[发明专利]一种用于电池热管理的微电流自加热平板及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202111242636.3 申请日: 2021-10-25
公开(公告)号: CN113930219B 公开(公告)日: 2023-04-28
发明(设计)人: 罗大军;戴发元;刘仪柯;张学亮;贾全军;王浩;黄文旭;罗超;代松 申请(专利权)人: 贵州理工学院;贵州扬德新能源科技有限公司
主分类号: H01M10/615 分类号: H01M10/615;C09K5/06;H01M10/6571;H01M10/659
代理公司: 南京禹为知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32272 代理人: 王晓东
地址: 550025 贵*** 国省代码: 贵州;52
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 电池 管理 电流 加热 平板 及其 制备 方法
【说明书】:

发明提供一种用于电池热管理的微电流自加热平板及其制备方法,不仅能满足高温环境电池能够有效降温,也能实现低温环境电池能够快速加热或保温的需要。该复合相变平板包括相变储热层和具有双导电网络结构且可微电流自加热的聚合物层组成。本发明提供的微电流自加热复合相变平板的生产工艺简单易行,成本低廉,易规模化生产,具有重要的实际意义。

技术领域

本发明属于新能源电池热管理技术领域,具体涉及一种用于电池热管理的微电流自加热平板及其制备方法。

背景技术

常规的锂离子电池工作温度在-20~60℃之间,不过一般低于0℃后锂离子 电池性能就会下降,放电能力就会相应降低,所以锂离子电池性能完全的工作 温度一般为0~40℃。当电池处于过低温度环境时电解液粘度变大,Li离子的 移动受阻,负极表面Li离子的嵌入脱出打破平衡状态,会有一部分Li离子沉 积在负极表面造成析锂现象,从而造成了电池容量的损失;而当电池处于过高 温环境下时电解液及活性物质的活性较大,电池内部会有副反应的发生以及电 解液的分解,一方面造成了容量的损失,另一方面也会因为副反应的发生出现 气体造成电池的鼓胀。一般锂离子电池的参考测试温度是23±5℃度,高于或 低于这个温度测试的结果都会有点偏差。因此为延长电池使用寿命,提高电池 能量效率,增加纯电动汽车续航里程,必须设计一套合理的电池热管理控制策 略,满足高温环境电池能够有效降温,实现低温环境电池能够快速加热或保温。 尤其在低温环境下,优化低温电池加热控制策略成为一种提升电池低温环境使 用性能和提升纯电动汽车续航里程的有效措施。

针对低温环境,目前主要加热方法大致可分为外部加热和内部加热两种,其中内部加热法根据电流的正负流向可分为小电流加热、充电加热法、放电加热法等。其原理是在低温下,先用非常小的电流(一般是高频交流电)对电池进行充电,利用小电流产生的焦耳热直接加热电池内部电解液,随着温度升高,再逐渐加大电流,最终达到正常电流充电加热板加热。这种加热方式优点是效率高,直接对电解液进行加热,热量损耗少,缺点是不易实现,高频交流电一般要额外发电机供电,在实际中并无广泛使用。相比于内部加热方法,外部加热方法则运用广泛,主要有加热膜加热、珀耳贴效应加热,加热套加热、加热板加热等方法,几种加热方法原理类似,都是外置热源,将热量通过热传导的方式由热源传递至电池。其中加热板加热方式因其成本较低,安装便捷,被广泛使用。然而加热板温度过高时,将严重影响电池的性能,甚至有可能发生热失控的状况。

针对电池温度过高问题,目前的电动汽车电池冷却方式主要有空气冷却、液体冷却和相变材料冷却三种方式。其中相变冷却利用的相变材料可以在特定的温度下发生相变,物质的分子排列在有序和无序之间快速转换,并伴随着吸收或释放热能,对环境温度进行调节,以达到它们的具体应用。这一过程是可逆的,因此相变材料可以重复使用,在储能领域具有良好的应用前景。

综上,电池温度过高或者过低均不利于发挥电池本身的性能,因此为延长电池使用寿命,提高电池能量效率,增加纯电动汽车续航里程,开发出一种既能满足高温环境电池能够有效降温,也能实现低温环境电池能够快速加热或保温的微电流自加热复合相变平板及其制备方法,将会对推动我国新能源汽车用动力电池热管理系统设计与应用方面具有十分重要的意义与广阔的前景。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述及现有技术中存在的问题,提出了本发明。

因此,本发明的目的在于提供一种用于电池热管理的微电流自加热平板及其制备方法。

为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了如下技术方案:一种用于电池热管理的微电流自加热平板及其制备方法,包括,

由相变储热层和可微电流自加热的聚合物层组成,相变储热层和可微电流自加热的聚合物层的结构叠加组合,正负电极嵌入所述两种材料中;

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