[发明专利]一种锂电池

说明书

一种锂电池，包括电芯和外壳，电芯设置在外壳内，电芯包括正极片、负极片及隔膜，其特征在于所述正极片或/和负极片与隔膜之间设置有光纤光栅温度传感器。光纤光栅易受到外界折射率的影响，灵敏度较高且其尺寸微小，广泛应用于温度检测尤其在微小空间里的应用更具优势。进一步地，将光纤光栅温度传感器设置在极片与隔膜之间，可以在第一时间监测电池内部的温度变化；光纤光栅温度传感器当电池温度过高或处于低温状态时，能及时快速地对电池做出相应的调控。

(一)技术领域

本发明涉及一种锂电池，特别涉及一种内置光纤光栅温度传感器的锂电池。

(二)背景技术

锂电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。锂电池的内部结构是由正负电极片和隔膜组成，电池在使用过程中会产生大量的热量，影响其电池的循环寿命和安全，尤其是对大容量电池的影响较大，实时监测锂电池内部温度变化情况能最直接有效判断电池健康状况。在现有技术中都是通过在电芯的极耳处或者极耳与电芯之间、电芯和外壳之间设置温度传感器来监测电池温度的变化情况，然而这与电芯的发热源的温度变化真实情况会存在一些滞后。

因此，研究一种新型内置温度传感器的锂电池已为急需。

(三)发明内容

本发明针对上述现有技术的不足而提供一种能实现电池内部锂离子温度监测的锂电池。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：一种锂电池，包括电芯和外壳，电芯设置在外壳内，电芯包括正极片、负极片及隔膜，其特征在于所述正极片或负极片与隔膜之间设置有光纤光栅温度传感器。光纤光栅易受到外界折射率的影响，灵敏度较高且其尺寸微小，耐腐蚀、抗电磁辐射、抗干扰能力强等特点使其广泛应用于温度检测，尤其在微小空间里的应用更具优势。进一步地，将光纤光栅温度传感器设置在极片与隔膜之间，可以在第一时间监测电池内部的温度变化；当电池温度过高或处于低温状态时，通过光纤光栅温度传感器的监测能及时快速地对电池做出相应的调控。

此外，本发明还具有如下优点及有益效果：

1.能实时监测电芯内部的温度，及时反映电池的工作温度情况，提升电池使用的安全性并及时作出电池热失控事件的应对措施。

2.实现了对锂电池组的安全管理，增长了电池寿命。提供了安全管理策略和均衡管理，使电池保持较好的一致性，可有效提高电池的寿命。

本发明的特征在于所述光纤光栅温度传感器设置在正极片与隔膜之间。这样，传感器用于监测在正极片和隔膜之间温度情况，检测正极材料附近的温度变化情况。

本发明的特征还在于所述光纤光栅温度传感器设置在负极片与隔膜之间。这样，传感器用于监测在负极片和隔膜之间温度情况，检测负极材料附近的温度变化情况。

本发明的特征还在于所述光纤光栅温度传感器包括纤芯、包层、涂覆层及纤芯上的光栅。这样，温度引起光纤光栅耦合波长移动，实现对温度物理量的直接测量。

本发明的特征还在于所述光纤光栅温度传感器为裸光纤光栅。为了降低光纤光栅的尺寸可以选择去掉光纤光栅外层的涂覆层形成裸光纤光栅，裸光纤光栅是由纤芯和包层组成的。裸光纤光栅的尺寸小，有利于光纤光栅温度传感器的布设，从而占用最小的空间。

本发明的特征还在于正极片或负极片与隔膜之间设置有加热组件，加热组件包括加热片、单面涂布电极材料的正极片和负极片，正极片和负极片未涂布涂层的一面分别贴合于加热片的两面。加热组件的正极片对应电芯内负极片，加热组件的负极片对应电芯内的正极片，极片与极片之间通过隔膜绝缘隔开。这样，在电池温度过低时，加热组件能及时加热。加热组件具有结构简单，设计合理，生产工艺简单，发热均匀、热量转换快、加热效率高等优点。