[发明专利]电池单体以及用于该电池单体的光纤

说明书

本申请公开了一种电池单体，包括：壳体，具有开口，壳体内填充电解液；电芯组件，电芯组件浸在电解液中；端盖，壳体端盖盖合于开口；光纤入口，光纤入口设置在壳体或端盖上；光纤，光纤通过光纤入口插入壳体中，在光纤上设置有多段光纤传感器。本申请提供的电池单体，能够实时探测内部氢气浓度、气压、温度/应力变化。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地，涉及一种内置光纤传感器的电池单体。

背景技术

电池在使用过程中，需要实时探测内部氢气浓度、气压、温度/应力变化，以对电芯的安全问题评估、实时状态监控及电芯寿命预测。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体，能够实时探测内部氢气浓度、气压、温度/应力变化。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括：壳体、电芯组件、端盖、光纤入口和光纤。在壳体内填充有电解液。电芯组件浸在电解液中。壳体具有开口，端盖盖合于开口。光纤入口设置在壳体或端盖上。光纤通过光纤入口插入壳体中，在光纤上设置有多段光纤传感器。

本申请实施例的技术方案中，在电池单体的壳体内设置多段光纤传感器。现有技术一般仅仅设置一个光纤传感器，本申请设置有多段光纤传感器，不同的光纤传感器实现不同的测试内容，例如，能够实时探测内部氢气浓度、气压、温度和应力变化等等。由于实现了实时监测，能够在电池单体出现问题的情况下及时地报警。以及时更换出现问题的电池单体，提高了电池的寿命，节约了成本。

在一些实施例中，光纤设置有多种光纤传感器。

多段光纤传感器可以为同种光纤传感器有多段，以实现测量不同位置的同一参数。例如，可以是多段布拉格光栅用作温度传感器和应力传感器，能够测量不同位置处的温度和应力。

多段光纤传感器也可以为多段不同光纤传感器，以实现同一条光纤测量多种参数。例如，不同光纤传感器可以包括布拉格光栅和法布里珀罗谐振腔。而且，布拉格光栅还可以包括镀覆的金属的布拉格光栅，以用作氢气传感器；还可以包括不镀覆的金属的布拉格光栅，以用作温度和压力传感器。

在一些实施例中，光纤传感器包括布拉格光栅。通过设置布拉格光栅，能够方便地测试电池单体内部的温度和应力等的变化。

在一些实施例中，布拉格光栅设置在电解液的液面之上，且附接于端盖的靠近电芯组件的表面。通过布拉格光栅设置在电解液的液面之上，光纤传感器能够测试电解液的液面之上气体的浓度。

在一些实施例中，布拉格光栅表面镀覆有金属。当金属与气体发生反应时，光栅间距的变化反应出气体压力的变化。

在一些实施例中，布拉格光栅上镀覆的金属是钯，以用作氢气传感器。本申请实施例的电池单体中，通过镀覆金属钯，能够更好地测试氢气的浓度。

在一些实施例中，布拉格光栅为多段，且设置在电解液的液面之下。以用作温度传感器。通过在电解液的液面之下设置多段布拉格光栅，可以用作温度传感器和应力传感器，能够更好地测量温度和应力。

在一些实施例中，多段布拉格光栅设置在电芯组件卷绕所形成的内圈的间隙中。通入设置在电芯组件卷绕所形成的内圈的间隙中，可以实时监测电芯中心的多点温度和应力变化。

在一些实施例中，多段布拉格光栅附接于电芯组件的外表面。通过将光纤布置在电芯组件的外表面，可以实时监测电芯组件的外表面的温度和应力变化。

在一些实施例中，多段布拉格光栅均匀地间隔设置。通过在不同的位置均匀地间隔设置，能够测量出不同位置处的温度和应力变化。

在一些实施例中，光纤传感器包括法布里珀罗谐振腔。通过设置法布里珀罗谐振腔作为气压传感器，能够实时准确地监测电池单体内部的气压。