[实用新型]低温磷酸铁锂动力电池组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于低温环境下的化学电源，尤其是一种低温磷酸铁锂动力电池组。

背景技术

自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，2002年后又推出了磷酸铁锂动力电池。这是用磷酸铁锂材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。它的一个显著特点是解决了锂离子电池的安全性问题，高温性能好，对环境也无污染，而且也较便宜，是目前最好的大电流输出动力电池。

但它也有一个极其明显的缺点，低温性能差。由于磷酸铁锂电池具有高功率和能量密度，以及无安全性问题，它在高温和常温下的应用范围在迅速扩展，然而在使用温度低于-20度时磷酸铁锂电池并不能维持常温条件下的性能，但有些用途需要在-20度以下的低温条件下使用的，一般在-20℃以下的低温时电池性能均有明显恶化，现在商业化的电池是难以满足低温条件下使用要求的。这就限制了磷酸铁锂电池在很多特殊领域如军工和航天、航空领域的发展。

多少年来，多方面都投入了大量人力物力，对改善低温性能做了大量研究，目前还没取得大的进展。在-40℃电池放出的功率密度和能量密度分别是常温条件下的1.25%和5%，几年后同样研究发现在-40℃电池只能放出额定容量的30%，目前，一般的磷酸铁锂电池低温水平约为-20℃下放出额定容量的50~70%，远不能满足实际需求。然而在0℃以上，电池至少能放出额定容量的80%，在0℃以下电池输出性能的下降主要是有效容量的下降和放电平台的降低。

改善电池低温性能主要集中在开发高锂离子扩散系数的负极材料、开发低温电解液、在制作电池时添加其它正极材料和制备细粒度的正极材料等四个方面，目前这些对电池低温性能的改善还是有限的。经过近20年的研究，投入的人力物力都很大，且到目前为止在改善电池的低温性能的经验和成就上还没有明显的效果。

低温电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成。电热膜系统由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜构成。电源经导线连通电热膜，将电能转化为热能，具有任意幅宽和形状、任意使用电压、任意单位面积功率等三个任意的技术优势和耐高温、耐磨擦、导热及耐腐蚀等性能，发热均匀，任意开关调节，厚度只相当于电池热缩膜的厚度；其柔韧性好，具有防水、防腐、抗拉、绝缘性好等特点，安全牢固又节能；耐高压，性能稳定。经测试，电热膜在40℃状态下，连续运行26000小时，产品性能和尺寸不变，其耗能低、转换效率高，损失小于2%，热转换效率高达98.68%。

电热膜可承受50Hz、1500V、历时1min的耐压试验；耐潮湿电热膜在温度50℃±5%，相对湿度80%~90%的容器中，放置500小时，取出测试电阻变化绝缘层没有损坏；安全性好，通电后的电热膜表面温度最高不超过50℃，不自燃，不自爆、不漏电；收缩小，电热膜在2000个小时的老化测试中，收缩率小于2%；承受度广，电热膜可以在100℃~-40℃的环境下安全运行。电热膜在-40℃的环境中进行反复弯折以及拉伸试验，没有断裂现象，仍保持其柔软、耐用的特性；抗老化，如无人为损坏，使用寿命长于30年。

电热膜发展潜力巨大，符合低碳经济发展趋势。现在电热膜越来越多的被用于工业、农业和畜牧业，融雪化冰、防冻，建筑供暖以及其他领域。以电热膜为电加热元件，利用电热膜的电-热转换特性以及不同类型电热膜的个性特点，可以应用在有电力作为能源又有热需求的不同领域。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低温磷酸铁锂动力电池组，有效地解决了磷酸铁锂动力电池低温性能差的问题。