CN214753947U - 具有低温加热系统的锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有低温加热系统的锂电池，该具有低温加热系统的锂电池包括：主壳体、电池模组、保护板、加热组件以及导热组件。电池模组、保护板、加热组件以及导热组件设置于主壳体内部，电池模组以及加热组件分别电连接保护板。主壳体包括箱盖和箱体，电池模组设置于箱体的底壁上，若干加热片分别设置于电池模组与箱体之间，导热组件分别对应设置于若干加热片以及电池模组之间。本实用新型具有低温加热系统的锂电池通过在箱体和电池模组之间设置加热组件以及导热组件，在低温环境中能够对电池模组中的电芯进行高导热效率的精准加热，从而使得电芯表面温度能够上升至安全充电的温度。

Description

具有低温加热系统的锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种具有低温加热系统的锂电池。

背景技术

锂电池的工作温度时影响锂电池性能的重要因素。在低温条件下，锂电池的性能会出现下降表现，具体表现为充电时间延长、充放电量减少、电池容量变小以及自放电速度快等。研究表明，锂电池的适宜工作温度区间为15~26摄氏度，如果环境温度下降到一定程度，锂电池会出现无法充电以及无法放电的现象。常规的锂电池工作温度在-20~60摄氏度之间，在一般情况下环境温度低于0摄氏度后锂电池的性能就会下降，放电能力就会相应降低，所以锂电池性能完全的工作温度区间是0~40摄氏度。在锂电池进行低温充电时，锂电池内部电解液的粘度增大而发生电解液凝固现象，从而使得锂离子的移动速度降低，一部分锂离子甚至无法穿透电池隔膜完成正负极的脱嵌和嵌入，进而使电池充电量减少；锂电池进行低温充电时还容易发生析锂结晶现象，导致锂结晶刺穿隔膜，从而对锂电池造成损坏。因此，在低温环境对锂电池进行充电式，应先将锂电池升温至安全工作温度区间内。

然而，一部分现有的锂电池尽管也加入了加热功能，但这些锂电池一般采用加热涂层或烘烤线等直接暴露型加热器，并设置于电池的外壁对锂电池进行加热，在加热器与锂电池之间也未设置导热部件，这种加热方式缺乏指向性，并且传热效率低下，从而使得锂电池的升温响应相较于加热器本身叫迟滞，保护板无法根据锂电池温度情况的监控数据对加热器的功率进行精准的动态调整，进而使得这类加热系统存在过加热风险。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的锂电池加热系统由于传热效率低下而无法精准控温的技术问题，提供一种具有低温加热系统的锂电池。

一种具有低温加热系统的锂电池，该具有低温加热系统的锂电池包括主壳体、电池模组、保护板、加热组件以及导热组件。电池模组、保护板、加热组件以及导热组件设置于主壳体内部，加热组件设置于电池模组以及主壳体之间，导热组件设置于加热组件以及电池模组之间，电池模组以及加热组件分别电连接保护板。

主壳体包括箱盖和箱体，箱盖的开口端与上述箱体的开口端配合，箱盖的开口端扣合于箱体的开口端，并形成密闭的安装空间。电池模组、保护板、加热组件以及导热组件设置于箱盖与箱体形成的密闭安装空间内，电池模组设置于箱体的底壁上，加热组件设置于电池模组与箱体之间。

在其中一个实施例中，上述的加热组件包括若干加热片，若干加热片分别设置于箱体的侧壁内侧以及箱体的底壁内侧。

在其中一个实施例中，上述的单个加热片包括第一表层、第二表层以及发热层，其中第一表层、发热层以及第二表层依序堆叠，并两两间相互连接。

在其中一个实施例中，上述的导热组件包括若干第一导热件、若干第二导热件、若干第三导热件以及若干第四导热件，若干第一导热件分别对应若干加热片设置于电池模组的侧表面，若干第二导热件分别对应设置于电池模组的两端面，若干第三导热件分别设置于电池模组的顶部表面，若干第四导热件分别设置于保护板的顶部表面。

在其中一个实施例中，上述的电池模组内部若干连接板的顶部分别设置有若干限位凸起。

在其中一个实施例中，上述的箱体内部还设置有固定板，固定板通过若干限位凸起固定于若干第三导热件相对于电池模组的另一侧表面。

在其中一个实施例中，上述的保护板的底部表面固定于固定板相对于电池模组的另一侧表面。

在其中一个实施例中，上述的箱盖的具有若干安装孔以及若干凹槽，若干安装孔分别设置于箱盖的顶壁，若干凹槽设置于箱盖顶壁的外侧。

在其中一个实施例中，上述的箱盖还包括若干输电接口以及若干盖板。若干输电接口分别对应设置于若干安装孔，并且，若干输电接口分别电连接保护板，若干盖板分别对应安装于若干凹槽的开口处。

在其中一个实施例中，上述的若干凹槽的底壁分别设置有若干通孔。

上述具有低温加热系统的锂电池通过在箱体和电池模组之间设置加热组件以及导热组件，在低温环境中能够对电池模组中的电芯进行加热，并且由于传热效率提高，电池模组的升温迟滞减小，从而使得保护板能够更加精准地控制加热组件的功率。其中，保护板根据电池模组中的检测温度进行判断，当电池模组处于正常温度时，保护板直接向电池模组进行供电；当电池模组处于低温环境是，保护板向相互并联的若干加热片进行工件，从而将电池模组中电芯的表面温度加热至安全充电的温度，避免锂电池在充电时析出锂结晶，进而避免锂结晶刺穿电芯隔膜以降低电芯内部短路的安全风险。本实用新型的导热组件能够大大改善低温加热系统的传热效率，使得电池模组的升温响应更快，保护板接收到电池模组的升温反馈更加及时，从而使得本实用新型的低温加热系统能够更加精准地控制锂电池的工作温度。

附图说明

图1为一个实施例中具有低温加热系统的锂电池的结构示意图；

图2为一个实施例中具有低温加热系统的锂电池的爆炸结构示意图；

图3为图2所述实施例中具有低温加热系统的锂电池的M部分放大结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1和图2，本实用新型揭示了一种具有低温加热系统的锂电池，该具有低温加热系统的锂电池包括主壳体1、电池模组2、保护板3、加热组件4以及导热组件5。其中，电池模组2、保护板3、加热组件4以及导热组件5设置于主壳体1内部，加热组件4设置于电池模组2以及主壳体1之间，导热组件5设置于加热组件4以及电池模组2之间，电池模组2以及加热组件4分别电连接保护板3。在实际应用时，为了让本实施例中的锂电池能够在低温环境下正常使用，保护板3能够对电池模组2的电芯表面温度进行实时监测，并通过监测的温度信息选择充电模式。当电芯表面温度过低时，为了避免低温下充电出现析锂结晶的现象发生，保护板3优先对加热组件4进行供电，加热组件4将电能转化为热能，从而对电池模组2进行加热，从而使得电芯的表面温度上升至保护板3预设的正常工作温度，此时保护板3停止向加热组件4供电，并开始对电池模组2进行供电，从而实现锂电池在低温环境中的安全充电，其中导热组件5能够大大改善加热组件2与电池模组2之间的传热效率，从而使得电芯升温响应更快，进而使得本实用新型的低温加热系统对电池模组2的温度控制更加精准，以此避免加热组件4的余温使得电池模组2过加热。

请参阅图2，加热组件包括若干加热片401，若干加热片401分别对应设置于电池模组2的侧表面。在实际使用时，获得保护板3供电的若干加热片401能够在低温环境中对电池模组2中的电芯进行加热，从而使得电芯表面温度上升至可安全充电的温度。

请参阅图2，主壳体1包括箱盖11和箱体12，箱盖11的开口端与箱体12的开口端配合，在实际应用时，箱盖11的开口端扣合于箱体12的开口端，并形成密闭的安装空间。电池模组2、保护板3以及若干加热片401设置于箱盖11与箱体12形成的密闭安装空间内，其中，电池模组2设置于箱体12的底壁上，保护板3设置于电池模组2相对于箱体12底壁的另一侧表面，若干加热片401分别设置于箱体12的侧壁内侧以及箱体12的底壁内侧，并设置于电池模组2与箱体12之间。在本实施例中，箱盖11与箱体12的配合处通过胶黏剂粘结固定，从而大大增强了本实用新型主壳体1的密封性，高密封性的主壳体1能够避免环境中的水分、腐蚀性液体以及腐蚀性气体进入到本实用新型的锂电池内部，进而保证电池模组2、保护板3以及加热组件4的正常运行，以此延长本实用新型具有低温加热系统锂电池的使用寿命。

请参阅图2和图3，单个加热片401包括第一表层4011、第二表层4012以及发热层4013，其中第一表层4011、发热层4013以及第二表层4012依序堆叠，并两两间相互连接。在本实施例中，第一表层4011以及第二表层4012均优选为绝缘硅胶，发热层4013优选为经过排列后的镍合金电阻线。在本实施例中，单个加热片401由绝缘硅胶、经过排列后的镍合金电阻线以及另一层绝缘硅胶压合而成。该加热片401为薄片状产品，其具有良好的柔性，从而更容易贴近待加热的电池模组2表面，并且容易进行安装和拆卸。在实际应用过程中，若干加热片401设置于箱体12侧壁内侧和底壁内侧，并贴近与电池模组2的侧表面，并且，单个加热片401具有正极接口4014和负极接口4015，若干正极接口4014以及若干负极接口4015分别对应并联接入保护板3中。当低温环境中的锂电池需要加热时，保护板3向若干并联的加热片401等压供电，从而使得若干加热片401能够向对应电池模组2的侧表面提供热量，进而使得电池模组2中电芯的表面温度上升至可安全充电的温度。

请参阅图2，导热组件5包括若干第一导热件51、若干第二导热件52、若干第三导热件53以及若干第四导热件54，箱体12还包括固定板125。若干第一导热件51分别对应若干加热片401设置于电池模组2的侧表面，若干第二导热件52分别对应设置于电池模组2的两端面，若干第三导热件53分别设置于电池模组2的顶部表面。在实际应用时，若干第一导热件51、若干第二导热件52以及若干第二导热件53能够大大改善低温加热系统的传热效率，使得电池模组2的升温响应更快，保护板3接收到电池模组2的升温反馈更加及时，从而使得本实用新型的低温加热系统能够更加精准地控制锂电池的工作温度。电池模组2固定于箱体12的底壁内侧，并设置于对应底壁的加热片401上。电池模组2内部的若干连接板分别设置有若干限位凸起201，若干限位凸起201用于安装支撑固定板125，固定板125通过若干限位凸起201固定于若干第三导热件53相对于电池模组2的另一侧表面；固定板125用于固定保护板3，从而使得保护板3与电池模组2形成一个整体，进而增加保护板3与电池模组2之间的稳定性，并避免保护板3、电池模块2、加热组件4以及箱体12相互之间发生碰撞而造成的保护板3、电池模块2以及加热组件4的损坏。若干第四导热件54分别设置于保护板3的顶部，在实际应用时，若干第四导热件54用于将保护板3中积累的热量通过箱盖11传导至主壳体1外部，进一步增加保护板3运行的稳定性，从而减轻本实用新型的锂电池在使用时保护板3的热量积累，进而避免保护板3的高温损伤以延长保护板3的使用寿命。

请参阅图2，箱盖11的具有若干安装孔111以及若干凹槽112，若干安装孔111分别设置于箱盖11的顶壁，若干凹槽112设置于箱盖11顶壁的外侧，并且若干凹槽112的底壁分别设置有若干通孔1121。本实施例中的箱盖11还包括若干输电接口113以及若干盖板114。其中，若干输电接口113分别对应设置于若干安装孔111，并且，若干输电接口113分别电连接保护板3，若干盖板114分别对应安装于若干凹槽112的开口处。在实际应用中，若干输电接口113与电气设备连接进行电池模块2的放电，若干输电接口113与电源连接进行电池模块2的充电；若干通孔1121用于连通主壳体1和外界。本实用新型具有低温加热系统的锂电池在正常使用时，若干盖板114分别对应封闭若干凹槽112，从而保持主壳体1的密封性；当本实用新型具有低温加热系统的锂电池内部需要与外部进行气体交换以及热量交换时，用户可打开若干盖板114，并通过若干通孔1121进行主壳体1与外界的气体交换以及热量交换。

综上所述，本实用新型具有低温加热系统的锂电池通过在箱体和电池模组之间设置加热组件以及导热组件，在低温环境中能够对电池模组中的电芯进行加热，并且由于传热效率提高，电池模组的升温迟滞减小，从而使得保护板能够更加精准地控制加热组件的功率。其中，保护板根据电池模组中的检测温度进行判断，当电池模组处于正常温度时，保护板直接向电池模组进行供电；当电池模组处于低温环境是，保护板向相互并联的若干加热片进行工件，从而将电池模组中电芯的表面温度加热至安全充电的温度，避免锂电池充电时析出锂结晶，进而避免锂结晶刺穿电芯隔膜以降低电芯内部短路的安全风险。本实用新型的导热组件能够大大改善低温加热系统的传热效率，使得电池模组的升温响应更快，保护板接收到电池模组的升温反馈更加及时，从而使得本实用新型的低温加热系统能够更加精准地控制锂电池的工作温度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，包括：主壳体、电池模组、保护板、加热组件以及导热组件；所述电池模组、所述保护板、所述加热组件以及所述导热组件设置于所述主壳体内部，所述加热组件设置于所述电池模组以及所述主壳体之间，所述导热组件设置于所述加热组件以及所述电池模组之间，所述电池模组以及所述加热组件分别电连接所述保护板；

所述主壳体包括箱盖和箱体，所述箱盖的开口端与上述箱体的开口端配合，所述箱盖的开口端扣合于所述箱体的开口端，并形成密闭的安装空间；所述电池模组、所述保护板、所述加热组件以及所述导热组件设置于所述箱盖与所述箱体形成的密闭安装空间内，所述电池模组设置于所述箱体的底壁上，所述加热组件设置于所述电池模组与所述箱体之间。

2.根据权利要求1所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述加热组件包括若干加热片，若干所述加热片分别设置于所述箱体的侧壁内侧以及所述箱体的底壁内侧。

3.根据权利要求2所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，单个所述加热片包括第一表层、第二表层以及发热层，其中所述第一表层、所述发热层以及所述第二表层依序堆叠。

4.根据权利要求3所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述导热组件包括若干第一导热件、若干第二导热件、若干第三导热件以及若干第四导热件，若干所述第一导热件分别对应若干所述加热片设置于所述电池模组的侧表面，若干所述第二导热件分别对应设置于所述电池模组的两端面，若干所述第三导热件分别设置于所述电池模组的顶部表面，若干所述第四导热件分别设置于所述保护板的顶部表面。

5.根据权利要求4所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述电池模组内部若干连接板的顶部分别设置有若干限位凸起。

6.根据权利要求5所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述箱体内部还设置有固定板，所述固定板通过若干所述限位凸起固定于若干所述第三导热件相对于所述电池模组的另一侧表面。

7.根据权利要求6所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述保护板的底部表面固定于所述固定板相对于所述电池模组的另一侧表面。

8.根据权利要求1所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述箱盖的具有若干安装孔以及若干凹槽，若干所述安装孔分别设置于所述箱盖的顶壁，若干所述凹槽设置于所述箱盖顶壁的外侧。

9.根据权利要求8所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，所述箱盖还包括若干输电接口以及若干盖板；若干所述输电接口分别对应设置于若干所述安装孔，并且，若干所述输电接口分别电连接所述保护板，若干所述盖板分别对应安装于若干所述凹槽的开口处。

10.根据权利要求9所述的具有低温加热系统的锂电池，其特征在于，若干所述凹槽的底壁分别设置有若干通孔。

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