锂离子电池及其内部电流分布检测电路论文和设计-李哲

全文摘要

本申请提供一种锂离子电池及其内部电流分布检测电路。所述锂离子电池内部电流分布检测方法及检测电路包括锂离子电池、电池测试仪和多个电流检测单元。所述锂离子电池包括多个正极片和多个负极片，每个正极片都连接一个正极耳，每个负极片都连接一个负极耳。所述电池测试仪控制所述锂离子电池的充放电过程。每个所述电流检测单元与一个极耳感接，用于检测每个正极片或每个负极片的电流。本申请提供的测量锂离子电池内部层间电流分布的电路中的所述多个电流检测单元通过检测每个极耳所在线路上的电流进而检测电池的层间电流分布情况。

主设计要求

1.一种锂离子电池内部电流分布检测电路(100)，其特征在于，包括：锂离子电池(40)，包括多个正极片(41)、多个负极片(42)、多个正极耳(431)和多个负极耳(432)，所述多个正极片(41)与所述多个负极片(42)间隔设置，每个所述正极片(41)连接一个正极耳(431)，每个所述负极片(42)连接一个负极耳(432)；电池测试仪(50)，与所述锂离子电池(40)电连接，用于控制所述锂离子电池(40)充放电过程；以及多个电流检测单元(20)，每个电流检测单元(20)与一个正极耳(431)或一个负极耳(432)感接，用于检测每个正极片(41)或每个负极片(42)的电流。

设计方案

1.一种锂离子电池内部电流分布检测电路(100)，其特征在于，包括：

锂离子电池(40)，包括多个正极片(41)、多个负极片(42)、多个正极耳(431)和多个负极耳(432)，所述多个正极片(41)与所述多个负极片(42)间隔设置，每个所述正极片(41)连接一个正极耳(431)，每个所述负极片(42)连接一个负极耳(432)；

电池测试仪(50)，与所述锂离子电池(40)电连接，用于控制所述锂离子电池(40)充放电过程；以及

多个电流检测单元(20)，每个电流检测单元(20)与一个正极耳(431)或一个负极耳(432)感接，用于检测每个正极片(41)或每个负极片(42)的电流。

2.根据权利要求1所述的检测电路(100)，其特征在于，还包括：

多个隔膜(44)，每个隔膜(44)设置于所述正极片(41)与所述负极片(42)之间，且所述隔膜(44)的长度大于所述负极片(42)的长度，所述隔膜(44)的长度大于所述正极片(41)的长度。

3.根据权利要求2所述的检测电路(100)，其特征在于，所述锂离子电池(40)还包括：

铝塑膜(45)，具有一个容纳空间(451)，所述铝塑膜(45)将所述多个正极片(41)、所述多个负极片(42)以及所述多个隔膜(44)收纳于所述容纳空间(451)，其中，在所述隔膜(44)延伸的方向，所述隔膜(44)的两端与所述铝塑膜(45)接触。

4.根据权利要求1所述的检测电路(100)，其特征在于，还包括：

多个电流夹子(30)，每个电流夹子(30)与一个正极耳(431)或一个负极耳(432)电连接，一个所述电流夹子(30)通过一条电流引线(31)与一个所述电流检测单元(20)感接。

5.根据权利要求4所述的检测电路(100)，其特征在于，每条所述电流引线(31)的长度和直径相等。

6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述电流引线(31)的内阻占所述正极片(41)内阻或所述负极片(42)内阻的比例为0％-1％。

7.根据权利要求1所述的检测电路(100)，其特征在于，所述多个电流检测单元(20)为光纤电流传感器或者霍尔电流传感器。

8.根据权利要求7中所述的检测电路(100)，其特征在于，当所述多个电流检测单元(20)为霍尔电流传感器时，所述的检测电路(100)还包括：

供电装置(10)，采用双路供电方式，用于向所述霍尔传感器提供电能。

9.根据权利要求8所述的检测电路(100)，其特征在于，所述供电装置(10)包括正极端子(11)、负极端子(12)和接地端子(13)；

所述电流检测单元(20)包括第一端子(21)、第二端子(22)和第三端子(23)；所述正极端子(11)与所述第一端子(21)电连接，所述负极端子(12)与所述第二端子(22)电连接，所述接地端子(13)与所述第三端子(23)电连接。

10.一种锂离子电池(40)，其特征在于，包括：

多个正极片(41)；

多个负极片(42)，与所述多个正极片(41)间隔设置；

多个正极耳(431)，每个正极耳(431)与一个所述正极片(41)电连接；

多个负极耳(432)，每个负极耳(432)与一个所述负极片(42)电连接；以及

多个隔膜(44)，每个隔膜(44)设置于所述正极片(41)与所述负极片(42) 之间，且所述隔膜(44)的长度大于所述负极耳(432)的长度，所述隔膜(44)的长度大于所述正极耳(431)的长度。

设计说明书

技术领域

本申请涉及动力能源技术领域，特别是涉及一种锂离子电池及其内部电流分布检测电路。

背景技术

电动汽车的发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。然而，电池大型化后电流的不均匀分布更加明显，导致电池的能量密度损失严重。

为了研究锂离子电池内部电流的分布，现有的方案为将锂离子电池设计成具有十个正极一个负极的电池。通过一个多通道测量单元测量从各个正极流出的电流。此种方案只能检测电池面内电流分布，不能检测电池的层间电流分布。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有方案不能检测电池的层间电流分布的问题，提供一种锂离子电池及其内部电流分布检测电路。

一种锂离子电池内部电流分布检测电路，包括：

锂离子电池，包括多个正极片、多个负极片、多个正极耳和多个负极耳，所述多个正极片与所述多个负极片间隔设置，每个所述正极片连接一个正极耳，每个所述负极片连接一个负极耳；

电池测试仪，与所述锂离子电池电连接，用于控制所述锂离子电池充放电过程；以及

多个电流检测单元，每个电流检测单元与一个正极耳或一个负极耳感接，用于检测每个正极片或每个负极片的电流。

在其中一个实施例中，还包括：

多个隔膜，每个隔膜设置于所述正极片与所述负极片之间，且所述隔膜的长度大于所述负极片的长度，所述隔膜的长度大于所述正极片的长度。

在其中一个实施例中，所述锂离子电池还包括：

铝塑膜具有一个容纳空间，所述铝塑膜将所述多个正极片、所述多个负极片以及所述多个隔膜收纳于所述容纳空间，其中，在所述隔膜延伸的方向，所述隔膜的两端与所述铝塑膜接触。

在其中一个实施例中，还包括：

多个电流夹子，每个电流夹子与一个正极耳或一个负极耳电连接，一个所述电流夹子通过一条电流引线与一个所述电流检测单元感接。

在其中一个实施例中，每条所述电流引线的长度和直径相等。

在其中一个实施例中，所述电流引线的内阻占所述正极片内阻或所述负极片内阻的比例为0％-1％。

在其中一个实施例中，所述多个电流检测单元为光纤电流传感器或者霍尔电流传感器。

在其中一个实施例中，当所述多个电流检测单元为霍尔电流传感器时，所述的检测电路还包括：

供电装置，采用双路供电方式，用于向所述霍尔传感器提供电能。

在其中一个实施例中，所述供电装置包括正极端子、负极端子和接地端子；

所述电流检测单元包括第一端子、第二端子和第三端子；所述正极端子与所述第一端子电连接，所述负极端子与所述第二端子电连接，所述接地端子与所述第三端子电连接。

一种锂离子电池，包括：

多个正极片；

多个负极片，与所述多个正极片间隔设置；

多个正极耳，每个正极耳与一个所述正极片电连接；

多个负极耳，每个负极耳与一个所述负极片电连接；以及

多个隔膜，每个隔膜设置于所述正极片与所述负极片之间，且所述隔膜的长度大于所述负极耳的长度，所述隔膜的长度大于所述正极耳的长度。

本申请提供一种锂离子电池及其内部电流分布检测电路。所述锂离子电池内部电流分布检测方法及检测电路包括锂离子电池、电池测试仪和多个电流检测单元。所述锂离子电池包括多个正极片和多个负极片，每个正极片都连接一个正极耳，每个负极片都连接一个负极耳。所述电池测试仪控制所述锂离子电池充放电过程。每个所述电流检测单元与一个极耳感接，用于检测每个正极片或每个负极片的电流。本申请提供的测量锂离子电池内部层间电流分布的电路中的所述多个电流检测单元通过检测每个极耳所在线路上的电流进而检测电池的层间电流分布情况。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的一种锂离子电池内部电流分布检测电路图；

图2为本申请一个实施例提供的一种锂离子电池内部电流分布检测电路图；

图3为本申请一个实施例提供的一种电池测试仪的供电方式连接图；

图4为本申请一个实施例提供的一种锂离子电池结构图。

主要元件附图标号说明

锂离子电池内部电流分布检测电路 100

供电装置 10

正极端子 11

负极端子 12

接地端子 13

电流检测单元 20

第一端子 21

第二端子 22

第三端子 23

第四端子 24

电流夹子 30

电流引线 31

锂离子电池 40

正极片 41

负极片 42

极耳 43

正极耳 431

负极耳 432

隔膜 44

铝塑膜 45

容纳空间 451

电池测试仪 50

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请一个实施例提供一种锂离子电池内部电流分布检测电路 100。所述检测电路100包括锂离子电池40、电池测试仪50以及多个电流检测单元20。

所述锂离子电池40包括多个正极片41、多个负极片42和多个极耳43。所述多个极耳43包括多个正极耳431和多个负极耳432。每个所述正极片41连接一个正极耳431。每个所述负极片42连接一个负极耳432。所述电池电测仪50 与所述锂离子电池40电连接，用于控制所述锂离子电池40充放电过程。例如，所述电池检测仪50可以控制充放电过程中电流或电压的大小。所述多个电流检测单元20中的每个电流检测单元20与一个所述极耳43感接。所述多个电流检测单元20可以为光纤传感器或者霍尔电流传感器。所述多个电流检测单元20 的检测精度为1％。所述多个电流检测单元20用于检测每个正极片41或每个负极片42的电流。

所述正极片41的制备方法包括将正极活性物质、正极溶剂、正极粘接剂以及正极导电剂放入搅拌机进行搅拌，制得正极浆料初成品。所述正极浆料初成品经烘干、辊压制得所述正极集流板41。所述负极片42的制备包括将负极活性物质、负极溶剂、负极粘接剂以及负极导电剂放入搅拌机进行搅拌，制得负极浆料初成品。所述负极浆料初成品经烘干、辊压制得所述负极片42。所述多个极耳43的材质可以为铝片或镍片。每个正极片41与每个正极耳431之间通过焊接连接。每个负极片42与每个负极耳432之间通过焊接连接。

本实施例中，所述锂离子电池内部电流分布检测电路100包括锂离子电池 40、电池测试仪50和多个电流检测单元30。所述锂离子电池40包括多个正极片41和多个负极片42，每个正极片41都连接一个正极耳431，每个负极片42 都连接一个负极耳432。所述电池测试仪50用于控制所述锂离子电池40充放电过程。每个所述电流检测单元20与一个极耳43感接，用于检测每个正极片41 或每个负极片42的电流。本申请提供的测量锂离子电池内部层间电流分布的电路100中的所述多个电流检测单元20通过检测每个极耳43所在线路上的电流进而检测电池的层间电流分布情况。

请参见图2，在一个实施例中，所述正极片41与所述负极片42间隔设置，所述锂离子电池40还包括多个隔膜44。

每个所述隔膜44设置于所述正极片41与所述负极片42之间。且所述隔膜 44的长度大于所述负极片42的长度，所述隔膜44的长度大于所述正极片41 的长度。所述隔膜44为高分子薄膜，具有微孔结构。锂离子可以通过所述微孔结构，但电子不能通过所述微孔结构。所述隔膜44的设置可以保证各个正极片 41以及各个负极片42之间彼此绝缘。

在一个实施例中，所述锂离子电池40还包括铝塑膜45。

所述铝塑膜45具有一个容纳空间451。所述铝塑膜45将所述多个正极片 41、所述多个负极片42以及所述多个隔膜44收纳于所述容纳空间451。其中，在所述隔膜44延伸的方向，所述隔膜44的两端与所述铝塑膜45接触。即所述隔膜44的长度延长至所述铝塑膜45密封边处。

本实施例中，所述隔膜44的设置可以保证各个正极片41以及各个负极片 42之间彼此绝缘。所述隔膜44的长度延长至所述铝塑膜45密封边处。可以有效防止各个所述极耳43在从所述铝塑膜45伸出之前相互连通。

在一个实施例中，所述锂离子电池内部电流分布检测电路100还包括多个电流夹子30。

每个电流夹子30与一个极耳43电连接。一个所述电流夹子30连接一条电流引线31。一个所述电流夹子30与一个所述电流检测单元20之间通过一条所述电流引线31感接。每条所述电流引线31的长度和直径相等。所述电流引线31的内阻占所述正极片41或负极片42的比例为0-1％。例如，每一条所述电流引线31的直径设为4mm，长度均为66cm。当所述电流引线31的材质为铜时，由于铜的电阻率为0.0175Ωmm^{2<\/sup>\/m，因此可以计算出每一条电流引线的电阻为0.92mΩ。所述锂离子电池40的内阻约100mΩ的量级，所述电流引线31的内阻占所述正极片41或负极片42的比例为0.92％。}

本实施例中，所述电流引线31的长度和直径相同。并且所述电流引线31 的长度尽量短可以有效防止各个所述电流引线31之间的电阻差异影响所述锂离子电池40层间电流分布的准确性。

请参见图3，在一个实施例中，当所述检测单元20为霍尔电流传感器时，所述的检测电路还包括供电装置10。

所述供电装置10采用双路供电方式，用于向所述霍尔传感器提供电能。所述供电装置10采用双路供电方式。所述供电装置10包括正极端子11、负极端子12和接地端子13。所述电流检测单元20包括第一端子21、第二端子22、第三端子23和第四端子24。所述正极端子11与所述第一端子21电连接，所述负极端子12与所述第二端子22电连接，所述接地端子13与所述第三端子23电连接。所述第四端子24为信号输出端。所述第四端子24通过负载与所述接地端子13电连接，用于保证当检测电流为0时输出电压信号为0。所述供电装置 10采用双路供电方式确保了供电的可靠性。

请参见图4，本申请一个实施例中提供一种锂离子电池40。所述锂离子电池40包括个正极片41、多个负极片42、多个极耳43和多个隔膜44，所述多个极耳43包括正极耳431和负极耳432。

所述多个负极片42与所述多个正极片41间隔设置。每个所述正极耳431 与一个所述正极片41电连接。每个所述负极耳432与一个所述负极片42电连接。每个所述隔膜44设置于所述正极片41与所述负极片42之间。且所述隔膜 44的长度大于所述负极片42的长度。所述隔膜44的长度大于所述正极片41 的长度。作为一个实施例，所述隔膜44的长度大于所述负极片42的长度，所述负极片42的长度大于所述正极片41的长度。

本实施例中，所述锂离子电池40在每个所述正极片41上电连接正极耳431，并在每个所述负极片42上电连接负极耳432。此种设计方案可以通过与所述正极耳431或者所述负极耳432串联电流检测装置或者其他物理量检测装置，进而实现检测所述锂离子电池40内部物理量分布的目的。通过所述隔膜44的设置可以保证各个正极片41以及各个负极片42之间彼此绝缘。

在一个实施例中，所述锂离子电池40还包括铝塑膜45。在所述多个正极片 41、所述多个负极片42以及所述多个隔膜44上通过冲压成型工艺形成铝塑膜 45。在所述隔膜44延伸的方向，所述隔膜44的两端与所述铝塑膜45接触。即所述隔膜44的长度延长至所述铝塑膜45密封边处。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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