一种太阳能路灯用锂离子电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池领域，涉及到一种锂离子电池系统，具体涉及到用于太阳能路灯储能领域的锂离子电池。
【背景技术】
[0002]随着能源危机和环境污染的日趋严重，太阳能、风能等新型二次无污染能源逐步得到广泛的使用，新能源电动汽车也受到世界各国的大力支持以缓解能源和环境污染的压力。新型的二次无污染能源在能源的转化利用环节最大的问题是能源供给不稳定，因此通过转化之后将电能存储起来成了必经之路，电动汽车也离不开电能的存储技术，于是电化学能源存储技术一电池逐步受到人们的关注。
[0003]电化学电池能量存储经历了从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池到锂离子电池的演变，其中铅酸电池由于成本低在过去几十年普遍被采用，而镍镉电池和镍氢电池由于价格高等原因只是在相对小的领域被使用。随着锂离子电池的逐步成熟，在电动汽车、太阳能路灯储能、家庭储能等领域逐步替代了传统的铅酸电池。
相比铅酸电池而言，锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长、体积小、无污染等优点，因此可与以及在储能领域未来锂离子电池的市场需求会越来越大。同时，铅酸电池主要以12V的电池模块形式作为产品，使用的空间灵活性不强，在某些对空间尺寸要求特殊的领域使用不方便，而目前锂离子电池组均是由单颗电芯(电压为3.7V或者3.2V等)的产品组成，电芯的尺寸通常为圆柱形和方形，尺寸小，易于设计成不同形状的电池组，可以满足不同尺寸规格的需求，应用灵活性明显更强。
[0004]在全球各国大力支持太阳能利用的背景下，太阳能路灯由于“雨后春笋”般的发展，同时在全球倡导环保以及安装便捷性等的影响下，越来越多的太阳能路灯开始采用锂离子电池，其优势主要体现在:第一、采用锂电池比铅酸电池更加环保，从整个产业的角度看更加符合可持续性发展；第二、传统的铅酸电池因为太重均采用“地埋式”的结构，同时使用寿命短，这样在维护、更换的时候难度大、破坏性强，而锂离子电池重量轻，可以挂在灯杆上，也可以做成一体化的路灯，安装维护更加简便；第三、采用锂电池比使用铅酸电池使用寿命更长，通常铅酸电池使用1-2年，而锂离子电池可以使用3-5年甚至更长。
[0005]在目前用于储能的锂离子电池组中，采用的方式是将多个电芯(圆柱或者方形)先并联组成需要的容量，然后再串联组成需要的电池组，简单地，这些串并联均采用焊接将电芯练成一个整体，然后连接好电池保护板放在一个可以防水的外壳中组成最终的产品。从成本和工艺成熟度来讲，目前用得多的是圆柱结构的电芯，将这些电芯串并起来组成需要的电池组，对于电芯数量较多的电池组，采用传统的焊接工艺存在如下几个缺陷，将会阻碍锂离子电池在太阳能储能方面的应用推广:
第一、焊接过程中可能改变电芯内部的结构，导致电芯的一致性变差而引起电池组的使用寿命缩短，例如焊接时发热严重引起内部正负极卷芯与外壳连接的极耳断裂等问题；第二、通常用于太阳能路灯储能的锂离子电池的工作电流非常小，按照实际测试一般在3 — 5A，最高约为8A电流，相对电池组的容量，其充放电倍率通常只有0.0lC到0.1C，电流要求很低，所以传统的工艺是采用电阻点焊工艺将电池的正负极端与金属汇流片连接在一起，这种普通的电阻点焊工艺通常稳定性较差，对于电芯数量较多的电池组而言难免存在少部分焊接不牢固的问题(漏焊或者虚焊等)，影响了整体电池组的性能发挥、缩短使用寿命;
第三、采用传统的电阻点焊工艺，对于一个多大几十只电芯的电池组而言(通常从10只到200只不等)，组装操作工艺复杂，尤其是对于经过配组处理的电芯在组装焊接过程中为了避免混淆更是增加了工艺的复杂程度，提高了人工成本的同时降低了产品因大量人工操作而引起的可靠性，通常电池组的人工组装成本占比到10% — 30%不等；
第四、传统的产品将所有的电芯焊接成一个整体，在电流非常小的储能领域，电池的损坏通常是由个别少数的电芯出现问题引起，也就是电芯的一致性问题，如果将所有电芯焊接成整体后不利于维修维护，甚至对于里面性能还好的电芯也只能做整体报废处理，浪费资源的同时增加了产品的使用成本。
[0006]同时，现有的太阳能锂离子电池组存在着电池组保护板仅仅控制过充电、过放电等简单的功能，在保护板的输出端接上光伏控制器，同时光伏控制器也具有控制电池组充放电电压的功能，某种意义上功能重叠，增加了整个产品的成本。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是结合现有产品存在的问题，提出一种太阳能路灯用锂离子电池。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
所述太阳能路灯用锂离子电池包括由上壳和下壳组成的电池外壳；所述上壳内侧顶面设有电芯限位柱和镶嵌于电芯限位柱之间的串并联汇流板及位于串并联汇流板两侧的2片并联汇流板；所述下壳内侧底面设有电芯限位柱和镶嵌于电芯限位柱之间的串并联汇流板；所述电池内设有若干列平行的电芯列，相邻两列电芯列的方向相反排布，所述电芯列由若干个同向排布的电芯组成，电芯阵列中各电芯是分体的，电芯通过电芯限位柱固定于电池外壳内部；电池外壳内部最外侧的两列电芯列中，一列电芯列中电芯的正极输出面与串并联汇流板接触，负极输出面与一片并联汇流板接触；另一列电芯列中电芯的正极输出面与另一片并联汇流板接触，负极输出面与串并联汇流板接触；电池外壳内部其他列电芯列中电芯的正极输出面和负极输出面均与串并联汇流板接触。
[0009]其中，所述串并联汇流板连接有信号线，所述信号线与能量控制器连接，信号线采集串联电芯阵列的电压并传输给能量控制器，信号线通过采集电压等信号传输给能量控制器对电芯阵列进行充放电电压等的控制；所述与负极输出面接触的并联汇流板通过总负输出与能量控制器连接，所述与正极输出面接触的并联汇流板通过总正输出线与能量控制器连接；所述能量控制器固定于电池外壳内部；所述能量控制器的输入端与光伏板充电接口连接，所述能量控制器的输出端与负载接口连接。
[0010]所述并联汇流板上设有若干个顺次排列的用于与电芯接触的并联汇流板接触台，所述并联汇流板一端设有电流输出线接口，电流输出线接口与总正输出线或总负输出线链接；所述串并联汇流板上设有若干个顺次排列的用于与电芯接触的串并联汇流板接触台，所述串并联汇流板一端设有信号线接口，信号线接口与信号线连接。
[0011]所述下壳底部设有与光伏板充电接口对应的输入孔，及与负载接口对应的输出孔。
[0012]所述上壳与下壳的接触面设有防水密封胶圈。
[0013]所述电芯包括但不限于圆柱形、方形或菱形。
[0014]优选地，所述上壳内侧顶面设有电芯限位柱和镶嵌于电芯限位柱之间的I片串并联汇流板及位于串并联汇流板两侧的2片并联汇流板；所述下壳