[发明专利]具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

深海装备：如深潜器、深潜运载器、深海救生装备、石油钻探装备等，通常需要在几百米、乃至数千米的深海压力环境下工作，随着装备下潜深度的增加，电池组所受的压力也相应加大。如果按照传统的做法，依靠增加箱体壳体厚度来保证箱体的结构强度、密封性等，势必会增加蓄电池组的体积和重量，加大自身能源消耗，从而影响装备的动力性与经济性等。

目前水下装备电源大都使用银锌二次电池，其使用寿命仅30余次，且维护成本高，远不能满足装备的长寿命、高功率、高安全、低成本的使用要求。同时，该电池在使用过程中，因其内部为液态电解液，在电池箱体受到较大外压时，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的：

克服传统潜用二次蓄电池技术与性能的不足，提供一种长寿命、高比量，高安全性、低成本，可满足深潜装备需求的智能型潜用锂电池组。

本发明的技术方案：.一种具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组，其特征在于，包括：箱体及箱体内的若干串并联的单体锂电池、箱体内的电池管理系统、以及由箱体、加油阀、水密插座、补偿皮囊和单向阀组成的压力补偿装置；每个单体锂电池顶端固设有正极耳、负极耳及由极耳、极柱、连接片组成的极柱铆接结构，以及将多个单体电池正负极柱相互连在一起的汇流排；

箱体侧面设置通信水密插座、电源水密插座，箱体底部设置用于往箱体内充注与排放补偿压力油的加油阀；所述补偿皮囊设置在箱体上方且和箱体围成一个密闭空间，补偿皮囊四周设计成皱褶结构形式；所述单向阀设置在补偿皮囊的顶部。所述电池管理系统包括DSP处理器、电压采集模块、温度采集模块、电源处理模块、数据存取模块和CAN通讯模块。

所述一种具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组的制备方法，其特征在于，在单体锂电池侧边热复合之前，采取多次抽真空，真空压强维持在-0.08Mpa以下，并且采用反复压实工艺，压强控制在8kg/cm²～12kg/cm²，保证单体锂电池表面没有能摸到的气泡；

进一步，具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组，还包括：安装在充油箱体内的若干串并联的单体锂电池、电池固定支架、连接件、汇流排等。采用连接件和铆钉，将单体锂电池极耳与输出极柱铆接在一起，实现大电流充放电功能。所述单体锂电池采用聚合物体系，经特殊生产工艺处理，制成耐压结构。

再进一步，具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组，还包括：安装在补偿压力油中，由耐压电子元器件制作而成的电池管理系统。

更进一步，具有压力补偿装置的潜用智能锂电池组，还包括：补偿压力油，所述补偿压力油选用性能优异的12烷基苯绝缘油。

本发明的优点：

本发明采用耐压新型锂电池组，大幅提高了蓄电池组的循环使用寿命、体积和重量比能，有效地提升了装备的动力性、安全性与经济性。

摒弃了传统箱体结构设计思路，采用补偿压力装置，使箱体减重达30％以上。

采用智能化管理电池组，实现在线实时监测电池组电压、温度、容量、电流等功能，以及故障检测、分析、定位与报警功能，数据存储与管理功能，大幅提高了蓄电池组的安全性和可操控性。

结构简洁、组装与维修方便。

附图说明

图1为电池箱外形构造示意图；

图2为单体聚合物锂电池示意图，左为主视图，右为侧视图；

图3为单体电池铆接方式示意图；

图4为电池组在未充注补偿压力油的状态结构剖视图；

图5为电池组在常压下充满补偿压力油的状态结构剖视图；

图6为电池组在高压下补偿压力油的状态结构剖视图；

图7为补偿压力油中的电池组(磷酸铁锂电池)在高压状态下的放电曲线。

图示：1-箱体，2-通信水密插座，3-电源水密插座，4-紧固螺栓，5-防护罩，6-单向阀，7-补偿皮囊，8-加油阀，9-补偿压力油，10单体锂电池，11单体锂电池极柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

本发明基于下述原理：当压力容器中的液体受压时，处于液体中物体的每个表面上的点所受压力的大小是相等的。进一步，根据力的可传递性原理，只要物体内部没有空隙，物体任意一点的受力大小相等，方向相反，即合力为零。换而言之，处于受压液体中的物体，只要其内部没有空隙，是不会被压坏的。