The invention discloses a solid-state lithium battery based on spiral heating rod and its heating device and heating control method, including solid-state lithium battery and heating rod assembly. The solid-state lithium battery consists of metal shell, battery insulation film, positive active material, solid electrolyte, negative active material, negative collector and positive collector. The heating rod assembly includes spiral heating rod, ceramic threaded structure, insulating heat conducting medium, spiral heating rod cathode wire, spiral heating rod negative wire and heating rod interface. The replaceable spiral heating rod is inserted into the solid-state battery and heated directly from the inside by electrification. The solid-state lithium battery used in the invention effectively avoids the thermal runaway accident which may be caused by the backup power supply of Rail Transit under high temperature and other extreme conditions, and directly configures the heating system for the solid-state battery monomer, improves the defect of the reduction of the charging and discharging performance of the solid-state battery at room temperature, and compares with the surface heating. Internal heating directly improves the heating efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种基于螺旋加热棒的固态锂电池及其加热装置、加热控制方法
本专利技术涉及电池热管理领域,特别涉及一种用于轨道车辆的基于内部螺旋加热棒的固态锂电池及其加热装置和加热控制方法。
技术介绍
随着我国轨道交通的快速发展,轨道交通工具已经成为现代化交通工具的主力,其不仅具有速度快和运输量大的特点,而且更加舒适、方便。此外,轨道交通的安全性相比其他交通工具而言更为突出,轨道交通技术装备一旦发生致命故障,往往会造成重大行车事故,甚至会造成人员伤亡,造成巨大的社会影响,这就对轨道交通上的每一个零件都提出了较高的安全性要求。轨道交通用备用电源是在电力系统出现故障时,可用于使轨道车辆正常启动并行驶一定距离的动力装置。经过多年的技术升级,轨道交通用备用电源已由低能量密度的铅酸电池改为更轻、寿命更长的锂离子电池。然而现有锂电池多为液态锂电池,其电解液为可燃物质,当电池温度过高或遭遇极端情况时,容易引发电池热失控,电池起火爆炸且难以扑灭,因此,未来轨道交通备用电源亟需使用更安全的电池以确保乘客的安全。固态电池是指电池结构中不含液体,所有材料都以固态形式存在的储能器件,主要由正极活性物质、负极活性物质和固态电解质组成。当固态电池对外充放电时,锂离子通过固态电解质往返于正、负极活性物质间,产生自由电荷,对外输出电流工作。由于电解质为固态不可燃物质,所以固态电池具有安全性好、能量密度高、可柔性化等优点。但由于固态电解质在常温下电导率总体偏低,因此在常温下难以发挥其使用性能,而固态电解质的电导率随着温度上升也会有明显的提高,因此,固态锂电池组必须配置加热系统,以使其在较高的温度窗口下工作并 ...
【技术保护点】
1.一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,包括固态锂电池本体和加热棒组件;所述固态锂电池本体由外至内包括:金属外壳(1)、电池绝缘膜(2)、正极活性物质(3)、固态电解质(4)、负极活性物质(5)以及固态电解质(4),电池底部设有负极集流体(6)、顶部设有正极集流体(9);所述加热棒组件位于固态锂电池本体最内层的固态电解质内,在加热棒顶部引出导线,通过所述导线能够对其加热。
【技术特征摘要】
1.一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,包括固态锂电池本体和加热棒组件;所述固态锂电池本体由外至内包括:金属外壳(1)、电池绝缘膜(2)、正极活性物质(3)、固态电解质(4)、负极活性物质(5)以及固态电解质(4),电池底部设有负极集流体(6)、顶部设有正极集流体(9);所述加热棒组件位于固态锂电池本体最内层的固态电解质内,在加热棒顶部引出导线,通过所述导线能够对其加热。2.根据权利要求1所述的一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,所述负极集流体(6)与负极活性物质(5)预先焊接,正极集流体(9)预先与正极活性物质(3)焊接;并依次将连接有正极集流体(9)的正极活性物质(3)、固态电解质(4)和连接有负极集流体(6)的负极活性物质(5)、固态电解质(4)层层叠起后进行卷绕;电池绝缘膜(2)用于包裹卷绕后裸露的正极活性物质(3)、固态电解质(4)和负极活性物质(5)并与金属外壳(1)绝缘。3.根据权利要求1所述的一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,所述加热棒组件包括加热棒和绝缘导热介质;所述绝缘导热介质填充在加热棒和电池本体最内层的固态电解质之间。4.根据权利要求3所述的一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,所述加热棒为螺旋加热棒(8),其表面为螺纹结构,通过所述螺纹结构旋入所述绝缘导热介质内。5.根据权利要求3所述的一种基于螺旋加热棒的固态锂电池,其特征在于,所述加热棒的导线包括正极导线和负极导线,所述正极导线的一端、负极导线的一端均连接加热棒顶端,所述正极导线的另一端、负极导线的另一端连接...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐晓明,傅家麒,胡东海,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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