[发明专利]一种具有温度传感功能的隔膜

说明书

本发明涉及一种具有温度传感功能的隔膜，属于锂离子电池技术领域。所述隔膜为多层复合结构，包括下层聚合物层、中间热电偶层和上层聚合物层，其中，所述聚合物为聚丙烯膜或聚乙烯膜，所述热电偶为铜‑康铜热电偶。热电偶的灵敏度高且尺寸较小，监测范围宽能够全面覆盖电池工作温度。将热电偶复合到隔膜材料中，能够实时传感电池内部温度，监测电池内部温度变化；当电池内部温度超过警戒阈值时，通过热电偶传感器能及时反馈到控制系统，对电池做出相应调控。选择铜‑康铜热电偶可在保证热电偶的灵敏度、准确度和温度监测窗口的同时，降低热电偶成本。

技术领域

本发明涉及一种具有温度传感功能的隔膜，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比容量高、循环寿命长等优势，被广泛应用于电动汽车的动力系统。随着电动汽车产业的繁荣发展，消费者不仅对电动汽车的续航里程要求日益增长，而且对电动汽车的安全性要求日益严格。为提升电动汽车的续航里程，电池动力系统内部锂离子电池的数量更多、排布更密。锂离子电池循环过程中，化学反应会释放大量热量，这些热量会影响电池性能和安全，如果散热不及时会造成严重的热失控。对电动汽车中锂离子的内部温度进行实时监测，能够有效判断电池工作状况，可以提前预警温度的异常变化，从而避免热失控的发生。现有的电池内部温度监测技术中，都需要使用侵入式的外源温度传感装置，不仅会对电池性能产生影响，也存在较大的误差问题。

温度传感功能的隔膜，能够实时准确传感电池内部温度，而且对电池性能影响最小，是提升电动汽车安全性能所急需的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有温度传感功能的隔膜。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有温度传感功能的隔膜，所述隔膜为多层复合结构，包括下层聚合物层、中间热电偶层和上层聚合物层，其中，所述聚合物为聚丙烯膜或聚乙烯膜，所述热电偶为铜-康铜热电偶。热电偶的灵敏度高且尺寸较小，监测范围宽能够全面覆盖电池工作温度。将热电偶复合到隔膜材料中，能够实时传感电池内部温度，监测电池内部温度变化；当电池内部温度超过警戒阈值时，通过热电偶传感器能及时反馈到控制系统，对电池做出相应调控。选择铜-康铜热电偶可在保证热电偶的灵敏度、准确度和温度监测窗口的同时，降低热电偶成本。

优选的，所述聚合物具有多孔三维结构，孔径为0.01～10微米，孔隙率为10～90％；上层聚合物层和下层聚合物层的厚度分别为1～100微米。所述聚合物能够保证锂离子的有效传输，同时不增加隔膜的质量。

优选的，所述铜-康铜热电偶由铜导体和康铜导体焊接而成。

优选的，所述铜-康铜热电偶中铜导体和康铜导体通过连接导体焊接。

优选的，所述连接导体为铜导体或康铜导体。

优选的，所述铜-康铜热电偶中的铜导体为铜箔或铜线，所述康铜导体为康铜箔或康铜线。

优选的，所述铜箔的厚度为1～100微米，宽度为0.05～50毫米，长度为1～500毫米。

优选的，所述康铜箔的厚度为1～100微米，宽度为0.05～50毫米，长度为1～500毫米。

优选的，所述铜线的直径为1～100微米，长度为1～500毫米。

优选的，所述康铜线的直径为1～100微米，长度为1～500毫米。

有益效果

本发明所述隔膜结构能够有效传感电池内部温度，实现电池工作温度的实时监测，从而及时对电池温度的异常状况做出反馈，阻止电池热失控的发生。同时三明治结构的隔膜能够很好地传输锂离子，并且最小化对电池性能地影响。进一步的，铜-康铜热电偶导体的厚度或直径尺寸控制在微米范围，保证热电偶正常工作的同时，降低热电偶对锂离子传输的影响，降低热电偶的质量对电池比能量的影响。