[发明专利]一种锂电池在低温下的保温方法及保温装置

说明书

技术领域

本发明属于电池充放电领域，尤其是涉及一种锂电池在低温下的保温方法及保温装置。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，由于其出色的性能被广泛应用于日用电子产品电源。其适用温度为-20℃～40℃。锂电池在低温下实际放电性能远远低于常温下的放电性能，而且是随着温度下降而下降。一般在-20℃时，放电能力仅为室温下的10％～20％，在-30℃时，放电能力仅剩2％左右。同时锂电池在低温充电过程中极易导致锂离子在负极析出，产生锂金属结晶，即“锂晶枝”现象。“锂晶枝”的生成会使电池的隔膜破裂而导致电池内部正负极短路，产生安全问题。同时，锂金属会和电解液反应，使电池活性减低，加快电池寿命的衰减。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种锂电池在低温下的保温方法，以解决锂离子电池低温充电困难的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池在低温下的保温方法，包括

步骤一：智能温控系统检测锂电池的环境温度，并设定温度的上限值和下限值；

步骤二：当所述锂电池的环境温度低于所述下限值时，所述智能温控系统通过电加热的方式给所述锂电池的加热层加热；当所述锂电池的环境温度达到所述上限值时，所述智能温控系统停止给所述锂电池的加热层加热，使所述锂电池的温度保持在设定范围内，实现外界环境低温下的正常充放电。

相对于现有技术，本发明所述的锂电池在低温下的保温方法具有以下优势：

(1)本发明所述的锂电池在低温下的保温方法，通过电加热的方式使锂离子电池能够在低温下实现正常的充放电，扩大了锂电池的应用温度范围，解决了锂离子电池低温充电困难的问题。

本发明的另一目的在于提出一种锂电池在低温下的保温装置，以提供一种能在外界低温环境下，保证锂电池正常充放电的保温装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池在低温下的保温装置，包括锂电池、绝缘层、加热层、保温层、外壳和智能温控系统，所述锂电池的外表面自内向外依次设置所述绝缘层、所述加热层、所述保温层和所述外壳，所述智能温控系统包括温度传感器及其连接的控制电路，所述温度传感器安装在所述加热层外侧，所述加热层与所述控制电路连接。

进一步的，所述加热层为石墨烯发热薄膜。

进一步的，所述温度传感器为NTC温度传感器，其量程为-40℃～200℃。

进一步的，所述绝缘层的材质为防腐蚀的工程塑料。

进一步的，所述保温层的材质为无机隔离保温材料。

进一步的，所述外壳可为铝制外壳或塑料外壳。

进一步的，所述锂电池的可控温度范围为-20℃～40℃。

进一步的，所述控制电路包括电磁开关U1、稳压器U2和运算放大器U3，所述控制电路的输入端IN-L分别连接至所述稳压器U2的VOUT端、所述电磁开关U1的第一端，所述电磁开关U1的第二端连接至所述控制电路的输出端OUT-L，所述稳压器的VIN端经电阻R5连接至所述运算放大器U3的负输入端，所述运算放大器U3的负输入端经二极管D1和电阻R6后连接至所述运算放大器U3的输出端，所述运算放大器U3的输出端连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，集电极经电阻R8后连接至所述电磁开关U1的第四端，所述电磁开关U1的第四端与其第三端之间连接一个二极管D2，所述电磁开关U1的第三端连接至所述稳压器U2的VOUT端；所述运算放大器U3的正输入端经电阻R3连接至所述温度传感器的一端，所述温度传感器的两端之间连接电阻R1。

相对于现有技术，本发明所述的锂电池在低温下的保温装置具有以下优势：

(1)本发明所述的锂电池在低温下的保温装置，设置的智能温控系统和加热层，能实时检测并调控锂电池的内部环境温度，使锂电池能够在外部环境较低的温度下实现正常的充放电功能，扩大了使用范围，增强了企业竞争力。

(2)本发明所述的锂电池在低温下的保温装置，加热层为石墨烯发热薄膜，石墨烯具有良好的导电性，通电之后可以均匀加热，且加热效率较高，同时石墨烯薄膜可以制备成任意形状，也适用于不同形状的锂离子电池的加热，适用范围广，具有很强的推广性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的锂电池在低温下的保温装置的结构示意图；