一种简易的动力电池温度传感器植入方法及温度传感器技术

本发明专利技术涉及动力电池技术领域，公开了一种简易的动力电池温度传感器植入方法及温度传感器，包括以下步骤：步骤1：在软包电池单体的极耳的上表面喷涂绝缘材料，并形成第一绝缘层；步骤2：在第一绝缘层上植入薄膜热敏电阻材料，并形成薄膜热敏电阻层；步骤3：在薄膜热敏电阻层上焊接用于电路连接的电极引脚；步骤4：在薄膜热敏电阻层上喷涂绝缘材料，并形成第二绝缘层。本发明专利技术能够用来解决现有的温度传感器难以准确测量动力电池内部温度的技术问题，能够达到较高的动力电池测温精准度和测温灵敏度，测温效果较好。测温效果较好。测温效果较好。

【技术实现步骤摘要】
一种简易的动力电池温度传感器植入方法及温度传感器


[0001]本专利技术涉及动力电池
，具体涉及一种简易的动力电池温度传感器植入方法及温度传感器。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车产业的蓬勃发展，动力电池的安全性受到了人们的密度关注。锂离子动力电池的安全性是指电池在正常使用或滥用时，能抑制外界初始扰动而引起的不安全行为，其中外界初始扰动可以是电、热、机械等荷能过程。电池的不安全主要由电池的热失控造成，如电池发生内部短路、大电流放电、过充电，电池内部都会产生大量的热，导致体系的温度增加。而通过对电池温度的监测，有助于及时感知电池的不安全状态，降低安全风险，
[0003]温度传感器作为监测电池温度的检测手段，广泛应用于动力电池运行时温度信息的收集。目前，监测电池温度的技术方案有采用热电偶、热敏电阻、热电阻等进行测温，并将电偶或电阻集成在动力电池的管理系统(BMS)之中，有效地提高了电池的安全性。然而，这种基于模组层级的传感器通常附着在电池的表面，仅能测试电池表面的温度。随着电动汽车产业的跨越式发展，这种模式受限于局部效应、梯度效应等影响，存在一定的滞后性，已不能完全满足对动力电池温度的测量要求，也不能完全满足对动力电池的安全预警需求。
[0004]相比之下，还有的一种位于电池内部的植入式温度传感器，可以快速准确获取电池内部的温度及产热信息。动力电池单体层级植入温度传感器，从而更早实现隔离与处理，是解决动力电池安全问题的一种有效途径。但是，由于电池内部的环境极为复杂，存在电解液腐蚀等现象，这使得温度传感器的器件结构失效、封装材料腐蚀等情况极易发生，无法满足传感器的稳定性需求、长寿命需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种简易的动力电池温度传感器植入方法及温度传感器，用来解决现有的温度传感器难以准确测量动力电池内部温度的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下基础方案：
[0007]方案一：
[0008]一种简易的动力电池温度传感器植入方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：在软包电池单体的极耳的上表面喷涂绝缘材料，并形成第一绝缘层；
[0010]步骤2：在第一绝缘层上植入薄膜热敏电阻材料，并形成薄膜热敏电阻层；
[0011]步骤3：在薄膜热敏电阻层上焊接用于电路连接的电极引脚；
[0012]步骤4：在薄膜热敏电阻层上喷涂绝缘材料，并形成第二绝缘层。
[0013]本方案的工作原理及优点在于：通过在软包电池单体的极耳上制作涂层并植入薄膜热电阻材料，最终在极耳上形成绝缘层——薄膜热敏电阻层——绝缘层的三层涂层结构。其中，薄膜热敏电阻层即作为温度传感器，能够准确采集电池极耳处的温度，并通过薄
膜热敏电阻层上焊接的电极引脚能够较便捷地得出温度传感器测得的温度数值。并且，第一绝缘层和第二绝缘层的设置，能够有效隔绝电池单体电芯与薄膜热敏电阻层(即温度传感器)，进而消除电芯与薄膜热敏电阻层(即温度传感器)之间的导电风险。
[0014]并且，本方案特别选取软包电池单体的极耳进行涂层设置，由于极耳直接与电池正负极的集流体相连，且极耳和集流体都为金属材质，导热系数较大，极耳处的传热效果相比于电池表面会有一定提升；因此，设置在极耳处的温度传感器对于电池单体内部温度会更加敏感，温度测量的精准度和灵敏度更高，能够获得准确的动力电池内部温度值；能够为解决动力电池的安全性问题提供可靠的数据支撑。
[0015]方案二：
[0016]一种简易的动力电池温度传感器，包括传感器本体；所述传感器本体为植入于软包电池单体的极耳上的薄膜热敏电阻层；所述植入方法采用如方案一所述的一种简易的动力电池温度传感器植入方法。
[0017]本方案的效果及优点在于：采用植入于软包电池单体极耳上的薄膜热敏电阻层作为传感器本体，传感器本体能够直接的对电池单体极耳处的温度进行测量，进而实现对动力电池内部温度的测量。并且，相比于常规的基于模组层级的直接附着在动力电池表面的传感器，本方案通过改进温度传感器的设置位置，自根本上克服了电池模组层级的局部效应、梯度效应等的影响。相比于位于电池内部的植入式温度传感器，本方案中植入于极耳中的传感器则自根本上避免了电池内部电解液腐蚀、封装材料腐蚀对传感器的影响。
[0018]而且，相比于将传感器覆盖或者贴合在电池电芯表面，本方案所选择的极耳处贴合位置能够达到更高的测温精准度。具体地，由于集流体与极耳之间导热性能好，优于经过隔膜导热的垂直方向，因此对于温度的监测会更加灵敏、更为准确。此外，作为传感器本体的薄膜热敏电阻层的厚度非常薄，具有一定的柔韧性并且可以机械无损地弯曲，保证了使用过程中的耐疲劳性和可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的温度传感器植入方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例的软包电池单体的极耳处的温度传感器示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例的软包电池单体的正极极耳处的局部放大图；
[0022]图4为本专利技术实施例的软包电池单体的极耳处剖切后的局部放大图；
[0023]图5为本专利技术实施例的温度传感器进行温度测试时的结构示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例的软包电池单体在2.5C倍率下充电过程中的温度
‑
时间图；
[0025]图7为本专利技术实施例的软包电池单体在0.5C倍率下循环充放电过程中的温度
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时间图。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
[0027]说明书附图中的标记包括：软包电池单体1、负极薄膜热敏电阻层2、正极薄膜热敏电阻层3、极耳胶4、极耳金属片5、第二绝缘层6、第一绝缘层7、电极引脚8、表面处的热敏电阻温度传感器9。
[0028]实施例基本如附图1所示：一种简易的动力电池温度传感器植入方法，包括以下步骤：
[0029]预备步骤：对软包电池单体1的极耳的上表面的喷涂区域进行打磨处理。
[0030]具体地，本实施例中，对软包电池单体1的正极连接极耳和负极连接极耳的上表面的喷涂区域均进行打磨处理。本实施例中，正极连接极耳和负极连接极耳的厚度为0.1mm—0.2mm。喷涂区域位于极耳金属片5范围内，极耳与软包电池单体1之间连接有极耳胶4。在进行打磨处理时，采用砂纸进行打磨，砂纸目数为100目—320目，这样设置，能够提高极耳表面的附着力，后续涂料喷涂效果更好。
[0031]步骤1：在软包电池单体1的极耳的上表面喷涂绝缘材料，并形成第一绝缘层7。
[0032]具体地，绝缘材料喷涂在喷涂区域中。所述绝缘材料为Al2O3粉末或者Si粉末，且粉末的颗粒为微米级或纳米级；所述第一绝缘层7和第二绝缘层6的厚度在20μm—50μm之间。具体地，本实施例中，绝缘材料选取为Al2O3粉末，此绝缘材料绝缘性能较佳，稳定性好，第一绝缘层7厚度设置为28μm；此绝缘层厚度下，能够达到较好的绝缘效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种简易的动力电池温度传感器植入方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在软包电池单体的极耳的上表面喷涂绝缘材料，并形成第一绝缘层；步骤2：在第一绝缘层上植入薄膜热敏电阻材料，并形成薄膜热敏电阻层；步骤3：在薄膜热敏电阻层上焊接用于电路连接的电极引脚；步骤4：在薄膜热敏电阻层上喷涂绝缘材料，并形成第二绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种简易的动力电池温度传感器植入方法，其特征在于，还包括预备步骤：对软包电池单体的极耳的上表面的喷涂区域进行打磨处理；所述预备步骤设于步骤1之前，在步骤1中绝缘材料喷涂在喷涂区域中。3.根据权利要求2所述的一种简易的动力电池温度传感器植入方法，其特征在于，在进行打磨处理时，采用砂纸进行打磨，砂纸目数为100目—320目。4.根据权利要求1所述的一种简易的动力电池温度传感器植入方法，其特征在于，所述绝缘材料为Al2O3粉末或者Si粉末，且粉末的颗粒为微米级或纳米级；所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度在20μm—50μm之间。5.根据权利要求1所述的一种简易的动力电池温度传感器植入方法，其特征在于，所述薄膜热敏电阻材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖凌云，万鑫铭，董红磊，抄佩佩，王澎，吴二东，赵星，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：