一种改进循环寿命的电池设备及其电芯的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种改进循环寿命的电池设备及其电芯。

背景技术：

1、随着新能源汽车、移动设备等的普及，锂电池作为一种高容量、高能量密度的电池，得到了广泛的运用，而电动自行车作为方便、快捷的出行载具，就大量运用了锂电池作为能源供应，其中电池循环寿命是衡量锂电池性能优劣的重要指标之一，电池的循环寿命是指电池可以经历的重复充电和放电的次数，为了延长循环寿命，除了修复电池容量、降低内阻、提高电解液稳定性外，还需要优化电池的设计和制造工艺。

2、现有的电动车用锂电池设备在充放电过程中，存在较多影响电池寿命和性能的因素，例如电解液的分解、活性材料的失活、过充过放、高低温等，特别是过度充放电和冷热环境对电动车电池的循环寿命影响极大，使用者在日常生活中也不注重这两个方面的防护，为此提出一种改进循环寿命的电池设备及其电芯。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为解决现有的电动车用锂电池设备在充放电过程中，存在较多影响电池寿命和性能的因素，例如电解液的分解、活性材料的失活、过充过放、高低温等，特别是过度充放电和冷热环境对电动车电池的循环寿命影响极大，使用者在日常生活中也不注重这两个方面的防护的问题，本发明提供了一种改进循环寿命的电池设备及其电芯。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种改进循环寿命的电池设备，包括电池外套，所述电池外套的内部固定安装有电池内套，所述电池内套的一侧固定安装有恒温水泵，所述恒温水泵的输出端和输入端分别固定安装有输水管和抽水管，所述电池内套的顶部和底部分别固定安装有风冷水箱和电热水箱，所述输水管与所述风冷水箱内部相连通，所述抽水管与所述电热水箱内部相连通，所述电池内套的内部固定安装有多个均匀分布的恒温管，所述恒温管的顶端和底端分别与所述风冷水箱、所述电热水箱内部相连通，所述电池内套的一侧设置有用于在该电池设备过度充放电时进行物理断电的断电组件。

4、进一步地，所述断电组件包括固定安装于所述电池外套一侧的外输电端子与外充电端子，所述电池内套的一侧固定安装有两个内传输电板，两个所述内传输电板的顶部分别固定安装有两个第一双向端子和两个第二双向端子，所述电池外套的顶部内壁上固定安装有两个多头电推机，所述多头电推机的底部驱动安装有两个第一电插桥，所述电池外套的一侧内壁上固定安装有两个外传输电板，两个所述外传输电板分别与所述外输电端子、所述外充电端子相连接，所述电池内套的一侧固定安装有备用电池，所述备用电池的顶部固定安装有两个第三双向端子和第四双向端子，两个所述外传输电板的顶部分别固定安装有两个内充电端子与内输电端子，两个所述第一电插桥的位置分别与其中一个所述第一双向端子、所述第二双向端子、内输电端子、内充电端子的位置相对应。

5、进一步地，所述多头电推机的底部均驱动安装有第二电插桥，所述第二电插桥的位置分别与另一个所述第一双向端子、所述第二双向端子以及其中一个所述第三双向端子、所述第四双向端子的位置相对应。

6、进一步地，所述多头电推机的底部均驱动安装有第三电插桥，所述第三电插桥的位置分别与另一个所述内输电端子、所述内充电端子、所述第三双向端子、所述第四双向端子的位置相对应。

7、进一步地，所述风冷水箱的顶部固定安装有冷却风扇，所述电热水箱的底部固定安装有电热器，所述恒温水泵、所述冷却风扇和所述电热器均与所述备用电池相连接，所述风冷水箱的内部固定安装有多个均匀分布的风冷三通管，所述风冷三通管的其中两端均与所述风冷水箱的外部相连通，所述风冷三通管的剩余一端均与所述冷却风扇相连通。

8、进一步地，所述电池外套的内壁中均开设有多个均匀分布的栅格孔，所述电池外套的顶部固定安装有进风管，所述进风管的两端分别与所述冷却风扇的内部和所述电池外套的外部相连通，所述电池外套的顶部固定安装有气阀，所述电池外套的顶部滑动安装有与所述进风管位置相对应的遮挡板。

9、一种使用改进循环寿命的电池设备的电芯，所述电池内套的内部设置有多个均匀分布的电芯本体，多个所述恒温管位于任意相邻的四个所述电芯本体之间。

10、进一步地，所述电芯本体的周侧固定套接有电芯套，所述电芯套的周侧由上至下开设有多个均匀分布的环形水槽，所述电池内套的顶部和底部均开设有多个与所述电芯本体位置相对应的换热圆槽，所述恒温管与周侧相邻的所述环形水槽、所述换热圆槽之间均开设有第一通孔，任意相邻的所述环形水槽以及任意相邻的所述换热圆槽之间均开设有第二通孔。

11、本发明的有益效果如下：

12、1、本发明通过设置断电组件，使得当需要电池内套进行充放电时，可由多头电推机驱动第一电插桥下移，使电池内套与外输电端子、外充电端子连接，当电池内套充放电达到临界值时，多头电推机可驱动第一电插桥上移使电路断开，防止电池内套继续传输电能，从而对电池内套进行保护，改善电池设备的循环寿命；

13、2、本发明通过设置第二电插桥，使得多头电推机可以驱动第一电插桥收回，然后驱动第二电插桥下降使备用电池与电池内套连接，此时电池内套与备用电池即可进行循环充放电，通过多次充放电循环，使该电池设备内部的锂离子重新分布，从而恢复电池设备的容量；

14、3、本发明通过设置第三电插桥，使得在该电池设备充电时，可由多头电推机驱动第三电插桥下移使备用电池也与外输电端子、外充电端子相连接，使备用电池也可以补充电量，同时在电池内套电量不足时，断开电池内套的电路连接，由备用电池进行供电，可解决紧急用电问题并防止电池内套过度放电；

15、4、本发明通过设置恒温水泵，使得恒温水泵可以经输水管和抽水管使换热水在风冷水箱和电热水箱中进行循环流动，从而使水流经过各个恒温管流经电池内套的内部，对电池内套的内部进行换热，使电池内套能够长时间保持恒温，防止过热或过冷的环境温度影响该电池设备的循环寿命；

16、5、本发明通过设置电热器和冷却风扇，使得电热器和冷却风扇分别可对电热水箱、风冷水箱内部的换热水进行加热和冷却，使换热液可以保持恒温，改善电池内套的工作环境，使该电池设备的循环寿命得到良好的保持，且恒温水泵、电热器、冷却风扇等均由备用电池供电，可减轻电池内套的用电负担；

17、6、本发明通过设置栅格孔，可使电池外套的侧壁内部保持中空状态，使电池外套获得良好的隔热性能，进一步降低外界环境温度对电池外套内部电池内套、备用电池的影响，进风管和气阀用于为冷却风扇提供空气流通的通道，并由遮挡板作为遮盖，避免冷却风扇闲置时，进风管对电池外套的隔热性能造成影响；

18、7、本发明通过设置电芯套盒换热圆槽，使得换热水可以经恒温管流向各个第一通孔，从而流入各个环形水槽与换热圆槽中，使换热液可以在各个电芯本体的周侧与顶部、底部流过，不仅可以对每个电芯本体提供稳定的换热功能，还可以使换热效果更加均匀，扩大换热水网范围，提升换热效果。

技术特征：

1.一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，包括电池外套(1)，所述电池外套(1)的内部固定安装有电池内套(2)，所述电池内套(2)的一侧固定安装有恒温水泵(4)，所述恒温水泵(4)的输出端和输入端分别固定安装有输水管(5)和抽水管(6)，所述电池内套(2)的顶部和底部分别固定安装有风冷水箱(7)和电热水箱(8)，所述输水管(5)与所述风冷水箱(7)内部相连通，所述抽水管(6)与所述电热水箱(8)内部相连通，所述电池内套(2)的内部固定安装有多个均匀分布的恒温管(9)，所述恒温管(9)的顶端和底端分别与所述风冷水箱(7)、所述电热水箱(8)内部相连通，所述电池内套(2)的一侧设置有用于在该电池设备过度充放电时进行物理断电的断电组件。

2.根据权利要求1所述的一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，所述断电组件包括固定安装于所述电池外套(1)一侧的外输电端子(14)与外充电端子(15)，所述电池内套(2)的一侧固定安装有两个内传输电板(16)，两个所述内传输电板(16)的顶部分别固定安装有两个第一双向端子(17)和两个第二双向端子(18)，所述电池外套(1)的顶部内壁上固定安装有两个多头电推机(20)，所述多头电推机(20)的底部驱动安装有两个第一电插桥(21)，所述电池外套(1)的一侧内壁上固定安装有两个外传输电板(19)，两个所述外传输电板(19)分别与所述外输电端子(14)、所述外充电端子(15)相连接，所述电池内套(2)的一侧固定安装有备用电池(13)，所述备用电池(13)的顶部固定安装有两个第三双向端子(22)和第四双向端子(23)，两个所述外传输电板(19)的顶部分别固定安装有两个内充电端子与内输电端子，两个所述第一电插桥(21)的位置分别与其中一个所述第一双向端子(17)、所述第二双向端子(18)、内输电端子、内充电端子的位置相对应。

3.根据权利要求2所述的一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，所述多头电推机(20)的底部均驱动安装有第二电插桥(24)，所述第二电插桥(24)的位置分别与另一个所述第一双向端子(17)、所述第二双向端子(18)以及其中一个所述第三双向端子(22)、所述第四双向端子(23)的位置相对应。

4.根据权利要求2所述的一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，所述多头电推机(20)的底部均驱动安装有第三电插桥(25)，所述第三电插桥(25)的位置分别与另一个所述内输电端子、所述内充电端子、所述第三双向端子(22)、所述第四双向端子(23)的位置相对应。

5.根据权利要求2所述的一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，所述风冷水箱(7)的顶部固定安装有冷却风扇(11)，所述电热水箱(8)的底部固定安装有电热器(10)，所述恒温水泵(4)、所述冷却风扇(11)和所述电热器(10)均与所述备用电池(13)相连接，所述风冷水箱(7)的内部固定安装有多个均匀分布的风冷三通管(12)，所述风冷三通管(12)的其中两端均与所述风冷水箱(7)的外部相连通，所述风冷三通管(12)的剩余一端均与所述冷却风扇(11)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种改进循环寿命的电池设备，其特征在于，所述电池外套(1)的内壁中均开设有多个均匀分布的栅格孔(31)，所述电池外套(1)的顶部固定安装有进风管(26)，所述进风管(26)的两端分别与所述冷却风扇(11)的内部和所述电池外套(1)的外部相连通，所述电池外套(1)的顶部固定安装有气阀(28)，所述电池外套(1)的顶部滑动安装有与所述进风管(26)位置相对应的遮挡板(27)。

7.一种使用如权利要求1-6任一项所述改进循环寿命的电池设备的电芯，其特征在于，所述电池内套(2)的内部设置有多个均匀分布的电芯本体(3)，多个所述恒温管(9)位于任意相邻的四个所述电芯本体(3)之间。

8.根据权利要求7所述的一种电芯，其特征在于，所述电芯本体(3)的周侧固定套接有电芯套(29)，所述电芯套(29)的周侧由上至下开设有多个均匀分布的环形水槽(30)，所述电池内套(2)的顶部和底部均开设有多个与所述电芯本体(3)位置相对应的换热圆槽(201)，所述恒温管(9)与周侧相邻的所述环形水槽(30)、所述换热圆槽(201)之间均开设有第一通孔(202)，任意相邻的所述环形水槽(30)以及任意相邻的所述换热圆槽(201)之间均开设有第二通孔(203)。

技术总结
本发明公开了一种改进循环寿命的电池设备及其电芯，涉及电池技术领域。本发明包括电池外套，所述电池外套的内部固定安装有电池内套，所述电池内套的一侧固定安装有恒温水泵，所述恒温水泵的输出端和输入端分别固定安装有输水管和抽水管，所述电池内套的顶部和底部分别固定安装有风冷水箱和电热水箱，所述输水管与所述风冷水箱内部相连通。本发明通过设置断电组件，使得当电池内套充放电达到临界值时，断电组件可使电路断开，防止电池内套继续传输电能，从而对电池内套进行保护，改善电池设备的循环寿命，通过设置恒温水泵，可对电池内套的内部进行换热，使电池内套能够长时间保持恒温，防止过热或过冷的环境温度影响该电池设备的循环寿命。

技术研发人员：覃振杰
受保护的技术使用者：覃振杰
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31