一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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，本发明专利技术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，本发明专利技术提供的低温自加热锂离子电池系统能够在‑40℃下正常工作。

A low temperature self heating lithium ion battery system and its preparation method

The invention provides a low-temperature self heating lithium-ion battery system and a preparation method thereof, belonging to the battery heating technical field. The low-temperature self heating lithium-ion battery system provided by the invention includes a battery module, a far-infrared heater, a temperature sensor and a wire. The invention uses the battery module itself to provide electric energy for the far-infrared heating body, so that the far-infrared heating paper layer of the whisker carbon nanotube in the far-infrared heating body emits heat, thus heating the battery module; after heating, the electric energy released by the battery module will gradually increase, so that the whisker carbon nanotube heating paper emits higher temperature, so that the virtuous cycle makes The battery module can work normally in the low temperature environment; at the same time, the invention uses the temperature sensor to protect the circuit to prevent the potential safety hazard caused by the excessive current in the circuit. The result of the embodiment shows that the low-temperature self heating lithium-ion battery system provided by the invention can work normally at \u2011 40 \u2103.

【技术实现步骤摘要】
一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法
本专利技术涉及电池加热
，特别涉及一种低温自加热锂离子电池系统及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。本专利技术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。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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，本专利技术提供的低温自加热锂离子电池系统能够在-40℃下正常工作。本专利技术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。具体实施方式本专利技术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。本专利技术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，在本专利技术的具体实施例中，所述电池单体的个数优选为5个。在本专利技术中，所述电池模组优选为pack包型电池模组；本专利技术对所述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。本专利技术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。在本专利技术中，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。在本专利技术中，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。在本专利技术中，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。在本专利技术中，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。在本专利技术中，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。本专利技术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。在本专利技术中，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)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；/n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；/n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；/n所述每片远红外发热体的表面一侧均设置有温度传感器。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓刚，郑典模，蔡满园，聂艳艳，陈珑，潘鹤政，李旭，
申请(专利权)人：江西克莱威纳米碳材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36