[发明专利]一种用于锂离子电池的温控装置及锂离子电池

说明书

本申请公开了一种用于锂离子电池的温控装置及锂离子电池。本申请的用于锂离子电池的温控装置，包括密封的空心壳体，以及填充于空心壳体中的温控材料，温控材料包括相变储能材料，相变储能材料包括碳酸乙烯酯。本申请的用于锂离子电池的温控装置，利用碳酸乙烯酯由固态变为液态的吸热过程，带走电池中过多的热量，起到缓冲电池升温的作用。本申请的温控装置结构简单、成本低廉、吸热效果好，能够适用于各种锂离子电池，具有很好的实用性。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种用于锂离子电池的温控装置及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于其电压高、能量密度高等突出优势，在化学电源中一枝独秀，近十年来得到了快速的发展，广泛应用于移动电器、动力工具等各行业，并在电动汽车驱动方面也得到了一定的应用，市场仍在迅速增长之中。锂离子电池电解液相当于锂离子电池的“血液”，在电池反应中具有电路连接/离子传导/散热/容纳添加剂等诸多重要作用。目前锂离子电池电解液，通常以六氟磷酸锂为主要电解质，碳酸酯类为主要溶剂，此外还加入少量添加剂以提升其性能。由于六氟磷酸锂对温度较为敏感，在过热的情况下，会分解生成氟化锂和高度活性的五氟化磷，导致电解液的劣化和电池性能的退化。另外，温度过高也会导致电解液的挥发，电池内压上升以至容易变形，这对软包装电池尤为明显。因此，在锂离子电池的使用中，对电池的温度进行管控至关重要。

电池的热量主要来自两个方向，一个是电池的外部，如环境温度高时，热量从外部传入锂电池。另一个是电池的内部发热，主要是工作电流作用在电池的内阻/导线/极箔等部分产生的焦耳热。控制电池的温度，通常也是从这两个角度入手，外部对电池的环境进行温度控制，如外部制冷或加强散热。内部则主要通过改进电池设计降低内阻，降低工作电流，优化电池结构设计，加强内部导热能力等方式。这些手段都各有优劣、各具特点，从而适应于不同的场合。

电池内部的设计改进，虽然在一定程度上缓解了电池内部发热的问题，但是还未达到避免电解液分解、产气的效果。因此，如何进一步降低电池的热量，提高电池的安全性能和使用寿命，仍然是本领域的重要研究课题之一。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于锂离子电池的温控装置，以及采用该温控装置的锂离子电池。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种用于锂离子电池的温控装置，该温控装置包括密封的空心壳体，以及填充于空心壳体中的温控材料，温控材料包括相变储能材料，相变储能材料包括碳酸乙烯酯。其中，空心壳体的作用是将碳酸乙烯酯等温控材料密封，避免碳酸乙烯酯在相变时流出；当然，为了更好的导热，本申请优选的方案中对空心壳体的材料进行了限定，这将在后续的方案中详细介绍。

需要说明的是，本申请的温控装置，采用碳酸乙烯酯作为主要的温控材料，利用碳酸乙烯酯熔解吸热，带走电池中过多的热量。

可以理解，既然需要利用碳酸乙烯酯吸热带走热量，本申请的温控装置必然是与电池紧密接触的；本申请的一种优选方案中，温控装置为用于电池外壳的贴片或贴条，以方便吸走电池的热量。当然，以贴片或贴条形式使用是最简单直接的使用方法，并不排除其它的使用方法。

还需要说明的是，本申请的碳酸乙烯酯，成本低，且容易获取；并且，碳酸乙烯酯的熔点为35-38℃，将其以固态的形式贴在电池外壳上，当电池升温时，碳酸乙烯酯吸收热量，由固态变为液态，起到缓冲电池升温的作用。

优选的，贴片或贴条的厚度为1-2mm。

优选的温控材料中还包括导热材料，导热材料与相变储能材料共同密封于空心壳体中。

需要说明的是，导热材料的目的是更好的将碳酸乙烯酯吸收的热量传递出去，因此，一般是具有毛细管或毛细网作用的多孔材料或纤维材料，利用导热材料的毛细作用，将热量导出。