电池极柱3之间，用于对裸电芯进行加热；

裸电芯极耳1：设置于裸电芯两端，用于连接锂电池极柱3；

锂电池极柱3：设置于锂电池两端，用于连接外部电源对进行锂电池充放电；

裸电芯设置于锂电池内部。

优选地，将负温度系数热敏电阻NTC置于裸电芯的中间，相比现有技术的裸电芯的正负极极耳分别于电池外壳的正负极极柱直接相连，本申请将热敏电阻NTC串联在裸电芯和电池外壳极柱中间。

优选地，热敏电阻2为负温度系数的热敏电阻NTC。

本实施例中，热敏电阻NTC选用合适灵敏度、工作温度范围以及电阻的NTC片，其在正常温度时热敏电阻NTC的电阻值明显小于裸电芯的电阻，保证不影响裸电芯的正常工作，随着温度的降低，热敏电阻NTC的电阻应明显升高，起到自身发热升高从而对裸电芯迅速加热的效果。

优选地，热敏电阻2为片状、丝状、条状或者粉末状。

优选地，裸电芯包括裸电芯正极极耳11和裸电芯负极极耳12，锂电池包括锂电池正极极柱31和锂电池负极极柱32；裸电芯正极极耳11连接所述锂电池正极极柱31，裸电芯负极极耳12连接所述锂电池负极极柱32。

图2中示出了根据本申请另一实施例的锂电池温控装置的结构示意图。

如图2所示，热敏电阻2连接于裸电芯正极耳11与所述锂电池正极极柱31之间。

图3中示出了根据本申请另一实施例的锂电池温控装置的结构示意图。

如图3所示，热敏电阻2连接于裸电芯负极耳12与所述锂电池负极极柱32之间。

实施例2

本申请实施例还提供了一种锂电池，包括裸电芯以及电池外壳，具体的，包括实施例1中的锂电池温控装置。

本实施例中，热敏电阻2设置于裸电芯10内部。

图4中示出了根据本申请实施例的锂电池的裸电芯结构示意图，图5中示出了根据本申请实施例的锂电池的热敏电阻片的结构示意图，图6中示出了根据本申请实施例的锂电池的裸电芯与热敏电阻片的装配结构示意图。

如图4、图5及图6所示，热敏电阻2采用片状结构，裸电芯10采用内部中空的结构，热敏电阻2设置于裸电芯10内部中空对裸电芯10进行均匀加热。

另一种实施例中，热敏电阻2还可以设置于裸电芯10外部。

具体的，热敏电阻2为片状、丝状、条状或者粉末状。热敏电阻2均匀设置于裸电芯内部或外部，用于对裸电芯进行均匀加热。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种锂电池温控装置，其特征在于，具体包括：

热敏电阻：连接于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；

裸电芯极耳：设置于裸电芯两端，用于连接锂电池极柱；

锂电池极柱：设置于锂电池两端，用于连接外部电源对进行锂电池充放电；

所述裸电芯设置于锂电池内部。

2.根据权利要求1所述的锂电池温控装置，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻NTC。

3.根据权利要求1所述的锂电池温控装置，其特征在于，所述热敏电阻为片状、丝状、条状或者粉末状。

4.根据权利要求1所述的锂电池温控装置，其特征在于，所述裸电芯包括裸电芯正极极耳和裸电芯负极极耳，所述锂电池包括锂电池正极极柱和锂电池负极极柱；所述裸电芯正极极耳连接所述锂电池正极极柱，裸电芯负极极耳连接所述锂电池负极极柱。

5.根据权利要求1所述的锂电池温控装置，其特征在于，所述热敏电阻连接于所述裸电芯正极耳与所述锂电池正极极柱之间。

6.根据权利要求1所述的锂电池温控装置，其特征在于，所述热敏电阻连接于所述裸电芯负极耳与所述锂电池负极极柱之间。

7.一种锂电池，包括裸电芯、电池外壳以及锂电池温控装置，其特征在于，所述锂电池温控装置具体包括：

热敏电阻：连接于裸电芯极耳与锂电池极柱之间，用于对裸电芯进行加热；

裸电芯极耳：设置于裸电芯两端，用于连接锂电池极柱；

锂电池极柱：设置于锂电池两端，用于连接外部电源进行锂电池充放电；

所述裸电芯设置于锂电池内部。

8.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述热敏电阻设置于所述裸电芯内部。

9.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述热敏电阻设置于所述裸电芯外部。

10.根据权利要求8或9任一项所述的锂电池，其特征在于，所述热敏电阻均匀设置于所述裸电芯内部或外部，用于对裸电芯进行均匀加热。

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