[发明专利]一种延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统。

背景技术

智能家居(英文：smart home,home automation)已经成为目前人们生活的必须品，在人类生活中越来越广泛的应用，而智能家居的电池一般需要长期安装在智能家居中，而目前的电池以及系统不能满足智能家居对电池寿命的需求。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统，能够延长电池的使用寿命。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统，发明人发现，由于链状碳酸酯容易在电极表面分解，影响寿命，因此为了延长电池的使用寿命，电池电解液使用环状碳酸酯作为电解液溶剂能够缓解电解液的分解的目的，但是随着电池使用时间的增长，电解液中的环状酯会与电极中的粘结剂以及隔膜中的高分子材料聚合，导致电解液减少，导致粘度增加，电池内阻增大，从而电极极化严重，从而影响寿命。并且电解液中的导电锂盐在正负极分解沉积，电解液中的用于导电的锂盐减少，也是影响寿命的原因之一，因此，申请人提供了一种锂离子电池，其中第一腔体存储环状碳酸酯和成膜添加剂，从而在电极表面形成稳固的SEI膜，同时利用隔离的第二腔体存储粘度较低的链状碳酸酯，以及更高浓度的锂盐，当隔膜在第一预定温度下融化时，第二腔体的电解液注入第一腔体，从而降低第一腔体中电解液的浓度，并且补充导电锂盐，提高导电率，并且由于在第二电解液注入时，电极表面已经形成了稳定的SEI膜，隔绝了链状碳酸酯与电极活性物质接触，避免了链状酯的分解；随后在高温条件下进行大电流脉冲充放电活化，使得部分沉积在电极表面的锂盐重新溶解进入电解液，进一步降低内阻，同时第二电解液中包括的阻燃添加剂能够提高电池在高温条件下的稳定性，保证激活过程中的电池安全性，从而提高电池的使用寿命。

具体的方案如下：

一种延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统，所述系统包括锂离子电池，温度检测器，温度控制模块，充放电模块，电池检测模块和控制模块，所述锂离子电池包括壳体，壳体包括两个相互隔离的腔体1和腔体2，其中所述腔体1中设置有锂离子电芯，以及第一电解液，所述第一电解液的溶剂为环状碳酸酯和/或其衍生物，所述第一电解液包括第一添加剂，所述第一添加剂为成膜添加剂；腔体2中设置有第二电解液，所述第二电解液的溶剂为链状碳酸酯和/或其衍生物，所述第二电解液包括第二添加剂，第二添加剂为阻燃添加剂；所述第一电解液中的导电锂盐浓度低于所述第二电解液中的导电锂盐浓度；所述腔体1和腔体2之间通过设置在壳体内部的隔板隔离，所述隔板由热熔点为第一预定温度的热熔材料组成，其隔离所述第一电解液和第二电解液；其特征在于，当所述温度检测器检测到锂离子电池的温度高于第二预定温度时，所述第二预定温度低于第一预定温度，所述控制模块停止所述电池对智能家居的供电，并启动充放电模块，以第一预定电流对锂离子电池进行脉冲充放电，所述第一预定电流为1C以上，并且温度控制模块使电池温度继续上升，并保持在第一预定温度以上；启动电池检测模块，检测电池内阻，当预定时间内电池内阻不再下降时，停止所述脉冲充放电，所述温度控制模块将电池温度调整为环境温度，控制模块恢复电池对智能家居的供电。

进一步的，所述环状碳酸酯包括碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸丁酯。

进一步的，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯，碳酸亚丙烯酯，亚硫酸亚乙酯。

进一步的，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯。

进一步的，所述阻燃剂包括磷酸二苯甲苯酯，甲基磷酸二甲酯及其衍生物。

进一步的，其中所述第二预定温度为45-55摄氏度，所述第一预定温度为55-70摄氏度。

本发明具有如下有益效果：

（1）电池的第一腔体中的电解液的包括环状碳酸酯和成膜添加剂，在电池使用初期避免了溶剂的分解，有利于形成稳定的SEI膜；

（2）当电池内阻上升后，电池工作时温度升高，使第二电解液注入第一腔体，降低电池内阻，同时由于SEI膜已经形成，避免了链状碳酸酯的分解。

（3）通过在高温下的激活，对电极进行活化，脉冲电流促使电极表面沉积的锂盐溶解，降低电池的内阻。

（4）阻燃剂的加入，提高了电池的高温稳定性，保证激活过程的安全进行。