【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，具体涉及一种用于锂离子电池的自发热安全设计方法和系统。
技术介绍
1、锂离子电池由于具高能量密度、循环寿命长、自放电率低等优点，已广泛应用在多种领域。但同时也存在明显缺点，尤其是安全性方面，由于电池材料活性强，电解液为有机溶剂，电池一旦温升偏高时，会引起电池电性能的损失，严重的甚至发生起火爆炸等安全性问题。另外，随着锂离子电池在应用领域的不断拓展，从小型的便携式产品应用到新能源汽车、储能、轮船等产品中时，安全问题会产生更大的影响。常用的改善电池安全性的方法，一般是通过选择热安全性优的材料来降低安全风险。然而不同材料体系之间的热安全性存在较大的差异，目前常用的材料中，磷酸铁锂的热安全性优于三元、钴酸锂等材料，无论是发热量还是产气量都明显优于其它材料。但主体材料的不同，所面对的应用领域也会存在较大的差异，所以并非所有的应用场景都能够通过热使用安全性好的材料来实现，因此，如何基于锂离子电池的热传导性来综合考量电芯的设计方案来提升热安全性，是现阶段锂离子电池研发的主要方向。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是如何基于锂离子电池自身热传导特性来设计锂离子电池，以提高其热安全性防护能力。
2、根据第一方面，一种实施例中提供一种用于锂离子电池的自发热安全设计方法，包括：
3、获取锂离子电池各组成构件的比热容；所述组成构件包括负极材质、正极材质、电解液、隔膜、金属壳体、正极集流体和/或负极集流体；
4、获取单个所述锂离子电池的
5、依据单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量和其对应的比热容获取每个所述组成构件的热容量；
6、获取单个所述锂离子电池的总热容量；
7、在保证单个所述锂离子电池的总体积不变的条件下，通过变更每个所述组成构件的质量以改变每个所述组成构件的热容量与总热容量的比例关系，以使得单个所述锂离子电池的总热容量取极大值。
8、一实施例中，自发热安全设计方法还包括：
9、在保证单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量不变的情况下，变更所述组成构件的空间分布结构，以使得每个所述组成构件的导热系数取极大值。
10、一实施例中，自发热安全设计方法还包括：
11、在保证每个所述组成构件的空间分布结构不变的条件下，分别获取单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的最低起始失效温度，并将值最小的最低起始失效温度作为单个所述锂离子电池的热失效边界温度。
12、一实施例中，自发热安全设计方法还包括：
13、当所述锂离子电池的热失效边界温度大于一预设的设计温度边界最大值时，变更最低起始失效温度值最低的所述组成构件的空间分布结构。
14、一实施例中，所述依据单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量和其对应的比热容获取每个所述组成构件的热容量，包括：
15、分析单个所述锂离子电池中各组成构件的结构件信息，所述结构件信息包括原材料和空间结构信息；
16、应用dsc蓝宝石法分别测得每个所述组成构件的原材料的比热容；
17、将每个所述组成构件原材料的比热容与其对应的质量的积作为该组成构件的热容量。
18、一实施例中，所述获取单个所述锂离子电池的总热容量，包括：
19、应用质量加权法计算单个所述锂离子电池的总比热容，在将获取的所述总比热容与单个所述锂离子电池的总质量之积作为单个所述锂离子电池的总热容量。
20、一实施例中，所述组成构件的导热系数的获取方法包括：
21、分解单个所述锂离子电池中各组成构件的结构件信息，所述结构件信息包括原材料和空间结构信息；
22、使用导热系数测试仪测量，获取每个所述组成构件原材料的导热系数；
23、依据每个所述组成构件的空间结构信息获取该组成构件总厚度；
24、根据一预设的导热计算公式获取每个所述组成构件的轴向和径向的导热系数。
25、根据第二方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
26、根据第三方面，一种实施例中提供一种用于锂离子电池的自发热安全设计系统，用于应用如上所述的自发热安全设计方法，所述自发热安全设计系统包括：
27、比热容获取单元，用于获取锂离子电池各组成构件的比热容；所述组成构件包括负极材质、正极材质、电解液、隔膜、金属壳体、正极集流体和/或负极集流体；
28、热容量获取单元，用于依据单个所述锂离子电池的总质量和单个所述锂离子电池中各组成构件的质量及对应的比热容获取每个所述组成构件的热容量和单个所述锂离子电池的总热容量；
29、组成构件质量设定单元，用于在保证单个所述锂离子电池的总体积不变的条件下，通过变更每个所述组成构件的质量以改变每个所述组成构件的热容量与总热容量的比例关系，以使得单个所述锂离子电池的总热容量取极大值；
30、构建结构设定单元，用于在保证单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量不变的情况下，变更所述组成构件的空间分布结构，以使得每个所述组成构件的导热系数取极大值。
31、据上述实施例的自发热安全设计方法，通过在预设体积范围增加锂离子电池各个组成构件的热容量方式，来提高锂离子电池自发热的安全性，使得锂离子电池的设计更合理、更安全。
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1.一种用于锂离子电池的自发热安全设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求2所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求3所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求3所述的自发热安全设计方法，其特征在于，所述依据单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量和其对应的比热容获取每个所述组成构件的热容量，包括：
6.如权利要求5所述的自发热安全设计方法，其特征在于，所述获取单个所述锂离子电池的总热容量，包括：
7.如权利要求3所述的自发热安全设计方法，其特征在于，所述组成构件的导热系数的获取方法包括：
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-7中任一项所述的自发热安全设计方法。
9.一种用于锂离子电池的自发热安全设计系统，其特征在于，用于应用如权利要求1至7任一项所述的自发热安全设计方法，所述自发热安全设计系统包括：>
10.如权利要求9所述的自发热安全设计系统，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的自发热安全设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求2所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求3所述的自发热安全设计方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求3所述的自发热安全设计方法，其特征在于，所述依据单个所述锂离子电池中每个所述组成构件的质量和其对应的比热容获取每个所述组成构件的热容量，包括：
6.如权利要求5所述的自发热安全设计方法，其特征在于，所述获...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖斌，林建，刘阳，
申请(专利权)人：深圳市比克动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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