一种自加热电池及其自加热方法技术

本发明专利技术提供了一种自加热电池及其自加热方法，该电池包括电芯本体和容纳电芯本体的壳体，电芯本体包括正极片、负极片，所述正极片上设置有正极极耳，该正极极耳连接在正外接极耳上，负极片上设置有负极极耳，所述负极极耳连接在负外接极耳上，位于所述电芯本体外侧的负极片在远离相邻正极片的侧面上涂覆的负极材料为第一负极材料，所述第一负极材料与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接。当第一负极材料与正外接极耳之间连通时，通过第一负极材料产生阻抗热效应，实现对电池的自加热，能够达到在充分利用了无利用率的负极材料的同时，还能够有效提升电池在低温下快速正常启动及保证电芯在低温自加热时的受热均一性，具有结构设计合理、简单，成本较低且安全可靠性高的有益效果。的有益效果。的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种自加热电池及其自加热方法


[0001]本专利技术涉及电池开发
，具体涉及到一种自加热电池及其自加热方法。

技术介绍

[0002]由于全球生态环境破坏、能源匮乏等原因，世界各国都在制定政策推动新能源行业的发展，作为一种重要的储能器件，锂离子电池吸引了越来越多的关注。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命等优异的性能，使得其广泛应用于便携式电子产品。
[0003]然而，锂离子电池的基本工作原理属于通过化学反应进行充放电，温度对于化学反应的影响很大，在低温条件下，化学反应速率低，内阻增大，导致放电容量明显降低，从而严重影响和限制了锂离子电池的使用范围和使用条件。如在寒冷的地方，温度较低时，电池放电电压大幅降低，这样电池在低温放电时就会更快的达到放电截止电压，从而造成低温放电容量明显低于常温容量，甚至放不出电量，严重影响日常使用。
[0004]针对环境温度对电池放电容量的极大影响，现有技术中通常采用外部加热的方式来提升电池的环境温度，进而使电池正常工作，但是需要外接加热源使得电池结构设计及BMS管理更加复杂、成本增加，且安全可靠性较差。还有仅仅通过金属箔片本身的电阻来实现电池的自加热功能，该方案对金属箔片的材质阻值及形状有特殊的要求，且电池在正常工作状态时，通断连接件是处于连接状态，对通断连接件的控制能力具有极高的要求，否则在出现意外的情况下，很容易出现通断连接件断开，导致电池发生自放电热失控的情形，安全可靠性无法保障。
[0005]由此，对于本领域技术人员亟需研发一种结构简单、成本较低及安全可靠性高的具备自加热功能的电池。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术实施例的目的之一提供了一种自加热电池，通过电芯本体外侧的负极片上的第一负极材料与正外接极耳之间形成短路，该第一负极材料产生阻抗热效应，来实现电池的自加热功能，能够达到在充分利用负极材料的同时，还能够有效提升电池在低温下快速正常启动，具有结构设计合理、简单，成本较低且安全可靠性高的有益效果。进而解决了现有技术中存在的电池结构设计及BMS管理程序复杂、成本较高，且安全可靠性差的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的一实施例提供了一种自加热电池，包括电芯本体和容纳所述电芯本体的壳体，所述电芯本体包括正极片和负极片，所述正极片上设置有正极极耳，所述正极极耳连接在正外接极耳上，所述负极片上设置有负极极耳，所述负极极耳连接在负外接极耳上，其特征在于，位于所述电芯本体外侧的负极片在远离相邻正极片的侧面上涂覆的负极材料为第一负极材料，所述第一负极材料与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接。
[0008]进一步地，所述第一负极材料上设置有金属箔片，金属箔片连接在箔片极耳上，箔
片极耳与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接。
[0009]进一步地，所述金属箔片的厚度为2～500um。
[0010]进一步地，当电池正常工作时，所述正外接极耳、所述负外接极耳分别与外部负载连接，所述通断连接件处于断开状态。
[0011]进一步地，当电池处于自加热状态时，所述通断连接件处于连通状态，使所述第一负极材料与所述正外接极耳之间形成短路。
[0012]进一步地，当所述电池加热到预定温度阈值时，所述通断连接件转换为断开状态，使所述第一负极材料与所述正外接极耳之间断开电连接。
[0013]进一步地，所述电池还包括温度传感器，所述预定温度阈值为不小于25℃。
[0014]进一步地，所述正极片、所述负极片采用叠片或卷绕的方式形成所述的电芯本体，当采用卷绕的方式形成所述电芯本体时，所述第一负极材料还包括位于卷芯内层未利用的负极材料。
[0015]进一步地，所述通断连接件为可控制电路连通及断开的电子元件。
[0016]本专利技术的另一实施例提供了一种电池的自加热方法，所述电池为上述实施例所述的自加热电池，所述自加热方法包括以下步骤：
[0017]步骤S10：准备正极片、负极片，采用叠片或卷绕的方式形成电芯本体，所述正极片上设置有正极极耳，所述正极极耳连接在正外接极耳上，所述负极片上设置有负极极耳，所述负极极耳连接在负外接极耳上，位于所述电芯本体外侧的负极片在远离相邻正极片的侧面上涂覆的负极材料为第一负极材料，所述第一负极材料与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接；
[0018]步骤S20：将所述正外接极耳、所述负外接极耳分别与外部负载连接，并将所述通断连接件处于断开状态，所述电池进入正常工作状态；
[0019]步骤S30：将所述通断连接件处于连通状态，使所述第一负极材料与所述正外接极耳之间形成短路，所述电池进入自加热状态。
[0020]进一步地，所述自加热方法还包括以下步骤：
[0021]步骤S40：当所述电池加热到预定温度阈值时，将所述通断连接件转换为断开状态，使所述负极材料与所述正外接极耳之间断开电连接，所述电池进入正常工作状态。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术通过当电芯本体外侧未利用的第一负极材料与正外接极耳之间形成短路时，未利用的第一负极材料产生阻抗热效应来实现电池的自加热功能，能够达到在充分利用了无利用率的负极材料的同时，还能够有效提升电池在低温下快速正常启动，具有结构设计合理、简单，成本较低且安全可靠性高的有益效果。
[0024]再者，本专利技术通过金属箔片来连通电芯本体外侧空闲未利用的第一负极材料，进一步确保了第一负极材料产生阻抗热效应的稳定性，且引出一个箔片极耳，具有结构简单的优点；当电池正常工作时，通断连接件是处于断开状态的，防止发生意外的情况下电池发生自放电热失控的情形，安全可靠性高。当电池处于自加热状态时，通过连通通断连接件将正外接极耳与箔片极耳短路，电流从正外接极耳流向电芯本体外侧的第一负极材料，使其产生热阻抗效应。进一步地，通过温度传感器测量电池的温度，当电池加热到预定温度阈值时，通断连接件断开，自加热功能停止，电流通过正、负外接极耳正常流入到外部负载实现
正常使用，可实施性较强，且能够有效提升电池在低温下快速正常启动，热管理成本较低且安全可靠性高。
附图说明
[0025]以下附图是用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，且仅旨在于对本专利技术做示意性的解释和说明，并非用以限制本专利技术的范围。在附图中：
[0026]图1为本申请一实施例中的一种自加热电池的电路连接结构示意图；
[0027]图2为本申请一实施例中的所述电芯本体外侧负极片结构剖视示意图；
[0028]图3为本申请一实施例中的卷绕式电芯本体主视结构示意图；
[0029]图4为本申请一实施例中的卷绕式电芯本体立体结构示意图；
[0030]图5为本申请另一实施例中的电池自加热方法流程图。
[0031]附图标记：
[0032]1、正极片；11、正极极耳；12、正外接极耳；2、负极片；21、负极极耳；22、负外接极耳；2a、电芯本体一侧的负极片；201a、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自加热电池，包括电芯本体和容纳所述电芯本体的壳体，所述电芯本体包括正极片和负极片，所述正极片上设置有正极极耳，所述正极极耳连接在正外接极耳上，所述负极片上设置有负极极耳，所述负极极耳连接在负外接极耳上，其特征在于，位于所述电芯本体外侧的负极片在远离相邻正极片的侧面上涂覆的负极材料为第一负极材料，所述第一负极材料与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接。2.如权利要求1所述的自加热电池，其特征在于，所述第一负极材料上设置有金属箔片，所述金属箔片连接在箔片极耳上，所述箔片极耳与所述正外接极耳之间通过通断连接件电连接。3.如权利要求2所述的自加热电池，其特征在于，所述金属箔片的厚度为2～500um。4.如权利要求1或2所述的自加热电池，其特征在于，当电池正常工作时，所述正外接极耳、所述负外接极耳分别与外部负载连接，所述通断连接件处于断开状态。5.如权利要求1或2所述的自加热电池，其特征在于，当电池处于自加热状态时，所述通断连接件处于连通状态，使所述第一负极材料与所述正外接极耳之间形成短路。6.如权利要求1或2所述的自加热电池，其特征在于，当所述电池加热到预定温度阈值时，所述通断连接件转换为断开状态，使所述第一负极材料与所述正外接极耳之间断开电连接。7.如权利要求6所述的自加热电池，其特征在于，所述电池还包括温度传感器，所述预定温度阈值为不小于25℃。8.如权利要求1或2所述的自加热电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文俊，丁泽鹏，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：