一种恒温单体锂电池及锂电池组的制作方法

1.本公开涉及储能技术领域，尤其涉及一种恒温锂电池及锂电池组。


背景技术：

2.由于锂电池的优异的电性能，使得其被广泛应用在各种环境中来对用电设备进行供能。但是锂电池的工作性能和使用寿命受环境温度的影响很大。在低温环境下，锂电池的电解液凝滞，内阻降低，并可能在阴极形成锂凝结，不可逆的影响电池寿命。在低温下，电池的放电性能也会大幅度的衰减，使得放电的倍率和储电的容量都会大幅度缩减。
3.在现有技术中，常常会给单体锂电池包裹一层加热膜，但是单体锂电池由于安装位置的不同，会出现锂电池的一面与隔音棉或其他电元件接触。有一些电元件对温度的要求较高，此时包裹在锂电池表面的加热膜会对与其接触的电元件的性能产生影响。
4.对于锂电组则会加装加热装置，但是这种加热装置一般布置在锂电组的外表面，导致锂电池内外存在温度差。
5.也有现有技术在组成锂电池组的每一个单体锂电池之间加装加热装置，但是由于锂电池内的散热不佳，其比锂电池的外表面散热更慢，因此也会导致锂电池组的内外存在温度差。
6.而温度对锂电池有较大的影响，因此会造成组成锂电池组的各个单体锂电池其内阻、电容量、寿命不一致，导致锂电池组整体的性能不佳，无法输出正常的工作电压。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种恒温单体锂电池及锂电池组，可以调控单体锂电池各个面的温度，并使得锂电池组输出更稳定的工作电压。
8.第一方面，本公开提供了一种恒温单体锂电池，包括锂电池本体、第一加热膜、第二加热膜、第一温度传感器、第二温度传感器和加热膜温度控制系统，第一加热膜覆盖锂电池本体的一侧，第二加热膜覆盖锂电池本体的另一侧，第一温度传感器设置在锂电池本体覆盖有第一加热膜的一侧，以监测锂电池本体一侧的温度，第二温度传感器设置在锂电池本体覆盖有第二加热膜的一侧，以监测锂电池本体另一侧的温度，第一温度传感器连接至加热膜温度控制系统，以将第一温度传感器监测得到的锂电池本体一侧的温度发送至加热膜温度控制系统，第二温度传感器连接至加热膜温度控制系统，以将第二温度传感器监测的到的锂电池本体另一侧的温度发送至加热膜温度控制系统，加热膜温度控制系统分别连接至第一加热膜和第二加热膜，以控制第一加热膜或第二加热膜对锂电池本体进行加热。
9.可选的，第一加热膜和第二加热膜为聚酰亚胺薄膜电热膜。
10.第二方面，本公开提供了一种恒温锂电池组，由多个第一部分所述的恒温单体锂电池堆叠组成。
11.可选的，在每个恒温单体锂电池相接处还包括调温层。
12.可选的，所述调温层为超导温管。
13.可选的，还包括加热器，所述加热器与调温层连接以对调温层进行加热。
14.可选的，还包括调温层控制系统，所述调温层控制系统连接至加热器以对加热器加热的温度进行控制。
15.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
16.第一方面，本公开提供了一种恒温单体锂电池，锂电池本体分别由第一加热膜和第二加热膜覆盖，通过第一温度传感器和第二温度传感器分别将锂电池本体不同侧的温度反馈给加热膜温度控制系统，加热膜温度控制系统则根据预先设定的参数分别控制第一加热膜和第二加热膜来实现单体锂电池各个侧面的差异化恒温控制。在该单体锂电池安装的位置接触到一些敏感的电元件，工程师可以对这种恒温单体锂电池与电元件接触的这一侧的温度进行调整，以减少对该电元件的影响。
17.第二方面，本公开提供了一种恒温锂电池组，该恒温锂电池组由多个上述第一方面的恒温单体锂电池堆叠组成。由于第一方面的恒温单体锂电池其两个面的温度都可以单独、进行控制，因此在单体锂电池相互堆叠在一起组成锂电池组时，可以通过加热膜温度控制系统来控制恒温锂电池组的单体锂电池相互接触的面上的加热膜的加热温度来使得电池组内外温度一致。
18.还可以通过设置调温层来使得锂电池组内的温度均匀分布或者通过调温层排出锂电池组内积蓄的温度实现更好的均匀温度的效果，避免加热膜或锂电池产生的温度积蓄在锂电池组内。
19.还可以对该调温层加装一个加热器，来对该调温层进行加热。由于该电池是用于低温环境下的，因此在锂电池组关闭后一段时间再启动时，调温层和锂电池组都会处于一个温度比较低的环境中。因此调温层会将锂电池组内的加热膜发出的热量吸走，导致锂电池组整体的升温速度慢，不能够快速输出正常的电流或电压。通过给调温层设置一个功率大的加热器来使得调温层能够快速上升至一个温度阈值，所述温度阈值稍低于锂电池组设定的正常工作的温度。这样就能减少锂电池组启动时调温层吸走加热膜发出的热量，该方案可以减少锂电池的启动时间。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
21.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本公开实施例所述一种恒温单体锂电池的立体结构示意图；
23.图2为本公开实施例所述一种恒温单体锂电池的侧面结构示意图；
24.图3为本公开实施例所述一种恒温锂电池组的结构示意图。
25.其中，1、恒温单体锂电池，11、锂电池本体，12、第一加热膜，13、第二加热膜，14、第一温度传感器，15、第二温度传感器，16、加热膜温度控制系统；2、调温层；3、加热器；4、调温层控制系统。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.图1为本公开实施例所述的一种恒温单体锂电池的立体结构示意图，图2为本公开实施例所述的一种恒温单体锂电池的侧面结构示意图。如图1、2所示，恒温单体锂电池1，包括锂电池本体11、第一加热膜12、第二加热膜13、第一温度传感器14、第二温度传感器15和加热膜温度控制系统16，第一加热膜12覆盖锂电池本体11的一侧，第二加热膜13覆盖锂电池本体11的另一侧，第一温度传感器14设置在锂电池本体11覆盖有第一加热膜12的一侧，以监测锂电池本体11一侧的温度，第二温度传感器15设置在锂电池本体11覆盖有第二加热膜13的一侧，以监测锂电池本体11另一侧的温度，第一温度传感器14连接至加热膜温度控制系统16，以将第一温度传感器14监测得到的锂电池本体11一侧的温度发送至加热膜温度控制系统16，第二温度传感器15连接至加热膜温度控制系统16，以将第二温度传感器15监测的到的锂电池本体11另一侧的温度发送至加热膜温度控制系统16，加热膜温度控制系统16分别连接至第一加热膜12和第二加热膜13，以控制第一加热膜12或第二加热膜13对锂电池本体11进行加热。
29.具体的，如图1、2所示，锂电池本体11两个不同的侧面分别覆盖了第一加热膜12和第二加热膜13，所述加热膜为聚酰亚胺薄膜电热膜。第一温度传感器14和第二温度传感器15也分别安装在锂电池本体11的两侧。如图2所示，第一温度传感器14紧贴第一加热膜12安装在锂电池本体11的一侧以监控覆盖第一加热膜12的锂电池本体11该侧的温度。第二温度传感器15紧贴第二加热膜13安装在锂电池本体11的另一侧以监控覆盖第二加热膜13的锂电池本体11该侧的温度。在其他实施例中，第一温度传感器14或第二传感器还可以设置在第一加热膜12或第二加热膜13与锂电池本体11之间。
30.第一温度传感器14和第二温度传感器15分别将其检测到的温度传输给加热膜温度控制系统16，加热膜温度系统连接至第一加热膜12和第二加热膜13以根据第一温度传感器14和第二温度传感器15发出的温度信号来控制第一加热膜12和第二加热膜13的加热温度。例如工程师依据选配的锂电池型号即用作锂电池本体11的锂电池型号，确定锂电池本体11合适的恒定温度，并设为两侧的加热膜温度阈值，例如当第一温度传感器14的一端检测到锂电池本体11该侧的温度超过了该侧加热膜温度阈值，将第一加热膜12的加热温度调低以实现锂电池本体11该侧的温度保持在一个合适的温度上。如何调控加热膜的加热温度为现有技术，在此不再详述。
31.相比现有技术，本公开提供了一种恒温单体锂电池1，锂电池本体11分别由第一加热膜12和第二加热膜13覆盖，通过第一温度传感器14和第二温度传感器15分别将锂电池本体11不同侧的温度反馈给加热膜温度控制系统16，加热膜温度控制系统16则根据预先设定的参数分别控制第一加热膜12和第二加热膜13来实现恒温单体锂电池1各个侧面的差异化恒温控制。在该恒温单体锂电池1安装的位置接触到一些敏感的电元件，工程师可以对这种
恒温单体锂电池1与电元件接触的这一侧的温度阈值进行调整，以减少对该电元件的影响。
32.图3为本公开实施例所述一种恒温锂电池组的结构示意图。如图3所示，一种恒温锂电池组，由多个第一部分所述的恒温单体锂电池1堆叠组成，还包括调温层2，加热器3、调温层控制系统4。调温层2设置在每个恒温单体锂电池1相接处。加热器3连接至调温层2来对调温层2进行加热。调温层控制系统4连接至加热器3来对加热器3加热的温度进行调控。
33.具体地，所述调温层2为超导温管，超导温管2覆盖恒温单体锂电池1相接处的两个侧面。所述加热器3为可以急速升温的加热丝或加热铁。如何调控加热丝或加热铁的加热温度，即如何调控加热器3的加热温度为现有技术，在此不再详述。
34.相对于现有技术，该恒温锂电池组由多个本公开实施例公开的恒温单体锂电池1堆叠组成。由于本公开实施例公开的恒温单体锂电池1其两个面的温度都可以进行控制，因此在恒温单体锂电池1相互堆叠在一起组成锂电池组时，可以通过加热膜温度控制系统16来控制恒温锂电池组的恒温单体锂电池1相互接触的面上的加热膜的加热温度来使得电池组内外温度一致。
35.还通过设置调温层2来使得锂电池组内的温度均匀分布或者通过调温层2排出锂电池组内积蓄的温度实现更好的均匀温度的效果，避免加热膜或锂电池产生的温度积蓄在锂电池组内。
36.还对该调温层2加装一个加热器3，来对该调温层2进行加热。由于该电池是用于低温环境下的，因此在锂电池组关闭后一段时间再启动时，调温层2和锂电池组都会处于一个温度比较低的环境中。因此调温层2会将锂电池组内的加热膜发出的热量吸走，导致锂电池组整体的升温速度慢，不能够快速输出正常的电流或电压。通过给调温层2设置一个功率大的加热器3来使得调温层2能够快速上升至调温层预加热温度阈值，所述调温层预加热温度阈值稍低于锂电池组设定的正常工作的温度，例如锂电池组正常工作的温度为35℃，那么工程师可以将调温层预加热温度阈值为32℃。这样就能减少锂电池组启动时调温层2吸走加热膜发出的热量，该方案可以减少锂电池组的启动时间，所谓启动时间为从锂电池组启动到锂电池组可输出正常工作电流的时间。
37.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。