用于电池的涂层及其制备方法、电池模组、温度调节系统及调节方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电池的涂层及其制备方法、电池模组和温度调节系统以及调节方法。本发明专利技术的涂层包括具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料。电池模组为在电池模块的封装外壳外表面、和/或电池模组的封装外壳内表面和/或外表面涂覆一层具有超顺磁性的磁性材料。利用本发明专利技术的电池涂层，具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料处于交变磁场中可磁化发热，当电池处于低温环境中(如低于15℃的环境下)时，可以提高电池的工作温度，从而提高电池在低温环境中的性能。本发明专利技术的温度调节系统和调节方法，可以使电池模组保持在相对稳定的温度范围内(如20～30℃)，从而使电池模组的性能保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
用于电池的涂层及其制备方法、电池模组、温度调节系统及调节方法
本专利技术属于电池
，尤其涉及一种用于电池的涂层及其制备方法、电池模组、温度调节系统及调节方法。
技术介绍
随着国家对新能源汽车的大力支持与引导，新能源汽车得到了快速发展，从而使得锂离子电池在电动车等领域得到了广泛应用，同时也对锂离子电池的性能提出了更高的要求。当锂离子电池暴露在低于15℃的环境下时，电池的化学物质活性显著降低，阻抗增大，电极极化加剧，电池的电化学性能降低；低温下，铅蓄电池、锂电池和燃料电池等都会受到低温的影响，只是程度不同而已。目前，中国北方地区冬季温度普遍低于0℃，在极寒地区更低于-30℃。而低温环境下对电动汽车的续驶里程远不如在温度高于15℃的里程、动力特性也大大降低、寿命降低、充电时间延长、安全性等均有显著影响。因此，急需一种可以解决电池在低温环境中也能保持良好性能的方案。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种电池涂层、当电池处于低温环境时，使电池涂层处于交变磁场中，即可释放热量，使电池模组的温度升高，从而提升在低温环境中的电池性能。本专利技术提供的电池温度调节系统，还可以使电池的温度保持在一定范围内，从而使电池的性能保持稳定。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于电池的涂层，所述涂层包括具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料。如上所述的电池涂层，优选地，所述磁性纳米颗粒材料为四氧化三铁(Fe3O4)、四氧二铁酸钴(CoFe2O4)和铁酸镍(NiFe2O4)中的至少一种。如上所述的涂层，优选地，所述磁性纳米颗粒材料的粒径为5～15nm，所述涂层的厚度为0.2～2μm。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制备用于电池的涂层的方法，在室温下，将磁性纳米颗粒材料分散于乙醇的水溶液，超声搅拌混匀制成浆料，将浆料喷涂至待喷涂表面，干燥后得到所述涂层。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电池模组，所述电池模组包括至少一个电池模块，电池模块或电池模组设有封装外壳，其中，在所述电池模块的封装外壳的外表面设置有本专利技术的涂层；在所述电池模组的封装外壳的外表面和/或内表面设置有本专利技术的涂层。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电池的温度调节系统，包括：电池模组，所述电池模组为本专利技术的电池模组；温度检测装置，所述温度检测装置与所述电池模组连接或接触，用于检测电池模组的温度；温度控制装置，所述温度控制装置与所述温度检测装置进行通信，用于接收所述温度检测装置检测到的温度，并对检测到的温度进行判断，根据判断结果发送指令；磁场发生装置，所述磁场发生装置能够对所述电池模组施加交变磁场，并与所述温度控制装置进行通信，以接收所述温度控制装置发送的指令，根据所述指令启动或停止所述磁场发生装置。根据本专利技术的温度调节系统，所述温度控制装置对检测到的温度进行判断时，定义检测到的温度为t，预设最小阈值为tmin，预设最大阈值为tmax；当t<tmin时，所述温度控制装置则发送指令至所述磁场发生装置，启动所述磁场发生装置，所述磁场发生装置产生的交变磁场与所述电池模组涂层中的所述磁性纳米颗粒材料配合产生热量，从而提高所述电池模组的温度；当tmin<t<tmax时，所述温度控制装置不发送指令，使所述磁场发生装置，保持在当前状态；当t>tmax时，则发送指令至所述磁场发生装置，停止所述磁场发生装置，以停止所述磁场发生装置产生的交变磁场与所述电池模组涂层中的磁性纳米颗粒材料配合继续产生热量。根据本专利技术的温度调节系统，所述磁场发生装置包括线圈和电源；其中，所述线圈环绕所述电池模块和/或环绕所述电池模组；所述电源与所述线圈电连接，所述电源为交流电源，所述温度控制装置与所述电源进行通信，以控制电源的连通与断开。根据本专利技术的另一方面，提供了一种调节电池模组温度的方法，提供本专利技术的温度调节系统；该方法包括步骤：S1、所述温度检测装置实时检测电池模组的温度，并将检测温度发送至所述温度控制装置；S2、所述温度控制装置对检测到的温度进行判断，定义检测到的温度为t，预设最小阈值为tmin，预设最大阈值为tmax；当t<tmin时，则发送指令至所述磁场发生装置，启动所述磁场发生装置，所述磁场发生装置产生的交变磁场与所述电池模组涂层中的磁性纳米颗粒材料配合产生热量，从而提高所述电池模组的温度；当tmin<t<tmax时，所述温度控制装置不发送指令，使所述磁场发生装置，保持在当前状态；当t>tmax时，则发送指令至所述磁场发生装置，停止所述磁场发生装置，停止所述磁场发生装置产生的交变磁场与所述电池模组涂层中的磁性纳米颗粒材料配合继续产生热量；S3、循环进行步骤S1和S2，使所述电池模组的温度t保持在tmin和tmax之间。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的涂层，设置在电池模块的封装外壳的外表面、和/或电池模组的封装外壳的内表面和/或外表面，涂层中含有的具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料在交变磁场下可磁化发热，当电池处于低温环境时，启动交变磁场，则可以提高电池的温度，从而提高电池的在低温环境中的性能。本专利技术的电池涂层，制作工艺简单，可应用于大规模工业化生产。本专利技术提供的电池温度调节系统和调节方法，可以使电池模组保持在一个相对稳定的温度范围内(如20～30℃)，从而使电池模组的性能保持稳定。附图说明图1(A1)示出了四氧化三铁纳米粒子磁滞回线；图1(A2)四氧化三铁纳米粒子场强-200-200Oe下磁滞回线局部放大图；图1(B)示出了四氧化三铁纳米粒子的FC-ZFC图；图2示出了本专利技术一种实施方式的电池温度调节系统示意图；图3示出了本专利技术一种实施方式的电池温度调节系统示意图；图4示出了本专利技术一种实施方式的温度调节流程图。【附图标记说明】1：电池模组的封装外壳；2：电池涂层；3：线圈。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于电池的涂层，涂层包括具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料。其中，具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料的磁性随温度的变化而变化，当环境温度低于转变温度(TB)时，材料的磁性很难被改变；而当温度高于转变温度(TB)时，其磁性很容易随周围的磁场改变而改变，磁体的极性也呈现出随意性，难以保持稳定的磁性能，这种现象被称为超顺磁效应(SuperparaMagneticEffect)。具备该特点的磁性材料即为具有超顺磁性材料的磁性材料。对于本专利技术来说，采用具有超顺磁性的磁性材料作为涂层，当对其施加交变磁场时，其磁性容易发生改变，在磁性改变的同时放出热量，因此会提高电池的温度，从而可以改善电池在低温环境工作时的性能。根据本专利技术的涂层的一种实施方式，磁性纳米颗粒材料优选四氧化三铁、四氧二铁酸钴和铁酸镍中的至少一种。根据本专利技术的涂层的一种实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电池的涂层，其特征在于，所述涂层包括具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于电池的涂层，其特征在于，所述涂层包括具有超顺磁性的磁性纳米颗粒材料。2.如权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述磁性纳米颗粒材料为四氧化三铁、四氧二铁酸钴和铁酸镍中的至少一种。3.如权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述磁性纳米颗粒材料的粒径为5～15nm；所述涂层的厚度为0.2～2μm。4.一种制备权利要求1-3中任一项所述涂层的方法，其特征在于，在室温下，将磁性纳米颗粒材料分散于乙醇的水溶液中，超声搅拌混匀制成浆料，将浆料喷涂至待喷涂表面，干燥后得到所述涂层。5.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括至少一个电池模块，所述电池模块和/或电池模组设有封装外壳，其中，在所述电池模块的封装外壳的外表面设置有权利要求1-3任一项所述的涂层；在所述电池模组的封装外壳的外表面和/或内表面设置有权利要求1-3中任一项所述涂层。6.一种电池的温度调节系统，其特征在于，包括：电池模组，所述电池模组为权利要求5所述的电池模组、温度检测装置，所述温度检测装置与所述电池模组连接或接触，用于检测电池模组的温度；温度控制装置，所述温度控制装置与所述温度检测装置进行通信，用于接收所述温度检测装置检测到的温度，并对检测到的温度进行判断，根据判断结果发送指令；磁场发生装置，所述磁场发生装置能够对所述电池模组施加交变磁场，并与所述温度控制装置进行通信，以接收所述温度控制装置发送的指令，根据所述指令启动或停止所述磁场发生装置。7.根据权利要求6所述的温度调节系统，其特征在于，所述温度控制装置对检测到的温度进行判断时，定义检测到的温度为t，预设最小阈值为tmin，预设最大阈值为tmax；当t<tmin时，所述温度控制装置则发送指令至所述磁场发生装置，启动所述磁场发生装置，所述磁场发生装...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏敏，范欢欢，娄忠良，
申请(专利权)人：桑德集团有限公司，桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54