一种利用三电极监控电芯内部短路的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，包括以下步骤：设置正极引出片、负极引出片和参比电极引出片，参比电极引出片为片状金属锂制成；通过电解液密封膜将动力电池电解液封装起来；在电解液密封膜外部再封装圆柱形的电池封装外壳，正极引出片、负极引出片和参比电极引出片分别与正极安装片、负极安装片和中间连接片电连接；在电池封装外壳外部设置电压监控装置，电压监控装置包括单向通导单元、信号发出单元，单向通导单元和信号发出单元相互串联在负极安装片和中间连接片之间。通过参比电极引出片及时地检测到参比电极引出片与负极引出片之间的电压变化，从而及时地提示控制系统对电池内部短路采取措施。
【专利说明】
_种利用三电极监控电芯内部短路的方法
技术领域
[0001]本发明涉及新能源动力锂电池技术领域，特别是一种利用三电极监控电芯内部短路的方法。
【背景技术】
[0002]新能源是指传统能源之外的刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的各种能源形式，新能源能够有效地应对石油危机和环境污染等问题，具体地如:太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等;新能源的存储转移利用是新能源推广的关键环节也是重点公关的技术难题，新能源的存储主要通过一定的技术将新能源转化为化学能、势能、动能、电磁能等形态，使转化后的能量具有空间上可转移或时间上可转移或质量可控制的特点，可以在适当的时间、地点以适合的方式释放出来。其中最为常见的储能方式为电池储能，但是对于高能耗、大功率的动力设备为其提供新能源的动力蓄能电池技术尚有待于进一步地开发。
[0003]锂离子动力蓄电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，因此在便携式电子设备、电动汽车等新能源储能方面显示出优越的前景。在锂离子动力蓄电池中，由于金属锂在负极上可以结晶形成枝晶锂，因此金属锂被作为负极活性材料;但是枝晶锂生长到一定程度会刺破聚合物微孔隔离薄膜，造成电池内部短路，不仅导致锂离子动力蓄电池无法正常工作，甚至严重威胁使用者的人身安全。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用三电极监控电芯内部短路的方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，包括以下步骤:
步骤一、聚合物微孔隔离薄膜将动力电池电解液分割为正极电解区域和负极电解区域，在负极电解区域内再设置参比电极电解区域，参比电极电解区域通过聚合物微孔隔离薄膜与负极电解区域分隔开，在正极电解区域、负极电解区域和参比电极电解区域中分别设置正极引出片、负极引出片和参比电极引出片，参比电极引出片为片状金属锂制成；
步骤二、通过电解液密封膜将动力电池电解液封装起来，且将正极引出片、负极引出片和参比电极引出片的局部引出至电解液密封膜将外部；
步骤三、在电解液密封膜外部再封装圆柱形的电池封装外壳，电池封装外壳轴向两端分别设置金属导体制成的正极安装片和负极安装片，正极安装片和负极安装片之间通过金属导体制成的中间连接片连接，且正极安装片和中间连接片之间相互绝缘，负极安装片和中间连接片之间相互绝缘，正极引出片、负极引出片和参比电极引出片分别与正极安装片、负极安装片和中间连接片电连接；
步骤四、在电池封装外壳外部设置电压监控装置，电压监控装置包括单向通导单元、信号发出单元，单向通导单元和信号发出单元相互串联在负极安装片和中间连接片之间，且当电流由负极安装片流向中间连接片时，单向通导单元导通负极安装片和中间连接片之间的电连接，并使信号发出单元向外发出电芯内部短路信号。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤一中，聚合物微孔隔离薄膜为双层层叠结构，且两层聚合物微孔隔离薄膜之间的区域为参比电极电解区域，参比电极引出片设置在两层聚合物微孔隔离薄膜之间。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤一中，聚合物微孔隔离薄膜为丙烯与乙烯的共聚物材料制成的微孔隔离薄膜，正极引出片为铝箔材料制成，所述负极引出片为铜箔材料制成。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，在步骤四中，单向通导单元为二极管，信号发出单元为无线信号发出元件。
[0009]与现有技术相比较，本发明的有益效果是:
本发明所提供的一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，金属锂在负极引出片上结晶形成的枝晶锂生长刺破聚合物微孔隔离薄膜后，通过参比电极引出片可以及时地检测到参比电极引出片与负极引出片之间的电压变化，从而可以及时地提示控制系统对电池内部短路采取措施，避免无法正常工的锂离子动力蓄电池威胁使用者的人身安全。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。
[0011]本实施例所提供的一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，包括以下步骤: 步骤一、聚合物微孔隔离薄膜将动力电池电解液分割为正极电解区域和负极电解区域，在负极电解区域内再设置参比电极电解区域，参比电极电解区域通过聚合物微孔隔离薄膜与负极电解区域分隔开，在正极电解区域、负极电解区域和参比电极电解区域中分别设置正极引出片、负极引出片和参比电极引出片，参比电极引出片为片状金属锂制成;具体地，聚合物微孔隔离薄膜为双层层叠结构，且两层聚合物微孔隔离薄膜之间的区域为参比电极电解区域，参比电极引出片设置在两层聚合物微孔隔离薄膜之间;进一步地，聚合物微孔隔离薄膜为丙烯与乙烯的共聚物材料制成的微孔隔离薄膜，正极引出片为铝箔材料制成，所述负极引出片为铜箔材料制成。
[0012]步骤二、通过电解液密封膜将动力电池电解液封装起来，且将正极引出片、负极引出片和参比电极引出片的局部引出至电解液密封膜将外部。
[0013]步骤三、在电解液密封膜外部再封装圆柱形的电池封装外壳，电池封装外壳轴向两端分别设置金属导体制成的正极安装片和负极安装片，正极安装片和负极安装片之间通过金属导体制成的中间连接片连接，且正极安装片和中间连接片之间相互绝缘，负极安装片和中间连接片之间相互绝缘，正极引出片、负极引出片和参比电极引出片分别与正极安装片、负极安装片和中间连接片电连接。
[0014]步骤四、在电池封装外壳外部设置电压监控装置，电压监控装置包括单向通导单元、信号发出单元，单向通导单元和信号发出单元相互串联在负极安装片和中间连接片之间，且当电流由负极安装片流向中间连接片时，单向通导单元导通负极安装片和中间连接片之间的电连接，并使信号发出单元向外发出电芯内部短路信号;具体地，单向通导单元可以是二极管，信号发出单元可以是无线信号发出元件;具体地，每个锂离子动力蓄电池单体可以设置一个不同发射频率的无线信号发出元件，选用无线信号发出元件，在接收到无线信号后根据频率即可判断发出信号的锂离子动力蓄电池单体;从而可以精简线路连接并降低锂离子动力蓄电池整体的发热量，还可以提高锂离子动力蓄电池整体以及本发明三电极监控系统的可靠性。
[0015]上述方法不仅可以及时地检测到参比电极引出片与负极引出片之间的电压变化，从而及时地提示控制系统对电池内部短路采取措施，避免无法正常工的锂离子动力蓄电池威胁使用者的人身安全;参比电极引出片设置于两层聚合物微孔隔离薄膜之间的缝隙内，便于聚合物微孔隔离薄膜整体加工后再与电解液密封膜组装；电池封装外壳的结构，便于正极引出片、负极引出片和参比电极引出片的外部接线、以及与检测控制装置的组装连接。
[0016]以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、聚合物微孔隔离薄膜将动力电池电解液分割为正极电解区域和负极电解区域，在负极电解区域内再设置参比电极电解区域，参比电极电解区域通过聚合物微孔隔离薄膜与负极电解区域分隔开，在正极电解区域、负极电解区域和参比电极电解区域中分别设置正极引出片、负极引出片和参比电极引出片，参比电极引出片为片状金属锂制成； 步骤二、通过电解液密封膜将动力电池电解液封装起来，且将正极引出片、负极引出片和参比电极引出片的局部引出至电解液密封膜将外部； 步骤三、在电解液密封膜外部再封装圆柱形的电池封装外壳，电池封装外壳轴向两端分别设置金属导体制成的正极安装片和负极安装片，正极安装片和负极安装片之间通过金属导体制成的中间连接片连接，且正极安装片和中间连接片之间相互绝缘，负极安装片和中间连接片之间相互绝缘，正极引出片、负极引出片和参比电极引出片分别与正极安装片、负极安装片和中间连接片电连接； 步骤四、在电池封装外壳外部设置电压监控装置，电压监控装置包括单向通导单元、信号发出单元，单向通导单元和信号发出单元相互串联在负极安装片和中间连接片之间，且当电流由负极安装片流向中间连接片时，单向通导单元导通负极安装片和中间连接片之间的电连接，并使信号发出单元向外发出电芯内部短路信号。2.根据权利要求1所述的一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，其特征在于:在步骤一中，聚合物微孔隔离薄膜为双层层叠结构，且两层聚合物微孔隔离薄膜之间的区域为参比电极电解区域，参比电极引出片设置在两层聚合物微孔隔离薄膜之间。3.根据权利要求1所述的一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，其特征在于:在步骤一中，聚合物微孔隔离薄膜为丙烯与乙烯的共聚物材料制成的微孔隔离薄膜，正极引出片为铝箔材料制成，所述负极引出片为铜箔材料制成。4.根据权利要求1所述的一种利用三电极监控电芯内部短路的方法，其特征在于:在步骤四中，单向通导单元为二极管，信号发出单元为无线信号发出元件。
【文档编号】H01M2/26GK106058302SQ201610469129
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】柯勇, 陶以彬
【申请人】芜湖格利特新能源科技有限公司