[发明专利]一种控制外部温度的电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池领域，尤其涉及一种控制外部温度的电池。

背景技术

现有的电池一般采用金属壳体封装，外包一层塑料壳体。使用过程中其工作温度的范围波动很大。在不同的工作环境温度下，电池各方面的性能表现差异也很大，参见附图1所示，如低温状态下，电池的活性下降，能够储存和释放的能量密度显著降低，其容量显著下降；而高温状态下，电池的活性过高，能够储存和释放的能量密度虽然也显著增加，但严重影响电池的寿命，并且伴有电池爆炸和起火的危险。动力电池使用过程中通常包含如下几个阶段：

1、初始阶段：电池的温度和外界环境的温度一样，通常都处于低温状态，随着电池动力输出，由于电池内阻的发热效应，电池开始升温，这一阶段电池的工作环境温度通常都处于低温状态；

2、理想阶段：由于电池内阻的发热效应，电池持续升温，电池的温度升至电池活性最适宜的温度时，此时的电池充放电性能和电池的寿命相匹配，达到最佳效果；

3、过热阶段：由于电池内阻的持续发热效应，温度越高，发热越多，使电池持续升温。此时电池的温度会影响电池的寿命，另外电池内部温度过高还会带来爆炸和起火的危险。

一般来讲，电池充电时发热效应小，从充电开始到充电完成之间的温升不大，故充电温度一般处于相对的低温状态，此温度下的电池充放电性能均不好，能够储存的能量密度较低，容量较小，故所充的电量也较少，不能达到额定状态。

而放电时，由于电池内阻有持续发热效应，温度直线上升，很快就到达了过热的程度，温度升高，发热效应增大，这样就容易过快耗完电能。电池在理想工作温度下的工作时间很短暂。这种持续的、不利的循环对电池的容量和寿命均有很大损害。

综上所述，让电池尽量在理想温度下工作的装置成了迫切的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种控制外部温度的电池。该发明能够使电池处于理想的工作温度，从而使电池能够有效的延长其寿命，降低了电池的使用成本，经济效益显著。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种控制外部温度的电池，包括电池本体，所述电池本体包括电池、温度控制仓、加热装置和降温装置，所述电池连接温度控制仓，所述温度控制仓连接加热装置和降温装置，所述温度控制仓设置有温控开关，所述温度控制仓包括微型泵和溶液，所述溶液连接微型泵，所述微型泵与电源连接，所述微型泵能够使温度控制仓里面的溶液循环流动，所述温控开关包括第一温控开关和第二温控开关，所述第一温控开关连接加热装置，所述第二温控开关连接降温装置，所述第一温控开关能够在温度控制仓里面的温度低于理想工作温度时控制加热装置加热，所述第二温控开关能够在温度控制仓里面的温度高于理想工作温度时控制降温装置降温，所述溶液仓内设置有相变温度点在理想工作温度范围的相变材料。

进一步的，所述相变材料包括低温相变金属组合物或无机盐，所述溶液仓里面的溶液包括火花机油溶液。

进一步的，所述溶液包括比热大于的液体或混合物，所述液体或混合物包括火花机油或硝酸钾饱和溶液。

进一步的，所述加热装置包括加热器，所述温度控制仓连接加热器，所述加热器与电源和第一温控开关连接；所述加热器包括电热丝或电阻丝。

进一步的，所述第一温控开关设置有理想工作温度，当温度控制仓里面的温度低于理想工作温度时，所述第一温控开关控制加热器加热，使温度控制仓里面的溶液加热，由微型泵控制溶液循环，使温度控制仓里面的温度整体上升，当温度控制仓里面的温度在理想工作温度和/或高于理想工作温度时，加热器停止加热。

进一步的，所述降温装置包括制冷仓和喷头，所述温度控制仓连接喷头，所述喷头与制冷仓和第二温控开关连接。

进一步的，所述制冷仓设置有制冷剂；所述制冷剂包括氨、氟里昂、水、混合共沸或碳氢制冷剂。

进一步的，所述第二温控开关设置有理想工作温度，当温度控制仓里面的温度高于理想工作温度时，所述第二温控开关控制喷头，使制冷仓里面的制冷剂通过喷头喷射到温度控制仓，使温度控制仓里面的溶液降温，由微型泵控制溶液循环，使温度控制仓里面的温度整体下降，当温度控制仓里面的温度降低到理想工作温度和/或理想工作温度下限时，所述温控开关控制喷头停止喷射。

进一步的，所述温控开水设置有温度感应器，所述温度感应器与温度控制仓连接。

进一步的，所述喷头设置有散热管，所述散热管与温度控制仓连接，所述制冷仓里面的制冷剂通过喷头进入到散热管产生气化使散热管降温，散热管降温使相连的温度控制仓一起降温。