[实用新型]一种具备自加热功能的固态电池

说明书

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种具备自加热功能的固态电池，包括电芯和容纳电芯的外壳，所述电芯包括正极片、负极片、以及设置在正极片和负极片之间的固态电解质层，所述正极片设置有正极耳，所述负极片设置有负极耳，该固态电池利用直接短路时的热效应来实现其自加热功能。相比于现有技术，本实用新型通过使固态电芯直接短路，利用短路时正负极片的电阻发热来实现固态电池的自加热功能，保证了固态电池在低温环境下正常工作，优化了电芯的结构设计，节省了成本，同时提升了固态电池组的能量密度。

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种具备自加热功能的固态电池。

背景技术

传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为电解液。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。

固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态。利用固态电解质来替代电解液，不但可以有效地解决安全问题，还能够缓解锂枝晶造成的短路问题，从而可以采用高容量金属锂作为电池负极，有望提升锂电池的能量密度。此外，固态电池能够采用堆栈式的结构设计，可以大大简化电池构造，从而进一步提升电池的能量密度。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

然而，固态电解质电导率受环境温度影响极大，低温下电导率较低，导致固态电池在寒冷气候条件下无法正常启动。现有技术中通常采用外部加热的方式来提升电池组的环境温度，从而使固态电池正常工作。但该方案需要外接加热源使得电池结构设计及BMS管理更加复杂、成本增加，且可靠性较差。

有鉴于此，确有必要对现有的固态电池作进一步的改进，以实现自供热，提升固态电池的集成度，有效降低设计成本和热管理成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种结构设计合理、BMS管理简单、制造成本低且不损害电芯能量密度的可自加热的固态电池。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下解决方案：

一种具备自加热功能的固态电池，包括电芯和容纳电芯的外壳，所述电芯包括正极片、负极片、以及设置在正极片和负极片之间的固态电解质层，所述正极片设置有正极耳，所述负极片设置有负极耳，该固态电池利用直接短路时的热效应来实现其自加热功能。

需要说明的是，由于固态电池本身的电导率较低，同时又是针对低温环境下的使用条件，短路电流很小；并且固态电池中不含有传统液态电池易燃的有机电解液，因此，低温下将正负极直接短接不会导致固态电池热失控。

作为本实用新型所述的具备自加热功能的固态电池的优选方案，所述正极耳和所述负极耳之间通过通断连接件连接或断开。

需要说明的是，由于固态电池本身的电导率较低，同时又是针对低温环境下的使用条件，短路电流很小；并且固态电池中不含有传统液态电池易燃的有机电解液，因此，低温下将正负极直接短接不会导致固态电池热失控。

作为本实用新型所述的具备自加热功能的固态电池的优选方案，当固态电池进行自加热时，所述通断连接件处于连接状态；当固态电池对外工作时，所述通断连接件处于断开状态。

作为本实用新型所述的具备自加热功能的固态电池的优选方案，当固态电池加热到设定温度时，所述通断连接件自动断开；其中，设定温度≥25℃。

作为本实用新型所述的具备自加热功能的固态电池的优选方案，所述正极片、所述负极片和所述固态电解质层采用叠片的方式形成所述电芯。