一种动力电池升温的加热膜组的制作方法

1.本实用新型电池技术领域，尤其涉及一种动力电池升温的加热膜组。


背景技术：

2.锂电子动力电池具有能量密度高，使用寿命长，电压高等特点，被广泛应用于新能源电动汽车的动力能源存储和供给系统。
3.在低温环境下，锂电子动力电池性能下降，尤其是电池容量降低，减少使用寿命。此外，在低温环境下对锂电子动力电池进行充电时，容易在负极发生析锂，造成电池内部短路，发生安全事故。
4.本实用新型的目的是为了在低温环境下加热锂电池，保持锂电池在合适温度下工作。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
6.提供一种用于动力电池升温的加热膜组，包括电芯组件，所述的电芯组件包括多个并排设置的电芯，所述的电芯组件的侧面和/或相邻电芯之间设有加热组件；所述的加热组件包括加热层，所述的加热层包括基材、电极以及导线；所述基材的表面设有金属氧化物导电层，所述的电极设置在金属氧化物导电层上，电极包括第一电极和第二电极，第一电极与第二电极平行设置；所述导线与电极电连接。
7.进一步的，所述的基材的厚度为100-500μm，金属氧化物导电层的厚度为50-900nm。
8.进一步的，所述电极为铜片或者铝片，厚度为20-900μm，宽度为3mm以上。
9.进一步的，所述的电极和金属氧化物导电层之间设有银浆层，银浆层厚度为10-30nm。
10.进一步的，所述的电极与导线连接处的外表面包覆有绝缘胶带；导线的一端还设有接线端子。
11.进一步的，所述的加热层的两侧设有绝缘保护层，绝缘保护层的厚度为5-500μm。
12.进一步的，所述的设于电芯组件的侧面的加热组件还包括导热层，所述的导热层设置在加热层的内侧，所述的导热层与电芯组件固定连接。
13.进一步的，所述的设于电芯组件的侧面的加热组件还包括隔热层，所述的隔热层设置在加热层的外侧，所述的隔热层的厚度为5-500μm。
14.进一步的，所述的设于电芯组件的相邻电芯之间的加热组件还包括导热层，所述的导热层设置在绝缘保护层的外侧。
15.进一步的，所述的导热层、加热层、绝缘保护层均设有应力分散口。
16.优选的，所述的导热层、加热层、绝缘保护层的应力分散口设于同一位置。
17.优选的，所述的导热层和绝缘保护层的应力分散口的面积小于加热层的应力分散
口的面积。
18.本实用新型的用于动力电池升温的加热膜组，通过加热组件与电芯组件的相互配合可以实现系统发热均匀，温度分布均匀；传热面积大，传热热阻小，加热迅速，升温时间快；热损失少，热效率高，节省能耗，发热膜热转换率达98％以上。该加热膜组结构简单，质量小，厚度薄，占用空间小；安装简单，维修方便；安全性高，使用寿命长。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例1加热膜组的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例1的加热组件的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例的加热层的结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例2加热膜组的结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例2的设于相邻电芯之间的加热组件的结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例2的设于电芯组件沿电芯排布方向的两侧的加热组件的结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例3加热膜组的结构示意图；
27.图8为本实用新型实施例3加热膜组的结构示意图；
28.图9为本实用新型实施例3的加热组件结构示意图。
29.图中标识说明：
30.1-电芯组件；2-电芯；3-加热组件；4-扎带；5-导热层；6-加热层；7-隔热层；8-绝缘保护层；9-基材；10-第一电极；11-第二电极；12-导线；13-绝缘胶布；14-接线端子。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
33.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
34.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组
合。
35.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.实施例1
39.请参阅图1-9所示的用于动力电池升温的加热膜组，包括电芯组件1，电芯组件1包括多个并排设置的电芯2，所述的电芯组件1的侧面和/或相邻电芯2之间设有加热组件3。本实施例中，加热组件3设于电芯组件1的侧面，具体的，加热组件3设置在电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧。加热组件3通过扎带4或耐高温的黏合胶固定在电芯组件1的两侧表面。本实施例中，加热组件3通过扎带4固定在电芯组件1的两侧表面。加热组件3产生的热量通过热传导的方式由电芯组件1传递到每个电芯2内部，从而实现电芯2温度升高。
40.加热组件3包括依次堆叠设置的导热层5、加热层6、隔热层7以及设于所述加热层6两侧的绝缘保护层8，所述的导热层5与电芯组件1固定连接。加热层6包括基材9、电极以及导线12，导线12与电极电连接。导线12可使用表面包裹绝缘层的电线。基材9的表面设有金属氧化物导电层。电极设置在金属氧化物导电层上，电极包括第一电极10和第二电极11，第一电极10与第二电极11平行设置。基材9的厚度为100-500μm，金属氧化物导电层的厚度为50-900nm。本实施例中，基材9的厚度为300μm，金属氧化物导电层的厚度为200nm。
41.具体的，电极紧贴基材9表面并分别布置在基材9两侧，导线12通过焊接或铆接的方式连接和固定在电极一端，并与电极电连接。电极与导线12连接处的外表面还包覆有绝缘胶布13。绝缘胶布13的包裹可以保护防止电泄露和导线12脱落，绝缘胶布13可选用电胶布或硅胶垫等绝缘性能良好并具有一定粘性的材料。导线12另一端设有接线端子14以方便电路连接。当导线12接通电源时，电流从基材9一侧的第一电极10流向基材9另一侧的第二电极11，电流通过基材9时基材9产生热量。
42.基材9还可选用碳晶，石墨烯，碳纳米管等其它半导体材料制成的导电层作为发热体，具有热效率高和发热均匀等特点。电极可选用铜片或铝片作为材料，厚度为20-900μm，宽度为3mm以上。本实施例中，电极为铜片，厚度为200μm，宽度为4mm。电极和金属氧化物导电层之间设有银浆层，银浆层厚度为10-30nm。本实施例中，银浆层厚度为20nm，银浆层的设置可以增加电极与基材9的黏合程度。
43.接通电源后加热层6产生热量，热量通过绝缘保护层8和导热层5传递至电芯组件1。绝缘保护层8紧贴在加热层6的两侧，用于保护加热层6以及防止加热层6电泄露，绝缘保护层8的厚度为5-500μm。本实施例中，绝缘保护层8的厚度为250μm。导热层5设置在加热层6
900μm，宽度为3mm以上。本实施例中，电极为铜片，厚度为200μm，宽度为4mm。电极和金属氧化物导电层之间设有银浆层，银浆层厚度为10-30nm。本实施例中，银浆层厚度为20nm，银浆层的设置可以增加电极与基材9的黏合程度。
52.接通电源后加热层6产生热量，热量通过绝缘保护层8和导热层5传递至电芯组件1。绝缘保护层8紧贴在加热层6的两侧，用于保护加热层6以及防止加热层6电泄露，绝缘保护层8的厚度为5-500μm。本实施例中，绝缘保护层8的厚度为250μm。导热层5有利于加热层6表面温度均匀分布，加热层6产生的热量通过导热层5能均匀传递。隔热层7可以减少加热层6产生的热量，隔热层7的厚度为5-500μm。本实施例中，隔热层7的厚度为250μm。
53.本实施例中，设于相邻电芯2之间的加热组件1产生的热量通过热传导的方式传递到加热组件1两侧电芯2的表面。设于电芯组件1侧面的加热组件3中只有导热层5的一侧可以进行热量传递，因此，设于电芯组件1侧面的加热组件3只有一侧产生的热量传递到电芯组件1中的电芯2表面。设于电芯组件1侧面的加热组件3的隔热层7可以防止热量散失。因此，本实施例中的加热膜组的加热面积更大，升温速度更快。由于设于电芯组件1的侧面的加热组件3和设于相邻电芯2之间的加热组件3是相互独立的，更换其中一个加热组件3都不会影响其它加热组件3的使用。
54.实施例3
55.请参阅图1-9所示的用于动力电池升温的加热膜组，包括电芯组件1，电芯组件1包括多个并排设置的电芯2，所述的电芯组件1的侧面和/或相邻电芯2之间设有加热组件3。本实施例中，加热组件3设于电芯组件1的侧面和相邻电芯2之间，具体的，设于电芯组件1的侧面的加热组件3包括设置在电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3和设置在电芯组件1沿电芯2排布方向的两侧的加热组件3。电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3的一端连接设置在电芯组件1沿电芯2排布方向的两侧的加热组件3，另一端连接设于相邻电芯2之间的加热组件3。加热组件3通过相邻电芯2之间相互压紧和黏合胶固定在电芯2表面。加热组件3产生的热量通过热传导的方式由电芯组件1传递到每个电芯2内部，从而实现电芯2温度升高。
56.本实施例中，设于电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3与设置在电芯组件1沿电芯2排布方向的两侧的加热组件3的连接处形成第一折叠位置，设于电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3与设于相邻电芯2之间的加热组件3的连接处形成第二折叠位置，第一折叠位置与第二折叠位置的折叠方向相反。
57.设于电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3包括加热层6以及设于所述加热层6两侧的绝缘保护层8。
58.设于电芯组件1沿电芯2排布方向的两侧的加热组件3包括堆叠设置的导热层5、加热层6、隔热层7以及设于所述加热层6两侧的绝缘保护层8。所述的导热层5设置在加热层6的内侧，所述的导热层5与电芯组件1固定连接，所述的隔热层7设置在加热层6的外侧。
59.设于相邻电芯2之间的加热组件3包括依次堆叠加热层6、设于加热层6两侧的导热层5以及设于加热层6与导热层5之间的绝缘保护层8。所述的导热层5设置在绝缘保护层8的外侧。
60.加热层6包括基材9、电极以及导线12，导线12与电极电连接。导线12可使用表面包裹绝缘层的电线。基材9的表面设有金属氧化物导电层。电极设置在金属氧化物导电层上，
电极包括第一电极10和第二电极11，第一电极10与第二电极11平行设置。基材9的厚度为100-500μm，金属氧化物导电层的厚度为50-900nm。本实施例中，基材9的厚度为300μm，金属氧化物导电层的厚度为200nm。电极可选用铜片或铝片作为材料，厚度为20-900μm，宽度为3mm以上。本实施例中，电极为铜片，厚度为200μm，宽度为4mm。电极和金属氧化物导电层之间设有银浆层，银浆层厚度为10-30nm。本实施例中，银浆层厚度为20nm，银浆层的设置可以增加电极与基材9的黏合程度。
61.具体的，电极紧贴基材9表面并分别布置在基材9两侧，导线12通过焊接或铆接的方式连接和固定在电极一端，并与电极电连接。电极与导线12连接处的外表面还包覆有绝缘胶布13。绝缘胶布13的包裹可以保护防止电泄露和导线12脱落，绝缘胶布13可选用电胶布或硅胶垫等绝缘性能良好并具有一定粘性的材料。导线12另一端设有接线端子14以方便电路连接。当导线12接通电源时，电流从基材9一侧的第一电极10流向基材9另一侧的第二电极11，电流通过基材9时基材9产生热量。
62.本实施例中，由于设置了依次连接的加热组件3，形成多个发热区域并同时加热多个电芯2，因此，可以只保留设于电芯组件1沿电芯2排布方向的两侧的加热组件3的导线12作为接通电源的导线，降低了电路接线的复杂程度，简化了装配工艺。
63.设于电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3的加热层6和绝缘保护层8设有应力分散口。本实施例中，应力分散口设置在加热层6和绝缘保护层8的同一位置处。应力分散口的开口位置不发热，绝缘保护层的应力分散口8的面积小于加热层6的应力分散口的面积。将设于电芯组件1远离电芯2排布方向的两侧的加热组件3与电芯组件1连接时，应力分散口均设置在相邻电芯2连接处的正上方。电芯组件1中的电芯2由于温度变化导致热胀冷缩，电芯2的变形产生的应力会撕扯基材9导致基材9损坏。应力分散口的设置可以分散电芯2因形变产生的应力，防止加热组件3受损导致加热功能异常。
64.综上所述，本实施例的加热膜组通过加热组件与电芯组件的相互配合可以实现系统发热均匀，温度分布均匀；传热面积大，传热热阻小，加热迅速，升温时间快；热损失少，热效率高，节省能耗，发热膜热转换率达98％以上。该加热膜组结构简单，质量小，厚度薄，占用空间小；安装简单，维修方便；安全性高，使用寿命长。
65.在另一实施例中，加热组件的加热层选用材料为镍铬合金或黄铜的电热丝作为发热体，将电热丝盘绕并均匀分布在薄膜基材上形成加热膜，薄膜基材可选用聚酰亚胺为材料，电热丝两端与导线电连接。接通电源形成电回路后，电流通过电热丝时电热丝会产生热量。金属电热丝加热膜具有加热温度高，耐高温的特点，但温度均匀性不如以碳晶，石墨烯，碳纳米管，金属氧化物等其它半导体材料制成的导电层作为发热体的基材。
66.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。