[发明专利]用于起动电力设备的电池模块

说明书

本文提供一种用于起动户外电力设备(例如汽车、轮船、卡车和拖拉机)的发动机的电池模块。本文所公开的电池模块在低温下具有高的性能，且在约5秒的脉冲放电时段期间，在‑30℃测量的最大脉冲放电电流不小于在25℃测量的最大脉冲放电电流的15％。此外，本文所公开的电池模块在室温和高温下均具有低的自放电速率。在7个月的室温储存之后，电池模块的容量保持率不小于其初始容量的85％。

技术领域

本发明涉及一种电池模块，更具体地，涉及用于起动汽车、卡车、轮船的发动机，和其他应用(例如发电机和工业的和农业的机械(例如工业发动机和拖拉机发动机))的锂离子电池模块。

背景技术

在过去的二十年中，锂离子电池(LIB)在便携式电子设备(例如移动电话和笔记本电脑)的广泛应用中已经引起了广泛关注。由于电动车辆(EV)和电网储能的快速的市场发展，高性能、低成本的LIB当前对大规模且高功率储能设备提供了最有前景的选择之一。

通常，锂离子电池包括隔膜、阴极和阳极。当前，通过将活性电池电极材料、导电剂和粘结剂材料的精细粉末分散在合适的溶剂中，制备电极。可以将该分散液涂覆在诸如铜金属箔或者铝金属箔的集流器上，然后在高温下干燥以去除溶剂。阴极板和阳极板随后与隔开阴极和阳极的隔膜堆叠或卷在一起以形成电池。

根据户外电力设备的内燃机的功率，所需的峰值电流可以为几百安培直到大约1000A。铅酸电池广泛用于起动车辆、卡车、公共汽车等的内燃机。然而，这种铅酸电池具有不希望的高的自放电速率。当长时间不使用起动电池时，电池耗尽，从而不能够起动发动机。当铅酸电池在高温下储存时，该问题甚至是更加严重的，这是因为自放电的速率随着温度升高而增加。

铅酸电池存在另一个经常出现的问题。电池在低温下不能够传送足够的电力。如果出现起动发动机(例如用于起动紧急车辆或起动除雪机的发动机)是关键的紧急情况，则会存在额外的担忧。此外，铅酸电池具有重量大和电解液从电池中泄漏的风险的缺点。因此，正寻求替代的起动电池。

美国专利申请第20160233694A1号描述了用于起动内燃机的锂离子电池组。该电池组包括外壳、封装在外壳中的多个电池单元、以及封装在外壳中且连接至多个电池单元的充电电路，其中多个电池单元可以是NMC(镍镁钴)电池和/或磷酸铁锂电池。然而，该电池组不包括任何使得电池组在满足各种温度环境(例如极其寒冷的环境)中的电力需求的特征。

中国专利申请第105161768A号描述了包含由磷酸铁锂(LiFePO4)制成的阴极的车辆起动电池。该起动电池包括至少四个并联或串联的LiFePO4电池单元。然而，该起动电池在寒冷的天气条件下不能很好地工作，这是由于LiFePO4在低温(例如低于约-10℃)下的放电性能劣化。

中国专利申请第103427110A号描述了包含由磷酸钒锂制成的阴极的车辆起动电池。该起动电池可被用在寒冷的环境(例如-40℃)下。然而，除了在低温条件下之外，没有提到起动电池的电化学性能。性能数据的缺乏限制我们全面了解这种电池。此外，用于大规模生产磷酸钒锂的技术未被很好地验证，因此对于商业生产带来了相当大的困难。而且，与诸如LiMn2O4和LiFePO4的较为廉价的材料相比，阴极材料磷酸钒锂具有相对高的成本的缺点。

鉴于上文，一直需要开发更加可靠的设备以立即提供用于起动户外电力设备(例如汽车、船、卡车和拖拉机)的发动机的电力。

发明内容

通过本文所公开的各个方面和实施方式满足了前述需要。

在一个方面中，本文提供了一种电池模块，包括：

外壳；