[发明专利]一种用于低温加热的圆柱型电池结构

说明书

一种用于低温加热的圆柱型电池结构，其采用内置加热片的圆柱型电池结构，用于给圆柱型电池低温下的加热，不占用电池模组空间，不需要对电池组箱体进行改造，有效降低了电池模组的装机质量，有利于电动汽车的轻量化；内置的加热片相较于外部安装的加热系统，更不易受到外部应力而造成损伤，提高了整个加热系统的可靠性；内置的加热片运行时的热量传递更为合理，热阻更小，传热效率大大提高，各单体均能单独加热，也有助于克服现有加热方式导致的不一致性。

技术领域

本发明涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种能够对自身实现低温加热的圆新型电池结构。

背景技术

在低温环境下动力电池各项性能指标会发生变化，如可用容量减小、内部接触电阻增大、化学反应速率降低等，使得电池性能急剧下降，尤其对于锂离子动力电池来说，低温条件下充电会导致析锂的发生，严重者可能刺穿电池隔膜，引发电池热失控。因此，为克服低温造成的电池性能衰减，各种加热装置被广泛应用到动力电池系统中。

现有的采用加热膜或加热体的技术方案中，大多都将加热部件布置在锂离子电池的壳体外部，紧贴电池壳体，或布置在电池箱体结构的内表面。比如，专利CN210897552U中公开了一种电池包的加热结构及电池包，其中加热结构适于加热电池包的电芯组，加热结构包括：铝均温板和加热膜。铝均温板适于热接触电池模组，加热膜连接在铝均温板的侧壁上并形成热接触，加热膜适于设置在铝均温板的远离电芯组的一侧以与电芯组间隔开。这种结构虽然在一定程度上能够使电池受热均匀，但是加热膜布置在电池底部，电池单体的温度仍然会存在明显不一致的缺陷。专利CN211265578U中提供了一种与圆柱电芯模组外箱体相配合的加热膜，用来减小电池组的温度差异，适用于圆柱形电池。这种加热膜结构极大占用了电池外部空间，且结构复杂，增加了电池模组的质量，不利于汽车轻量化的实现。以上这类布置方法都属于外部安装法，此类方法中，热量从电池外部向内部传递，传热过程中热阻较大，传热效率较低，容易造成电池模组温度不一致性的加剧。专利CN210379355U提出一种内部安装加热体的锂离子电池圆柱结构，将微米级电加热膜层置于锂离子电池圆柱外壳中，形成了具有加热功能的锂离子电池圆柱外壳。外壳从外到内依次包括高分子材料层、第一粘结剂层、加热膜层、第二粘结剂层、金属材料层，其加热膜层设置两个端子，伸至电池外表面，用于连接电池正负极，实现加热功能。然而，这种结构在实际使用中存在引线困难，对加热用导线过多等缺点，电池模组可靠性也会降低。

由此可见，本领域急需一种用于低温加热的电池结构来有效克服现有技术的上述不足，并实现降低热阻提高传热效率，减小电池温度不一致性的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于低温加热的圆柱型电池结构，具有以下结构：

在圆柱型电池的壳体内部，正极端子与电池芯轴上方的空隙中，设有一个沿电池径向安装的加热片；

所述加热片与所述电池芯轴之间相互电连接，使得所述加热片与电池负极导电连接；

所述圆柱型电池的壳体上与所述加热片相应的位置处开设有一通孔；所述加热片上设有电导线，通过所述通孔从壳体内引出至壳体外部，用于与电池正极形成导电连接。

通过上述结构，能够利用电池自身电力实现各圆柱型电池单体的单独加热。

进一步地，所述加热片采用螺旋状盘绕的电阻丝结构；其中，由电阻丝的中心部位引出导线与所述电池芯轴电连接，电阻丝的边缘末端则引出导线电池壳体外，与电池正极电连接。

进一步地，所述在加热片上下表面设置绝缘层包覆密封，用于提高安全性，避免由于车辆振动等原因导致所述加热片与电池内部相接触而引发短路。

进一步地，所述电阻丝的间隔位置处填充有绝缘材料，以保证所述电阻丝自身不会产生短接。

进一步地，由电阻丝的中心部位引出的导线通过一个芯轴连接部与所述电池芯轴的内表面电连接，芯轴连接部外表面覆盖有绝缘层，中心部位引出导线由硅胶套管包覆。