[实用新型]一种可自行调控工作温度的电池

说明书

技术领域

本实用新型属于电池生产技术领域，尤其涉及一种可自行调控工作温度的电池及其制备方法。

背景技术

电池在越来越多领域受到广泛应用，其中，锂电池是新一代储能电源，锂离子电池因其比能量高、循环寿命长、自放电率低、工作温度范围宽、低温效应好等优点是EV目前首选的动力蓄电池。

电池在充放电过程中都会发生一系列的化学反应，从而产生反应热。锂离子动力电池的主要产热反应包括：电解液分解、正极分解、负极与电解液的反应、负极与粘合剂的反应和固体电解质界面膜的分解。此外，由于电池内阻的存在，电流通过时，会产生部分热量。这些放热反应是导致电池不安全的因素。电解液的热安全性也直接影响着整个锂离子电池动力体系的安全性能。实际运行环境中，动力系统需要锂离子电池具备大容量与大倍率放电等特点，但同时产生的高温增加了运行危险。所以，降低锂离子电池工作温度，提升电池性能至关重要。

目前，主要采用的控温方式有：空气强制对流冷却、液体冷却、空调制冷、相变材料冷却等冷却方式。相变材料冷却由于其成本低廉、质量轻、无额外能量消耗、冷却效果好，是未来电池热管理的重要研究方向。基于采用相变材料发明的《锂电池恒温运行的方法与装置》(申请号：201110049712.9)将锂电池放入该装置后与相变储能材料接触，预加热相变储能材料，可依靠相变储能材料的固液相变化时的潜热来维持锂电池的最佳工作温度，减少外界环境温度对锂电池的影响，延长锂电池的使用寿命。此种装置可在一定程度上控制整体电池的工作温度，由于在使用过程中，此种装置难以维持每一块电芯的温度均匀性，因此对电池循环寿命造成的影响是不可逆转的。因此，需要设计一种新电池，克服了现有技术中难以维持温度均匀性等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种可自行调控工作温度的电池，以保证电芯的温度均匀。

本实用新型提出了一种可自行调控工作温度的电池，包括：干电芯、设置在干电芯的外周的铝塑膜层、以及涂覆在铝塑膜层上的相变材料微胶囊层。

其中，干电芯包括叠片式电芯或卷绕式电芯。还可以是其他适宜的干电芯。干电芯用于实现存储及释放电流。

其中，干电芯包括方型干电芯。还可以是其他适宜形状的干电芯。

其中，铝塑膜层包括尼龙层、铝层和聚丙烯层。铝塑膜层设置在干电芯的外周。铝塑膜层亦称外包层，即为电池的外包材料层。铝塑膜层为目前普遍采用的锂电芯外包材料，起封装干电芯的作用，隔绝电芯内部与外界环境的空气与水分，不具有自动调控温度的功能。铝塑膜层为多层复合结构，例如，铝塑膜层由外向内依次为尼龙层、AL层(铝层)，PP层(聚丙烯层)。

其中，所述相变材料微胶囊层包括相变材料微胶囊胶体。相变材料微胶囊层涂覆在铝塑膜层的外侧上。优选地，相变材料微胶囊层涂覆在铝塑膜层的尼龙层的外侧上。进一步地，所述相变材料微胶囊层包括相变材料微胶囊胶体。本实用新型可自行调控工作温度的电池，正是通过所述相变材料微胶囊层吸收与释放电芯的热能，例如，相变材料微胶囊层通过一定处理方式附着在电池的外包材料层铝塑膜层上，从而实现自行调控电池的工作温度，达到自动控温目的。

其中，相变材料微胶囊层的涂布区域与干电芯的外表面相吻合。

本实用新型中采用的微胶囊化相变材料(MicroPCMs)是采用微胶囊技术将固-液相变材料(芯材)用合成高分子材料或无机化合物(壁材)以物理或化学方法包覆起来制成的常态下稳定的固体微粒。这种固体微粒可在很窄的温度范围内吸收或释放可观的相变潜热，具有较显著的蓄热调温功能。微胶囊中含有的相变材料使其能够在环境温度高于相变材料的相变温度时吸收环境中的热量，发生固液相转变，直至全部由固态转变为液态，而当环境温度重新低于相变材料的相变温度时，放出吸收的热量，发生液固相转变，这种吸热和放热功能可使胶囊表面的温度在一定引间内保持相对恒定，从而调节电池能够保持在一个相对恒定的温度下工作有效提高了电池的安全性能与循环寿命。

附图说明

图1表示本实用新型电池的结构示意图。

图2表示本实用新型可自行调控工作温度的电池的制备方法的流程图。

图3表示本实用新型电池与普通电池的放电温度对比示意图。

图4表示本实用新型电池的制备过程示意图。

图5表示本实用新型电池的铝塑膜涂布示意图。

图6表示本实用新型电池中铝塑膜层及涂覆在其上的相变材料微胶囊层的结构示意图。

具体实施方式