[发明专利]可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池及其制造方法

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池。本发明采用的技术方案是：可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池，包括锂电池钢壳和盖帽，钢壳和盖帽表面涂覆有涂层，钢壳上的涂层在钢壳的中部，涂层为导电材料或半导体材料。本发明钢壳结构圆柱锂电池中钢壳和盖帽表面的涂层，其材料的塞贝克系数与钢壳、盖帽材料的塞贝克系数不同。在锂电池工作产热后，根据塞贝克效应，电池中部高温区钢壳涂层和钢壳材料结点与电池上部低温区盖帽涂层和盖帽材料结点之间产生温差电动势，将电池工作产生的热能转化为电能，从而为电池提供额外的能量输出，减少产热。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池，及其制造方法。

背景技术

1821年法国科学家塞贝克发现，若将导体（或半导体）A和B的两端相互紧密接触组成环路，若在两联接处保持不同温度T1与T2，则在环路中将由于温度差而产生温差电动势。在环路中流过的电流称为温差电流。1834年法国科学家珀尔贴发现由N、P型材料组成一对热电偶，当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象。1856年W.汤姆孙用热力学分析上述两种温差电效应时指出，还应有第三种温差电现象存在。后来有人在实验上发现，如果在存在温度梯度的均匀导体中通有电流时，导体中除了产生不可逆的焦耳热外，还要吸收或放出一定的热量。在固态或液态导体中，利用三种相互关联的现象：塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆孙效应（包括磁场对每个效应的影响），可以把内能直接转换成电能。

温差电动势有如下两个基本性质：①中间温度规律，即温差电动势仅与两结点温度有关，与两结点之间导线的温度无关。②中间金属规律，即由A、B导体接触形成的温差电动势与两结点间是否接入第三种金属C无关。只要两结点温度相等，则两结点间的温差电动势也相等。根据中间温度规律和中间金属规律，只要存在两种赛贝克系数不同的导体相接触形成结点，两结点温度不同即会产生温差电动势，与两结点之间的其他导电结构无关。

钢壳结构圆柱锂电池工作时产热是造成电池性能下降的重要原因之一，拆解锂电池可见，内部负极片失效多从电池中部开始，这是由于电池中部散热效果不如两端，导致壳体中部温度远高于两端温度。钢壳结构圆柱锂电池由于产热造成电池性能下降能量浪费，需要进行改进。

鉴于此，有必要提供一种可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池改善上述缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有锂电池的产热缺陷，提供一种可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可以提高能量输出减少产热的钢壳结构圆柱锂电池，包括锂电池钢壳和盖帽，钢壳和盖帽表面涂覆有涂层，钢壳上的涂层在钢壳的中部，涂层为导电材料或半导体材料。

作为优选：所述涂层的塞贝克系数与钢壳、盖帽材料的塞贝克系数不同。

作为优选：所述锂电池钢壳上涂层处于锂电池的工作高温区，盖帽上涂层处于锂电池工作时的低温区，涂层用于提高能量输出减少散热。

作为优选：所述涂层的材料为N型半导体、P型半导体、导电金属。

作为优选：所述涂层位于钢壳外表面，盖帽表面涂层位于盖帽上表面时，涂层材料塞贝克系数＜钢壳塞贝克系数，涂层材料塞贝克系数＜盖帽材料塞贝克系数。

作为优选：所述涂层位于钢壳内表面时，涂层材料塞贝克系数＞钢壳塞贝克系数，涂层材料塞贝克系数＞盖帽材料塞贝克系数，且盖帽表面涂层位于盖帽下表面。

作为优选：在锂电池工作产热后，电池中部高温区钢壳外表面的涂层和钢壳材料结点与电池上部低温区盖帽上表面的涂层和盖帽材料结点之间存在温差电动势，温差电动势的方向是从低温端指向高温端，温差电流从盖帽经电池外部电路流向钢壳。