一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池及其低温放电方法技术

本发明专利技术公开了一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池，包括电池本体，电池本体安装在壳体组件内，绝缘壳体的两侧分别嵌装有导热体，该导热体由一体式铜质的横导热条和纵导热条组成，横导热条填充在该U形凹槽内；壳体组件包括不锈钢框体，中空盖体通过螺栓安装在不锈钢框体的顶部；不锈钢框体与中空底板设置为一体结构，不锈钢框体设置为内真空层和外真空层的双层中空结构；传输机构包括保温油箱，保温油箱的内部安装有电加热管；本发明专利技术通过双层真空的不锈钢框体以及传输机构的设置，能够实现对电池本体预热的作用；同时可以进行保温隔热，避免在低温环境中工作；还可以在工作中进行散热，避免电池本体在高温环境中工作。避免电池本体在高温环境中工作。

【技术实现步骤摘要】
一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池及其低温放电方法


[0001]本专利技术涉及动力电池
，具体来说，涉及一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池及其低温放电方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。它在充电时，磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，同时正极释放电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡；放电时，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。磷酸铁锂电池具有高效率输出、不燃烧、不爆炸、高温时性能良好、循环寿命长、可快速充电、低成本、无记忆效应、体积小、重量轻以及对环境无污染等特点。因此磷酸铁锂电池被广泛应用在大型电动车辆以及轻型电动车上。
[0003]但是磷酸铁锂电池在低温时，电池容量的衰减率较大，不适宜在低温环境下使用；为此，我们提出一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池及其低温放电方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术任务是针对以上不足，提供一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池及其低温放电方法，通过双层真空的不锈钢框体以及传输机构的设置，能够实现对电池本体预热的作用；同时可以进行保温隔热，避免在低温环境中工作；还可以在工作中进行散热，避免电池本体在高温环境中工作来解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池，包括电池本体、超级电容、壳体组件、传输机构以及控制盒，所述电池本体安装在壳体组件内，所述电池本体包括绝缘壳体，所述绝缘壳体的一端内部固定安装有铜集流体，所述铜集流体的一侧设置有石墨晶体层，且绝缘壳体的另一端内部安装有铝集流体，所述铝集流体的一侧设置有磷酸铁锂电极，所述绝缘壳体的中部连接有隔膜，该隔膜将绝缘壳体的内部密封隔开成两个空腔区域，且两个空腔区域内均设置有电解液，所述绝缘壳体的上部两端分别安装有负极和正极，其中负极与铜集流体电连接，正极与铝集流体电连接；所述绝缘壳体的两侧分别嵌装有导热体，该导热体由一体式铜质的横导热条和纵导热条组成，所述绝缘壳体的两侧外壁设置有水平内凹的U形凹槽，所述横导热条填充在该U形凹槽内；所述壳体组件包括不锈钢框体、中空底板以及中空盖体，所述中空底板以及中空盖体的内部为真空，所述中空盖体通过螺栓安装在不锈钢框体的顶部；所述不锈钢框体与中空底板设置为一体结构，所述不锈钢框体设置为内真空层和外真空层的双层中空结构；所述传输机构包括保温油箱，所述保温油箱的内部安装有电加热管，所述保温油箱的一侧安装有用于检测保温油箱内部油温的第一温度传感器；所述保温油箱的底部通过注油管与内真空层连通，且注油管上安装有注油泵，所
述保温油箱的底部通过抽油管与外真空层连通，且抽油管上安装有抽油泵，所述注油管与抽油管靠近不锈钢框体的端部通过下连通管连通，且下连通管上安装有下电磁阀；所述保温油箱的上部通过内回油管与内真空层连通，且内回油管上安装有内电磁阀，所述保温油箱的上部通过外回油管与外真空层连通，且外回油管上安装有外电磁阀，所述内回油管与外回油管靠近不锈钢框体的端部通过上连通管连通，且上连通管上安装有上电磁阀；所述不锈钢框体的一端上部安装有用于检测壳体组件内部温度的第二温度传感器；且不锈钢框体的一端下部安装有用于检测内真空层内部温度的第三温度传感器；所述控制盒固定安装在保温油箱上，且所述控制盒上还安装有第四温度传感器；所述控制盒内安装有单片机以及受控于单片机的双电池智能管理模块，双电池智能管理模块用于管理电池本体和超级电容，所述超级电容固定安装在连接壳内，所述连接壳固定连接在所述壳体组件与保温油箱之间；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器的信号输出端均与单片机连接，所述注油泵、抽油泵、内电磁阀、外电磁阀、上电磁阀、下电磁阀均受控于所述单片机。
[0006]作为优选，所述中空底板之间通过连接板与保温油箱连接，所述连接板上设置有安装区，所述注油泵、抽油泵、内电磁阀、外电磁阀、上电磁阀、下电磁阀均设置在安装区内，所述安装区上安装有L形卡板。
[0007]作为优选，所述连接板与连接壳上均开设有卡孔，所述L形卡板的两端均设置有卡块，所述卡块卡接在卡孔内。
[0008]作为优选，所述安装区与L形卡板之间填充有保温棉球，通过保温棉球起到保温效果，所述L形卡板的顶部设置有便于拆装的凹口。
[0009]作为优选，所述中空盖体上开设有通孔，所述中空盖体的底部固定粘接有密封隔热橡胶垫，所述不锈钢框体的顶部开设有与通孔对齐的螺纹孔，螺栓的一端穿过通孔安装到螺纹孔内并固定住中空盖体，所述中空盖体上还开设有便于正极和负极露出的预留孔。
[0010]作为优选，所述中空底板以及中空盖体的内部均设置有真空腔。
[0011]作为优选，所述保温油箱的内部设置有不易挥发的导热油，导热油占用保温油箱内80%
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90%的容量，且导热油为硅酮或机油；其中，内真空层、外真空层以及保温油箱的剩余空间设置为真空。
[0012]作为优选，所述绝缘壳体的两端开设有便于取出电池本体的缺口。
[0013]本专利技术还提供了一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池的低温放电方法，包括以下步骤：S1、第一次启动，通过双电池智能管理模块控制超级电容进行供电，同时启动电加热管以及注油泵，并打开内电磁阀，实现内真空层与保温油箱之间的内循环；S2、当壳体组件内部的温度上升到5℃温度后，通过双电池智能管理模块控制电池本体进行供电，与此同时关闭电加热管，此时实现了在低温环境下先预热后放电的操作，避免在低温环境下放电；S3、电池本体放电过程中，会产生热量，当壳体组件内部的温度上升至20℃后，关闭内电磁阀，打开上电磁阀以及外电磁阀，此时使得内真空层、外真空层以及保温油箱形成内循环，内真空层的导热油吸收热量转移至外真空层中，通过侧壁进行散热，提高散热效
率，避免电池在高温下工作；S4、当车辆熄火暂停使用时，此时关闭注油泵、上电磁阀以及外电磁阀，打开下电磁阀，启动抽油泵，将内真空层和外真空层中的导热油抽到保温油箱中，形成双层真空隔热保温；S5、当壳体组件内的温度降低到0℃时，关闭下电磁阀，打开注油泵以及内电磁阀，形成内循环，对壳体组件内进行温度控制，避免电池本体的温度降低，便于下一次进行使用。
[0014]作为优选，在车辆上安装有用于与单片机连结的控制器，能够通过人为进行调节电池工作状态或参数。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术低温磷酸铁锂锂离子动力电池，通过将导热体嵌在绝缘壳体的两侧，提高电池本体的导热效果，便于对其进行加热或散热；2、本专利技术低温磷酸铁锂锂离子动力电池，通过双层真空的不锈钢框体以及传输机构的设置，能够实现对电池本体预热的作用；同时可以进行保温隔热，避免在低温环境中工作时衰减；还可以在工作中进行散热，避免电池本体在高温环境中工作；3、本专利技术低温磷酸铁锂锂离子动力电池，通过超级电容能够进行先放电工作，待电池本体温度较高时，切换至电池本体放电工作，避免了电池本体在低温下工作的情况；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池，其特征在于，包括电池本体（1）、超级电容（3）、壳体组件（2）、传输机构（4）以及控制盒（5），所述电池本体（1）安装在壳体组件（2）内。2.根据权利要求1所述的一种低温磷酸铁锂锂离子动力电池，其特征在于，所述电池本体（1）包括绝缘壳体（101），所述绝缘壳体（101）的一端内部固定安装有铜集流体（107），所述铜集流体（107）的一侧设置有石墨晶体层（108），且绝缘壳体（101）的另一端内部安装有铝集流体（112），所述铝集流体（112）的一侧设置有磷酸铁锂电极（111），所述绝缘壳体（101）的中部连接有隔膜（109），该隔膜（109）将绝缘壳体（101）的内部密封隔开成两个空腔区域，且两个空腔区域内均设置有电解液（110），所述绝缘壳体（101）的上部两端分别安装有负极（106）和正极（102），其中负极（106）与铜集流体（107）电连接，正极（102）与铝集流体（112）电连接；所述绝缘壳体（101）的两侧分别嵌装有导热体，该导热体由一体式铜质的横导热条（105）和纵导热条（104）组成，所述绝缘壳体（101）的两侧外壁设置有水平内凹的U形凹槽（113），所述横导热条（105）填充在该U形凹槽（113）内；所述壳体组件（2）包括不锈钢框体（202）、中空底板（201）以及中空盖体（6），所述中空底板（201）以及中空盖体（6）的内部为真空，所述中空盖体（6）通过螺栓安装在不锈钢框体（202）的顶部；所述不锈钢框体（202）与中空底板（201）设置为一体结构，所述不锈钢框体（202）设置为内真空层（2021）和外真空层（2022）的双层中空结构；所述传输机构（4）包括保温油箱（401），所述保温油箱（401）的内部安装有电加热管（402），所述保温油箱（401）的一侧安装有用于检测保温油箱（401）内部油温的第一温度传感器（403）；所述保温油箱（401）的底部通过注油管（410）与内真空层（2021）连通，且注油管（410）上安装有注油泵（411），所述保温油箱（401）的底部通过抽油管（412）与外真空层（2022）连通，且抽油管（412）上安装有抽油泵（413），所述注油管（410）与抽油管（412）靠近不锈钢框体（202）的端部通过下连通管（414）连通，且下连通管（414）上安装有下电磁阀（415）；所述保温油箱（401）的上部通过内回油管（404）与内真空层（2021）连通，且内回油管（404）上安装有内电磁阀（405），所述保温油箱（401）的上部通过外回油管（406）与外真空层（2022）连通，且外回油管（406）上安装有外电磁阀（407），所述内回油管（404）与外回油管（406）靠近不锈钢框体（202）的端部通过上连通管（408）连通，且上连通管（408）上安装有上电磁阀（409）；所述不锈钢框体（202）的一端上部安装有用于检测壳体组件（2）内部温度的第二温度传感器（416）；且不锈钢框体（202）的一端下部安装有用于检测内真空层（2021）内部温度的第三温度传感器（417）；所述控制盒（5）固定安装在保温油箱（401）上，且所述控制盒（5）上还安装有第四温度传感器（501）；所述控制盒（5）内安装有单片机以及受控于单片机的双电池智能管理模块，双电池智能管理模块用于管理电池本体（1）和超级电容（3），所述超级电容（3）固定安装在连接壳（301）内，所述连接壳（301）固定连接在所述壳体组件（2）与保温油箱（401）之间；所述第一温度传感器（403）、第二温度传感器（416）、第三温度传感器（417）以及第四温度传感器（501）的信号输出端均与单片机连接，所述注油泵（411）、抽油泵（413）、内电磁阀（405）、外电磁阀（407）、上电磁阀（409）、下电磁阀（415）均受控于所述单片机；所述中空底板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零一M五零二二四，
申请(专利权)人：余绍芬，
类型：发明
国别省市：