锂离子电池及储能电池组的制作方法

本发明属于锂离子电池，更具体的，涉及一种锂离子电池及储能电池组。

背景技术：

1、锂离子电池正处于快速发展时期，电池的安全性能也备受关注。电池的安全保护措施有很多，如：设置软件bms保护板，远程安全监控；改良结构，提升锂离子电池的安全性能；双向握手识别电路，确保电池不乱用；pgr电机防止锂离子电池反充电等。

2、其中改良结构，提升锂离子电池的安全性能是目前应用最普遍的保护措施，如：通过设置监测装置来监测电池的异常情况；通过设计内部防潮防水结构，增强电池的防水、防潮性能；通过在电池内部填充高导热系数硅胶，改善电池的防震性能等。

3、电池的自身安全性能也非常重要，目前常规的监测手段一般是在电池组外部连接电压或电流监测装置。但是这种简单外部安全监测手段的监测效果比较迟缓，一般都是在出现大面积安全问题是才会识别，这样的经济损失也会更大。因此探索一种低成本但是高效率识别电池异常的方法尤为重要。

4、热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。然而在常规条件下，普通的、少量的热电材料转化为电能的效率极低。专利公开号为cn110391399a的专利公开了制备锂金属阳极的方法，该专利是将热电材料置于负极材料与集流体中间，并通过粘合等方法将其固定在中间层中，最终主要改善锂基负极的粘附度。同时通过外部额外加热，来促进锂基材料与集流体的粘附，在该专利中，热电材料只起到导热层和粘附层的效果，并不能在电路异常、电流过大的情况下激发热电材料自身转化为电能，监测电池内部的异常情况。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种锂离子电池。

2、本发明的目的之二在于提供一种电池组。

3、由本发明锂离子电池组成的电池组在电路异常、电流过大的情况下才会激发热电材料自身转化为电能，监测电池内部的异常情况，从而能够在异常出现时准确判断并定位到异常电池，能够将损失减至最小范围。

4、为实现本发明目的，具体技术方案如下：

5、一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极集流体外侧、负极集流体外侧及电池壳内侧均匀涂覆有复合热电材料；

6、所述复合热电材料由至少两种热电材料复合生成，所述热电材料为manb，其中m为pb、bi、hf、la、co、si、ni、cs、zr中的至少一种，n为te或sb，a/b为0.3~2。

7、优选地，所述复合热电材料的制备方法如下：

8、（1）将碲基化合物或者锑基化合物与含有金属m或n的化合物混合后进行高温处理，得热电材料；

9、（2）将步骤（1）所得热电材料进行复合，生成复合热电材料。

10、进一步优选地，步骤（1）中：

11、所述碲基化合物包括金属碲、二氧化碲、碲酸中的一种或几种；

12、所述锑基化合物包含三氧化二锑、金属锑、硫化锑中的一种或几种；

13、所述含有金属m或n的化合物包括la2o3、la2(co3)、pb3o4、pbo、pb(no3)2、bi2o3、bi(no3)3、hfo2、h4hfo4、co3o4、co(no3)2、coco3、sio2、h2sio3、nio、ni(no3)2、nico3、cso2、csoh、zro2、zr(oh)4中的一种或几种。

14、进一步优选地，步骤（1）中：高温处理温度为1100~1500℃；所述高温处理时间为12~24h。

15、进一步优选地，步骤（2）中：复合方式为物理复合。

16、进一步优选地，加入粘结剂和溶剂进行物理复合；所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、淀粉中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

17、优选地，所述涂覆方法为喷涂、浸涂或自动涂覆。

18、一种储能电池组，所述储能电池组包括多个锂离子电池组成的电池组，所述储能电池组还包括监控锂离子电池内部的热变化的电流监测装置。

19、优选地，所述电流监测装置包括与每个锂离子电池连接的分连接线和串联设置在每个分连接线上的电流探头，分连接线汇总连接总连接线，所述总连接线上设置电流传感器。

20、相对现有技术，本发明的有益效果在于：

21、（1）本发明通过一步烧结法制备热电材料，多种热电材料均匀混合后将其均匀涂覆于锂离子电池的正负极集流体外侧及电池壳内侧，多个锂离子电池形成电池组，并且在锂离子电池外侧设置电流监测设置，能够监控电池内部的热变化，从而制备出高安全性的锂离子电池及电池组。

22、（2）表面涂覆热电材料后，电流监测更灵敏，电流值也会比未涂覆更高。当有电路异常情况，也将会把异常电流激发到热电材料身上，使其能够更快感应并显示到电流上。本发明的锂离子电池及电池组，复合热电材料的大面积涂覆保证了锂离子电池出现异常时热电材料将热能转换为电能的最高转换效率，电池组结合电流监测装置，能够实现异常电池的精准定位，尽快监测到异常电池，降低电池组的经济损失。

23、（3）本发明中的电流监测装置是通过在每个电池的连接线中分别串联一个电流探头，形成一个电池对应一个电流探头的连接方式，并且在电池组的总连接处设置电流传感器。这种连接方式能够精准监测到每个电池的电流异常情况，最快效率发现并去除异常电池。

技术特征：

1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极集流体外侧、负极集流体外侧及电池壳内侧均匀涂覆有复合热电材料；

2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述复合热电材料的复合方式为物理复合。

3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，加入粘结剂和溶剂进行物理复合；所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、淀粉中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述涂覆方法为喷涂、浸涂或自动涂覆。

5.一种储能电池组，其特征在于，所述储能电池组包括多个权利要求1~4任一项所述的锂离子电池组成的电池组，所述储能电池组还包括监控锂离子电池内部的热变化的电流监测装置。

6.如权利要求5所述的储能电池组，其特征在于，所述电流监测装置包括与每个锂离子电池连接的分连接线和串联设置在每个分连接线上的电流探头，分连接线汇总连接总连接线，所述总连接线上设置电流传感器。

技术总结
本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池及储能电池组。锂离子电池的正负极集流体外侧及电池壳内侧均匀涂覆有复合热电材料；所述复合热电材料由至少两种热电材料复合生成，所述热电材料为M<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;，其中M为Pb、Bi、Hf、La、Co、Si、Ni、Cs、Zr中的至少一种，N为Te或Sb，a/b为0.3~2。储能电池组包括多个锂离子电池组成的电池组和监控锂离子电池内部的热变化的电流监测装置。本发明的锂离子电池及电池组，复合热电材料的大面积涂覆保证了锂离子电池出现异常时热电材料将热能转换为电能的最高转换效率，电池组结合电流监测装置，能够实现异常电池的精准定位，降低电池组的经济损失。

技术研发人员：舒双,彭馨瑶,周亚楠,孙鹏,汪宝进
受保护的技术使用者：兰溪博观循环科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16