一种高低温可控的动力锂离子电池装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种高低温可控的动力锂离子电池装置，包括电池盒，电池盒内放置有电池，电池盒内壁与所述电池外壁之间形成电池制冷剂储存腔，电池制冷剂储存腔内，在电池周围设有加热装置，电池盒的外侧设有一蒸发散热管路，蒸发散热管路的进出口均与电池制冷剂储存腔连通形成一电池制冷剂循环回路，电池盒内还设有一温控开关，温控开关通过连接导线与加热装置和电池连接；电池盒上还设有与电池制冷剂储存腔连通的放气阀。本实用新型专利技术的电池装置解决了低温环境和高温环境下的电池不能正常安全工作的问题；同时本实用新型专利技术对电池的加温和降温过程均在电池盒内部进行，不需在电池盒外附加动力装置，结构简洁，方便操作、安全系数较高。

【技术实现步骤摘要】
一种高低温可控的动力锂离子电池装置
本技术属于锂离子电池技术应用领域，涉及一种在低温和高温条件下高效率应用的动力锂离子电池装置。
技术介绍
目前，在二次锂离子电池的应用技术行业，锂离子电池电池组的构成通常是按照电池应用的技术需要，依照单个电芯的容量和电压指标，对电芯进行串联和并联，以达到所需要的锂离子电池电池组的容量和输出电压指标。通常用于室外设备的锂离子电池的电池组及其电池盒，具有为满足搬运以及安装要求而设置的部件和附件外，还具有一定程度的防雨功能。在众多环境要素中，温度对电池性能的影响最大。由于锂离子电池的电芯温度特点，通常电池生产厂商标称的锂离子电池充电环境温度范围在-10℃～55℃，放电环境温度范围在-20℃～60℃。实际的锂离子电池产品的最佳工作温度范围是在20℃～40℃。锂离子电池对0～40℃这个区间的温度并不敏感，超过这个温度区间，寿命和容量就会打折扣。然而，我国地域广阔，南北纬度跨度大，尤其在冬季南北地域温差大，现有的锂离子电池产品在这样的地域和温差的使用条件下，存在以下电池的热管理技术缺点：1、在低温环境条件下在低于0℃的低温环境中，由于锂离子电池所用的电解液作为有机液体，如同油脂，会在低温下变粘稠甚至凝结。此时，导电的锂盐在里面的活动大大受到限制，这样电池充电效率很低，从而会导致锂离子电池在低温下充电慢，也充不满。在低于0℃的低温环境中，锂离子电池放电，由于负极表面SEI膜对锂离子传递过程的阻力作用，电池的放电性能比在常温下显著变差，电池放电容量有很大的衰减。理论上锂离子电池不能在环境温度低于0℃的环境中对电池充电。在环境低温0℃时充电，会增大聚合物锂离子电池组内压，并可能使电芯安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在5～30℃之间。在常压地区和地区的通常湿度时，环境温度降到露点温度时，电池凝露会造成短路。当锂离子电池从温暖的环境下被拿到低于0℃的环境下使用时，就会很容易在其电池内部的电路板上形成凝露现象，凝露会造成电池短路。当凝露现象较为严重，那么就很有可能造成锂离子电池的电路板短路，从而影响消费者的使用，更甚者会造成产品冒烟、着火、大电流放电等危害。长时间在低温环境中使用，或者在-40℃超低温环境中，锂离子电池会被“冻坏”造成永久损害。由于受到地域和气候的自然环境温度影响，使得锂离子电池的使用温度受到很大的限制。在野外使用时的气温温度低于5℃时，锂离子电池的电池放电效率就会下降，温度再低就会下降更多。在实际的应用中，锂离子电池组在-10℃放电效率接近70％，在-15℃放电效率接近50％，在-20℃放电效率接近30％。在近几年的公开有关北方冬季应用锂离子电池的电动汽车报道中，出现北方大城市在-20℃气温因锂离子电池放电率低不能上路，对锂离子电池技术的推广十分不利影响。在我国南北地域在同一季节户外温度差异很大，同样在冬季的12月到次年的2月份，在我国大部分北方地区户外平均气温在0℃以下，按照通常技术组装的锂离子电池在户外气温下电池的放电效率很低，甚至基本不能使用，这就严重阻碍了锂离子电池技术产品的技术推广应用。2、在高温环境条件下在高于40℃的低温环境中，按照通常技术组装的锂离子电池组，充电时间在6～8小时，充电时间过长，锂离子电池的充电效率受到影响，不利于用户使用锂离子电池的积极性。充电时间长，主要原因是充电电流小，当充电快时就要用大电流充电，使得电池组温度会升高，通常的电池组及电池盒本身的散热性能差，不利于锂离子电池组安全充电。高温环境对SEI膜产生不利影响。SEI膜在锂离子电池中作用是隔离正负极，通过锂离子，阻止电子通过。当电池温度升高时，SEI膜发生放热分解。在50℃以上时，电池的放电容量，放电能量下降，高温环境充电，以及在大电流充电时会引起电池温度升高，在高温时锂离子电池充电，因充电时可能产生的气体有使电池膨胀爆炸的风险。在60℃时，锂离子电池恒流充电所获得的电量补充逐渐减少，而恒压阶段获得的电量显著增加。这是由于电池极化现象引起的。60℃时容量衰减较快。锂离子电池容量衰退都有电池极化的影响，即锂离子扩散速度跟不上电子的转移速度，使得电池正极容纳的锂离子越来越少。在温度高于60℃的高温下，这种极化过程很大程度地加剧，这是导致锂离子电池容量衰减的根本原因。(1)在现有技术的锂离子电池结构中，多数锂电池采用塑料和金属作电池盒子，用于容纳内部电芯和保护板，支撑电池的重量和电池的固定放置，以及电路连线，不能在北方地区的低温季节给电池保温，不能支持电池在低温环境下的正常工作；(2)在现有技术的锂离子电池结构中，多数锂电池盒子没有散热装置，不能主动散热，抑制电池温度的升高。在高温环境下，电池工作时温度会持续升高，使得电池的充电效率降低。(3)在现有技术的锂离子电池结构中，锂电池盒子没有灭火装置。在电池充电过热时，以及在用电放电时，电池温度升高造成的电池起火，不能自动进行消防灭火，有危害人身安全的风险。(4)当电池由温度较高的室内环境被带出到低温较低的室外环境时，由于电池盒体及电芯温度在一定时间内温度高于外部自然环境，出现电池盒的内外壁有较大温度差，有时会导致在温度较高的电池盒壁的内部一侧出现凝露现象。凝露在电池内部出现，露珠会在电芯或电路板上会造成电路短路，严重的造成电池短路发热起火，危害人员安全。一现有技术，技术专利号CN201717346U，名称《一种动力锂电池温度控制装置》，采用温度控制装置控制锂电池的温度，其采用了循环泵装置，用高、低温的热水或冷水作为加温或冷却源，在电池盒壁内用水介质循环给锂电池升温或降温。其存在缺点是，一其必须在电池体外部，要再制备作为热源的热水和作为冷源的冷水，另要再设置温控单元控制循环泵装置的工作状态；二其用在电池外部的电池盒子作为盒内电池的加热和冷却的装置，用给电池盒加热或降温的方法，来给电池盒里边的电池升温或降温；三其电池放在电池盒里边，在电池盒外散热器附加风扇以散热，设备结构复杂，且升降温速度慢，存在安全隐患。
技术实现思路
有鉴于此，在锂离子动力电池的技术应用行业，本技术提供一种高低温可控的动力锂离子电池装置，为电池提供适合的工作温度环境，满足在自然环境低温条件下电池高效率放电，在充放电时能够及时维持电芯在合适的温度，保护电池的电芯，使电池能正常使用，增长锂离子电池的使用期；在高温环境下，满足及时控制电芯温度，抑制电池温度升高，维持电池的适合温度，解决了现有技术中存在的问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种高低温可控的动力锂离子电池装置，包括电池盒，电池盒内放置有电池，电池盒内壁与所述电池外壁之间形成电池制冷剂储存腔，所述电池制冷剂储存腔内，在所述电池周围设有加热装置，所述电池盒的顶盖外侧设有一蒸发散热管路，所述蒸发散热管路的进出口均与所述电池制冷剂储存腔连通形成一电池制冷剂循环回路，所述电池盒内还设有一温控开关，所述温控开关通过连接导线与所述加热装置和电池连接；所述电池盒上还设有与所述电池制冷剂储存腔连通的放气阀。进一步的，所述蒸发散热管路包括蒸发器和散热器，其中所述蒸发器的一端与所述电池制冷剂储存腔连通，另一端连接散热器，所述散热器的另一端通过导液管与所述电池制冷剂储存腔连通形成电池制冷剂循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低温可控的动力锂离子电池装置，其特征在于：包括电池盒，电池盒内放置有电池，电池盒内壁与所述电池外壁之间形成电池制冷剂储存腔，在所述电池周围设有加热装置，所述电池盒的外侧设有一蒸发散热管路，所述蒸发散热管路的进出口均与所述电池制冷剂储存腔连通形成一电池制冷剂循环回路，所述电池盒内还设有一温控开关，所述温控开关通过连接导线与所述加热装置和电池连接；所述电池盒上还设有与所述电池制冷剂储存腔连通的放气阀。

【技术特征摘要】
1.一种高低温可控的动力锂离子电池装置，其特征在于：包括电池盒，电池盒内放置有电池，电池盒内壁与所述电池外壁之间形成电池制冷剂储存腔，在所述电池周围设有加热装置，所述电池盒的外侧设有一蒸发散热管路，所述蒸发散热管路的进出口均与所述电池制冷剂储存腔连通形成一电池制冷剂循环回路，所述电池盒内还设有一温控开关，所述温控开关通过连接导线与所述加热装置和电池连接；所述电池盒上还设有与所述电池制冷剂储存腔连通的放气阀。2.根据权利要求1所述的高低温可控的动力锂离子电池装置，其特征在于：所述蒸发散热管路包括蒸发器和散热器，其中所述蒸发器的一端与所述电池制冷剂储存腔连通，另一端连接散热器，所述散热器的另一端通过导液管与所述电池制冷剂储存腔连通形成电池制冷剂循环回路。3.根据权利要求1或2所述的高低温可控的动力锂离子电池装置，其特征在于：所述电池制冷剂储存腔还与所述电池内部空间连通。4.根据权利要求1或2所述的高低温可控的动力锂离子电池装置，其特征在于：所述温控开关通过一温控开关固定板设置于所述电池上部，且所述温控开关固定板上开设有固定板过液孔。5.根据权利要求3所述的高低温可控的动力锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文革，张文宾，李保广，李晔，
申请(专利权)人：天津四洋新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12