[实用新型]一种具有低温自加热功能的锂电池

说明书

本实用新型涉及一种具有低温自加热功能的锂电池。本实用新型包括一个或两个电芯，所述电芯包括交替卷绕或叠加的若干个正极片、若干个负极片和若干个隔膜，所述锂电池包括一个电芯时，所述电芯的外侧设有加热极片；所述锂电池包括两个电芯时，所述电芯之间设有加热极片；所述电芯内部设有温度传感器，所述加热极片设有极耳，且所述加热极片的大小大于所述正极片的大小并小于所述负极片的大小，所述正极片和所述加热极片之间通过可控制开断的电路连接，所述加热极片和所述负极片之间通过可控制开断的电路连接，所述可控制开断的电路连接电池管理系统。本实用新型在满足低温放电的同时，却不必过多牺牲其他性能或增加太多的额外成本。

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体的说是一种具有低温自加热功能的锂电池。

背景技术

锂离子电池因为高电压平台、高比能量密度、自放电低、长循环寿命、绿色环保等优点成为最重要的化学储能装置，广泛应用于各种储能和新能源电动。目前在锂离子电池领域，由于锂电池工作温度窗口的限制，很多以锂电池为动力的设备在寒冷的气候条件下无法正常使用，极大影响了寒冷地区绿色能源的推广。

而现有的技术方案，一般分为两种，外部加热和内部加热。外部加热的方式，在pack中增加加热装置(加热片或流体加热)对电池模组进行加热，如含PTC加热的加热膜，在低温时，先给锂电池预加热，待锂电池温度上升到符合使用条件时，再正常使用，这些加热装置增加了模组的附加结构，增加了技术复杂性和成本，且电池本身传热困难，导致加热效率不高，并造成额外的能源浪费。而另一种技术是电池内部加热方式，一般是在电芯内部内置一片加热片或加热极，例如放入铝、铜、镍或复合的金属片作为加热极，并通过极耳引出，与正常的正负极极耳在同侧或对侧，工作时通过外部电路将其与正极相连，形成短路，以此来给电池内部加热。由于产生热量在电芯内部，因此加热效率较高，但其加热极一般为金属薄片或丝状金属需要紧贴电芯极片所以对表面要求极高，即要紧紧贴合又要不刺破隔膜造成短路，而且加热极的表面积有限，不能长时间短路加热，以免对电解液造成危害，因此效果有限。

综上，在锂离子电池领域，工作温度范围一直制约着锂离子电池的使用和新能源车的推广，并且高温和低温不可兼得。温度过高或过低都会对锂电池的使用寿命产生极大的影响，尤其低温时，容易产生锂枝晶，锂枝晶会造成电池短路从而引发热失控，导致安全问题。所以在低温时需要对电池进行预加热，待温度升到符合条件时再正常使用。而有些锂离子电池的活性材料，往往低温性能很优秀，高温性能却很差，因此也无法正常使用，或者满足低温条件下使用的电池往往设计要求高、价格昂贵、并且需要牺牲其他方面的性能，尤其是高温性能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有低温自加热功能的锂电池。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种具有低温自加热功能的锂电池，包括一个或两个电芯，所述电芯包括交替卷绕或叠加的若干个正极片、若干个负极片和若干个隔膜，所述锂电池包括一个电芯时，所述电芯的外侧设有加热极片；所述锂电池包括两个电芯时，所述电芯之间设有加热极片；所述电芯内部设有温度传感器，所述加热极片设有极耳，且所述加热极片的大小大于所述正极片的大小并小于所述负极片的大小，所述正极片和所述加热极片之间通过可控制开断的电路连接，所述加热极片和所述负极片之间通过可控制开断的电路连接，所述可控制开断的电路连接电池管理系统。

所述正极片的活性材料为三元NCM，所述负极片的活性材料为石墨，所述隔膜为PE膜。

所述加热极片的活性材料为钛酸锂，导电剂为碳纳米管。

所述加热极片的极耳与所述正极片的极耳和所述负极片的极耳位于同侧或对侧。

本实用新型具有以下优点及有益效果：