一种锂硫电池的温度保护装置

本发明属于电池领域，具体是一种锂硫电池的温度保护装置。

背景技术：

1、锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池大致可分为锂金属电池和锂离子电池两类，锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。锂电池生产后需进行充放电测试，而现用的无防护充电方式，其安全性能较低具有较高的安全隐患，而锂电池在充电时会受到环境及温度的变化而影响其充电效率。硫和硫化锂的密度分别为2.07和1.66gcm-3，在充放电过程中有高达79％的体积膨胀/收缩。

2、中国专利公布号为cn 109103964 a的专利公开了一种锂电池充电温度保护装置，包括放置盒和盒盖，所述盒盖铰链连接于放置盒上方，所述放置盒内壁四周均设有防护腔，所述防护腔内侧固定连接降温仓，所述放置盒内部底端固定安装加热仓，所述放置盒内部中间设有支撑筒，且支撑筒固定连接于加热仓上方，所述防护腔内部设有防火层和防辐射层，且防辐射层设于防火层侧面，所述盒盖侧面镶嵌有开关和断电报警器，且断电报警器设于开关一侧，所述支撑筒表面固定连接充电头和散热板。本发明适用于多组锂电池的充放电检测使用，可提供更好的防护措施，提高充电时的安全性能，同时可保护锂电池不会因温度过低或过高而损坏和降低使用寿命，适合被广泛推广和使用。

3、该方案能够对电池进行充电，并在充电过程中进行温度调控，对电池进行防护，提高了充电时的安全性能。但是，锂硫电池在充放电过程中有较大的体积膨胀或收缩，该装置在进行温度调控时，仍会产生电池体积的膨胀或收缩，这种膨胀会导致正极形貌和结构的改变，从而造成容量的衰减，尤其是大型电池中体积效应会放大，会产生显著的容量衰减，有可能导致电池的损坏，巨大的体积变化会破坏电极结构，并且电池体积的膨胀或收缩时会导致锂硫电池正负极与导电骨架脱离，导致充电失败。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种锂硫电池的温度保护装置，以避免锂硫电池体积膨胀或收缩，当锂硫电池体积发生膨胀或收缩时进行防护，避免锂硫电池正负极与导电骨架脱离导致充电失败。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种锂硫电池的温度保护装置，包括充电箱，充电箱信号连接有控制器，控制器信号连接有移动终端，充电箱上安装有电子温度计、制热设备和制冷设备，制热设备和制冷设备均与控制器信号连接，充电箱内的底部固定连接有支撑组件和安装板，支撑组件上方放置有锂硫电池，锂硫电池上部的两侧分别粘接有第一限位块和第二限位块，第一限位块中部设有通槽，通槽内滑动配合有连接杆，连接杆远离第一限位块一端固定连接于第二限位块上，连接杆上固定连接有第一齿条，第一齿条啮合有第一齿轮，第一齿轮同轴固定连接有第一转动轴，第一转动轴位于通槽内并与第一限位块转动配合；

3、第一转动轴上套有第一输送带，第一输送带内设有第二转动轴，第二转动轴转动配合于安装板上，第二转动轴上套有第二输送带，第二输送带内设有第三转动轴，第三转动轴转动配合于安装板上，第三转动轴同轴固定连接有第二齿轮，第二齿轮啮合有第二齿条，支撑组件包括固定管，固定管固定连接于充电箱底部，固定管内滑动配合有支撑杆，第二齿条固定连接于支撑杆上，支撑杆顶部与锂硫电池相抵。

4、采用上述方案的原理及有益效果：使用该锂硫电池的温度保护装置时，提前将所需充电的锂硫电池充电时间输入控制器内，控制器基于所需充电的锂硫电池充电时间信息，判断此次充电锂硫电池将产生的热量。再使用控制器开启该装置，此时电子温度计获得充电箱内的温度，电子温度计将环境温度传送至控制器内，控制器基于环境温度信息，将环境温度信息进行处理后控制制冷设备或制热设备运行，当环境温度高于适于充电温度的最高阀值时，控制器控制制冷设备运行，将充电箱内的温度提前降至适宜温度；当环境温度低于适于充电温度的最低阀值时，控制器控制制热设备运行，将充电箱内的温度提前升至适宜温度。

5、充电箱内温度调整好后，将锂硫电池放入充电箱内，使锂硫电池正负极与充电箱内的接头相抵进行充电，再将第一限位块和第二限位块粘接于锂硫电池两侧，此时电池充电会产生部分热量，控制器根据所判断该电池充电会产生的热量，控制制冷设备持续运行，对充电箱持续制冷，使充电箱内持续保持适宜温度，一定程度上避免锂硫电池体积膨胀或收缩。

6、当充电箱内温度及锂硫电池温度升高或降低时，锂硫电池的体积会发生膨胀或收缩，此时第一限位块和第二限位块同时发生位移，当锂硫电池发生膨胀时，第一限位块和第二限位块之间距离拉大，此时连接杆和第一齿条在通槽内向靠近第二滑块一侧滑动，第一齿条带动第一齿轮及第一转动轴顺时针转动，第一转动轴上的第一输送带带动第二转动轴顺时针转动，第二转动轴上的第二输送带带动第三转轴及第二齿轮顺时针转动，第二齿轮转动带动第二齿条和支撑杆在固定管内向下滑动。当锂硫电池发生收缩时，第一限位块和第二限位块之间距离缩小，此时连接杆和第一齿条在通槽内向远离第二滑块一侧滑动，第一齿条带动第一齿轮及第一转动轴逆时针转动，第一转动轴上的第一输送带带动第二转动轴逆时针转动，第二转动轴上的第二输送带带动第三转轴及第二齿轮逆时针转动，第二齿轮转动带动第二齿条和支撑杆在固定管内向上滑动。

7、锂硫电池充电正常发生膨胀或收缩时，锂硫电池正负极位置升高或降低，此时装置将锂硫电池的整体高度降低或升高，使锂硫电池正负极使用位于同一高度，当锂硫电池体积发生膨胀或收缩时能够对锂硫电池进行防护，避免锂硫电池正负极与导电骨架脱离导致充电失败。

8、进一步，制热设备包括壳体，壳体固定连接于充电箱底部，壳体内安装有电热管，壳体上设有若干通孔，电热管与控制器信号连接。

9、有益效果：壳体能够方便对电热管进行防护，避免锂硫电池发生倾倒压坏电热管，同时，壳体能够对电热管所产生的热量进行缓冲，避免电热管集中烘烤锂硫电池一侧，导致锂硫电池损坏。使用制热设备时，控制器控制电热管运行，电热管运行时升温，此时温度集中于壳体内，并分别从通孔中散出，使热量更加分散地输入充电箱中。

10、进一步，制冷设备包括半导体制冷片，半导体制冷片固定连接于充电箱内侧壁上，半导体制冷片位于电箱内侧壁的上部，半导体制冷片与控制器信号连接。

11、有益效果：制冷设备运行时，控制器控制半导体制冷片运行对充电箱进行降温，半导体制冷片体积较小，占用充电箱空间少。

12、进一步，充电箱顶部铰接有盖体，盖体一侧固定连接有锁扣，盖体上设有防火层。

13、有益效果：充电箱对锂硫电池充电时，盖上盖体可以对充电箱内进行保温，使制热设备或制冷设备迅速将充电箱内的温度调整好，当外界温度适宜时，可将盖体开启，使锂硫电池可以通风散热，未使用该充电箱时，可以将盖体盖上，避免充电箱进水或进杂质，当充电箱内发生火情时，盖体可以防止火势蔓延。

14、进一步，第一限位块和第二限位块靠近锂硫电池一侧均固定连接有限位板，限位板均与锂硫电池顶部相抵。

15、有益效果：限位板可以对第一限位块可第二限位块进行限位，避免第一限位块或第二限位块因重力作用滑落。

16、进一步，第一输送带和第二输送带均为有弹性的橡胶材料制成。

17、有益效果：弹性的橡胶材质韧性较大，当锂硫电池发生膨胀或收缩时，第一限位块和第一限位块内的第一齿轮会随之产生位移，弹性的橡胶材料制成的第一输送带和第二输送带可以进行自我调节。

18、进一步，充电箱外安装有蜂鸣报警器和警示灯，蜂鸣报警器和警示灯均与控制器信号连接。

19、有益效果：当电子温度计检测到充电箱内的温度超过危险值时，控制器控制充电箱将充电箱的电源切断，并且控制器控制蜂鸣报警器和警示灯运行，对周围人群进行警示。

20、进一步，支撑杆顶部固定连接有支撑板，支撑杆通过支撑板与锂硫电池相抵。

21、有益效果：支撑板可以增大与锂硫电池的接触面积，使锂硫电池放置更加平稳。