一种水合盐相变材料的电池快速加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。本发明专利技术电池启动过程中，通过机械撞击、搅拌、加入成核中心等方式，破坏相变材料的过冷状态以触发其凝固过程，促使相变材料内存储的热量瞬间释放，从而快速加热电池，电池升温速率高于5℃/min。

A Rapid Heating Device for Hydrated Salt Phase Change Material Batteries

The invention discloses a battery rapid heating device for hydrated salt phase change material, which comprises a cavity, several batteries arranged in the cavity, a phase change material filled in the cavity and directly wrapped the battery, the phase change material is inorganic hydrated salt, the opening of the cavity is sealed by a top cover and a rubber sealing strip, and the bottom of the cavity is provided with trigger said. Latent heat release device for fast heating batteries during solidification of phase change materials. In the start-up process of the battery, the supercooled state of the phase change material is destroyed by mechanical impact, stirring and adding nucleation center to trigger its solidification process, and the heat stored in the phase change material is released instantaneously, so that the battery is heated rapidly, and the heating rate of the battery is higher than 5 C/min.

【技术实现步骤摘要】
一种水合盐相变材料的电池快速加热装置
本专利技术属于动力电池热管理领域，特别涉及一种低温环境下水合盐相变材料的电池快速加热装置。
技术介绍
随着电动汽车的发展，凭借着高能量密度、高功率密度及长循环寿命等优势，以锂离子电池为代表的动力电池被广泛应用于电动车中。然而，锂离子电池性能及安全性受温度影响显著，高温和低温都不利于锂离子电池正常工作。尤其在低温环境下，当环境温度低于10℃时，锂离子电池不仅有效容量减少20%以上。而且低温下锂电池电极容易出现锂镀现象，容易引发短路等安全风险。因此，加热电池使其温度保持在20~45℃范围内，能有效提高电池的性能及安全性。现有的电池加热系统多采用通电加热形式，例如专利CN204011607U和CN105186065A等分别公开了一种电阻带加热的电池组加热方法；CN204289647U公开了一种通电后利用电池内阻加热电池的方法。尽管电加热速率高，但电加热系统复杂，而且加热过程必须消耗电量，必然造成电池电量的浪费。因此亟需提出一种结构简单消耗能量较少的电池快速加热方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提出水合盐相变材料的电池快速加热装置。本专利技术的目的采用如下技术方案实现：一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。进一步地，所述的潜热释放装置采用机械振动装置、机械搅拌装置或成核中心加入装置。进一步地，所述的机械搅拌装置采用磁力搅拌器，用于搅拌所述相变材料。进一步地，所述的机械振动装置采用敲击棒敲击打腔体底部。进一步地，所述的成核中心加入装置采用成核剂加入装置，用于向相变材料内加入成核剂。进一步地，所述的成核中心加入装置采用鼓泡装置，用于向相变材料内鼓入气泡。进一步地，所述无机水合盐采用：Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O或C2H3NaO2.3H2O，或者采用：C2H3NaO2.3H2O与CH4N2O、CH3NO或C2H6O2的共晶盐。进一步地，所述的相变材料的相变温度为20~60℃，过冷度大于20℃，在环境温度-10~10℃以稳定过冷液形式存在。进一步地，所述相变材料对电池1的加热速率大于5℃/min。进一步地，还包括用于对相变材料进行加热的辅助电加热装置。相比现有技术，本专利技术的优势在于：1.存储电池工作产生的热量加热电池，不消耗额外能量。2.相变材料以过冷的形式稳定存在，低温下相变潜热能够长期保存不释放。3.利用机械振动和加入成核中心等方式破坏过冷，激发相变材料凝固瞬间放热量大，电池加热速率快。4.本专利技术的电池加热装置结构简单，操作方便。附图说明图1为本专利技术的水合盐相变材料的电池快速加热装置结构示意图。图中：1-电池、2-腔体、3-顶盖、4-橡胶密封条。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此。如图1所示，本专利技术实施例的一种使用水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括电池1、腔体2、顶盖3、橡胶密封条4。实施例1如图1所示，一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体2、设置在所述腔体2内的若干电池1、填充设置在所述腔体2内并直接包裹电池的相变材料和用于对相变材料进行加热的辅助电加热装置。所述相变材料为CaCl2·6H2O；所述腔体2的开口处通过顶盖3和橡胶密封条4密封，所述腔体2的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池1的潜热释放装置。所述的潜热释放装置采用磁力搅拌器，所述的磁力搅拌器用于搅拌所述相变材料。本实施例以熔点为30℃的CaCl2·6H2O为相变材料，加热至40℃完全熔化后注入腔体2，腔体2内已固定好了经表面绝缘的电池1，腔体2由顶盖3与橡胶密封条4密封。电池组整体放置于5℃低温环境，2小时后相变材料温度降至-5℃，10小时后CaCl2·6H2O处于过冷状态，仍为液体。本实施例采用机械振动破坏过冷，电池启动工作时，启动腔体底部的磁力搅拌器，相变材料的凝固过程被激发，迅速从底部中心向整个腔体扩散，放出大量的热。电池温度快速上升，电池温度5分钟后从-5℃上升至25℃。实施例2一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体2、设置在所述腔体2内的若干电池1、填充设置在所述腔体2内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为Na2SO4·10H2O；所述腔体2的开口处通过顶盖3和橡胶密封条4密封，所述腔体2的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池1的潜热释放装置。所述的潜热释放装置采用机械振动装置，所述的机械振动装置采用敲击棒敲击打腔体底部引起振动。本实施例以熔点为32.4℃的Na2SO4·10H2O为相变材料，加热至45℃熔化后注入腔体。电池除电极外的部分经绝缘处理后浸入相变材料，放入10℃环境，2.5小时后相变材料温度降至10℃，10小时后Na2SO4·10H2O处于过冷状态，仍为液体。本实施例采用机械振动的方式破坏过冷。电池启动工作时，通过玻璃棒等凝固过程触发装置快速敲击腔体底部引起振动，相变材料的凝固过程被激发，迅速从四周向整个腔体扩散，放出大量的热，电池温度快速上升，电池温度从10℃上升至25℃只需要2分30秒。实施例3一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体2、设置在所述腔体2内的若干电池1、填充设置在所述腔体2内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为C2H3NaO2·3H2O；所述腔体2的开口处通过顶盖3和橡胶密封条4密封，所述腔体2的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池1的潜热释放装置。所述的潜热释放装置采用成核中心加入装置，所述的成核中心加入装置采用成核剂加入装置，用于向相变材料内加入成核剂，如滑石粉、碳酸钙等。本实施例以熔点为58℃的C2H3NaO2.3H2O为相变材料，加热至65℃熔化后注入腔体。电池除电极外的部分经绝缘处理后浸入相变材料，放入0℃环境，4小时后相变材料温度降至0℃，12小时后C2H3NaO2.3H2O处于过冷状态，仍为液体。本实施例采用加入成核剂的方式破坏过冷。电池启动工作时，通过成核剂加入装置加入Na2HPO4·12H2O，相变材料的凝固过程被激发，放出大量的热，电池温度快速上升，电池温度从0℃上升至25℃只需要3分20秒。实施例4一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，包括：腔体2、设置在所述腔体2内的若干电池1、填充设置在所述腔体2内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为C2H3NaO2.3H2O-CH4N2O共晶盐；所述腔体2的开口处通过顶盖3和橡胶密封条4密封，所述腔体2的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池1的潜热释放装置。所述的潜热释放装置采用成核中心加入装置，所述的成核中心加入装置采用鼓泡装置，用于向相变材料内鼓入气泡。本实施例以熔点为38℃的C2H3NaO2.3H2O-CH4N2O共晶盐为相变材料，加热至50℃熔化后注入腔体。电池除电极外的部分经绝缘处理后浸入相变材料，放入5℃环境，3小时后相变材料温度降至5℃，10小时后C2H3Na本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，包括：腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。

【技术特征摘要】
1.一种水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，包括：腔体、设置在所述腔体内的若干电池、填充设置在所述腔体内并直接包裹电池的相变材料，所述相变材料为无机水合盐；所述腔体的开口处通过顶盖和橡胶密封条密封，所述腔体的底部设置有触发所述相变材料凝固过程释放潜热快速加热电池的潜热释放装置。2.根据权利要求1所述的水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，所述的潜热释放装置采用机械振动装置、机械搅拌装置或成核中心加入装置。3.根据权利要求2所述的水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，所述的机械搅拌装置采用磁力搅拌器，用于搅拌所述相变材料。4.根据权利要求2所述的水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，所述的机械振动装置采用敲击棒敲击打腔体底部。5.根据权利要求2所述的水合盐相变材料的电池快速加热装置，其特征在于，所述的成核中心加入装置采用成核剂加入装置，用于向相变材料内加入成...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌子夜，张正国，方晓明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44