[发明专利]一种自加热电池及其制作方法

说明书

本申请一种低温自加热电池及其制作方法,属于电池技术领域。该电池包括铝壳、铝管、加热丝、温度传感器、若干带金属圆筒的圆柱卷芯、电池支架、正极汇流片、负极汇流片、正极盖板和负极盖板；铝壳内设有若干个圆柱卷芯，焊接成一个卷芯组；铝壳与正极盖板和负极盖板焊接后形成相对密封的内部空间；加热丝置于铝管内部并且密封，避免与电池中的电解液接触；温度传感器置于其他铝管内且密封，避免与电池中的电解液接触；若干卷芯的金属圆筒管依次两两焊接在一起，并且再与装有加热丝和温度传感器的铝管焊接在一起。该加热系统结构简单，安全可靠，在有效提升电池加热速度的同时，还可有效降低电池内部的温度梯度，提高电池内部的温度均一性。

技术领域

本申请涉及一种低温自加热电池及其制作方法,属于电池技术领域。

背景技术

温度对于化学电源有着重要的影响，过低的温度不仅会导致电池性能下降，无法正常工作，低温下极化大，充电效率低，特别是对于锂离子电池，低温充电还会导致负极析锂现象的发生，引起电池容量快速衰降，极端情况下甚至会引起正负极短路。因此为了让电池在较低的温度下正常工作，需要为电池配备加热装置，以提高电池的温度。

从结构上讲，目前的电池的加热系统主要可以分为两类：1)外部加热；2)内部加热，其中外部加热又可以分为两种类型：一种是与冷却系统结合在一起；一种是直接采用电热器进行加热。内部加热也同样可以分为两类：1)自加热；2)外部电激发加热。

相比于外部加热，内部加热有更快的加热速度和更高的加热速率，因此内部加热方式对电池进行加热也是同行关注的重要技术。但是内部加热的控制机理相对比较复杂，并且一些内加热的方法还存在一定的安全隐患。

发明内容

为了解决上述问题，本申请在发明人已有的大容量电池结构的基础上，开发出匹配的自加热系统。该加热系统结构简单，安全可靠，在有效提升电池加热速度的同时，还可有效降低电池内部的温度梯度，提高电池内部的温度均一性。

本申请基于专利技术的大容量电池结构，开发出相应的加热系统。具体包括，内嵌于电池铝管间的加热丝和温度传感器；温度传感器设置于远离加热丝的位置。由于由铝管构成的结构网络具有高效的传热性能，仅放置1～2个温度传感器即可。

在外部环境低于设定温度值时，接通电池给内置加热丝供电，通过加热丝自动给电池加热，加热温度达到设定温度值后自动停止。自加热控制的芯片及控制方式另外申请专利，不在本专利要求的范围之内。

本申请设计的自加热电池，包括铝壳、铝管、加热丝、温度传感器、若干带金属圆筒的圆柱卷芯、电池支架、正极汇流片、负极汇流片、正极盖板和负极盖板。

铝壳形状不局限于圆柱形或方形，可设计为任意需要的形状,铝壳形状为六边形、椭圆形、圆柱形或方形的任意需要的形状。

圆柱卷芯由卷芯体和包裹卷芯体的金属圆筒管组成；圆柱卷芯为无极耳结构，卷芯的一端为正极铝箔，另一端为负极铜箔。

铝壳内设有若干个圆柱卷芯，圆柱卷芯正极端与正极汇流片进行焊接，负极端与负极汇流片进行焊接，如此焊接成一个卷芯组。

铝壳与正极盖板和负极盖板焊接后形成相对密封的内部空间。

加热丝置于铝管内部并且密封，避免与电池中的电解液接触。

温度传感器置于其他铝管内且密封，避免与电池中的电解液接触。

若干卷芯的金属圆筒管依次两两焊接在一起，并且再与装有加热丝和温度传感器的铝管焊接在一起。

加热丝可以使用低功耗电能转换效率高的材料制成。

温度传感器与控制电路板(图中未画出)电连接。温度感测元件用于检测电芯所处环境的温度，以便控制电路板基于温度值来控制电池对加热丝的供电通断。