本申请涉及电池,特别是涉及电池单体、电池、供电装置及其控制方法、用电设备。
背景技术:
1、锂离子电池的安全性能一直是新能源汽车首要关心的问题,如何提高安全特性一直是迫切问题。目前的常规电池单体的工作温度在常温条件,如25℃±10℃,当低于10℃性能发挥打折,高于40℃副反应加剧,影响其性能发挥。通常,电池内部的电池单体紧密排布,加上电池单体自身产热,会将电池单体的环境温度与本体温度提高至60℃~70℃(甚至更高),在此温度下电池单体自放电等副反应加剧,而容置导致电池单体发生热失控,严重影响电池寿命。
2、在相关技术中,会设计水冷、风冷等散热系统对电池单体进行散热,以期降低其实际温度,但是通过散热系统散热,散热效果不明显,散热后电池单体的实际温度往往维持在40℃~50℃左右,此温度仍旧高于电池单体的工作温度,电池单体还是容易出现自放电等副反应,而且散热能耗和散热布置空间的占用,提高了电池能耗,不利于电池能量密度的提高。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对电池单体因工作温度低于实际温度,而影响电池寿命、提高电池能耗、降低电池能量密度的问题,提供一种电池单体、电池、供电装置及其控制方法、用电设备。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,所述电池单体内填充有电解液,所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂,所述溶剂包含碳酸乙烯酯,所述碳酸乙烯酯的质量为所述溶剂总质量的35%~100%。
3、在一些实施例中,所述碳酸乙烯酯占所述溶剂总质量的35%~60%。
4、在一些实施例中,所述添加剂选自丁二腈、己二腈、苯氧基五氟环三磷腈、磷酸三丙炔酯、四乙烯基硅烷中的至少一者,且所述添加剂的添加量为所述溶剂总质量的0.2%~2%。
5、在一些实施例中,所述电池单体包括隔膜,所述隔膜包括基膜层和陶瓷层,所述陶瓷层设置于所述基膜层在其厚度方向上的至少一侧。
6、在一些实施例中,所述基膜层的厚度为5um~30um,所述陶瓷层的厚度为0.5um~5um。
7、在一些实施例中,所述电池单体包括隔膜,所述隔膜内填充有温变材料,所述温变材料自固态向液态转变的相变温度为40℃~60℃。
8、第二方面,本申请实施例提供了一种电池,包括上述任一实施例所述的电池单体。
9、在一些实施例中,所述电池包括箱体,所述箱体形成有容纳腔,所述电池单体容纳于所述容纳腔;
10、所述容纳腔内设置有绝缘换热液,所述绝缘换热液浸没所述电池单体。
11、第三方面,本申请实施例提供一种供电装置,包括:
12、第一电池,用于向外部用电装置供电,所述第一电池为上述任一实施例所述的电池;
13、加热结构,设置于所述第一电池;及
14、第二电池,连接所述加热结构,用于向所述加热结构供电,以使得所述加热结构加热所述第一电池。
15、在一些实施例中,所述第一电池的工作温度在60℃~100℃范围内,所述第二电池20的工作温度在-10℃~50℃范围内。
16、在一些实施例中,所述供电装置还包括太阳能电池,所述太阳能电池与所述第二电池连接,用于向所述第二电池补电;和/或,
17、所述第一电池与所述第二电池连接,并能够向所述第二电池补电;和/或,
18、所述第二电池能够向所述外部用电装置供电。
19、第四方面,本申请实施例提供一种供电装置的控制方法,所述控制方法包括:
20、控制第二电池向加热结构供电,以使得加热结构加热第一电池;
21、当所述第一电池的温度满足预设条件,控制所述第一电池向外部用电装置供电。
22、在一些实施例中,控制所述第一电池向外部用电装置供电之后,还包括:
23、控制所述第一电池向第二电池补电;和/或,控制太阳能电池向所述第二电池补电。
24、在一些实施例中,控制所述第一电池向外部用电装置供电之前,还包括:
25、控制所述第二电池向外部用电装置供电,直至所述第一电池的温度满足所述预设条件。
26、第五方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括:
27、用电装置;及
28、如上述实施例中所述的电池,和/或,如上述实施例中所述的供电装置,所述电池和所述供电装置用于向所述用电装置供电。
29、上述电池单体、电池、供电装置及控制方法、用电设备,在实际应用时,在常温条件下,因电解液呈固态而电池单体呈休眠状态。当使用电池单体,可以将电池单体加热直至其达到工作温度范围而进入工作状态。电池单体处于工作状态时可以利用自身发热,使其实际温度维持在工作温度范围内,而无需对其自身发热予以散热或者仅予以较小程度的散热。
30、如此,由于电池单体能够利用其自身发热进入工作温度范围,电池单体即使处于高温常温条件几十摄氏度的较高温度下,也可大大降低出现自放电等副反应的几率,有助于提高电池单体的存储性能和循环性能。而且,电池单体其工作温度较常温条件得到提升,其热失控温度与常温条件的相差温度更大,电池单体不易发生热失控,可提高电池的使用寿命和安全性。另外,可以利用电池单体的自身发热保证其实际温度在工作温度范围内,能够降低电池散热能耗,并能够节省或者缩小电池散热系统的布局空间,提高电池能量密度。
1.一种电池单体(a),其特征在于,所述电池单体(a)内填充有电解液(a3),所述电解液(a3)包括溶剂、锂盐和添加剂,所述溶剂包含碳酸乙烯酯,所述碳酸乙烯酯的质量为所述溶剂总质量的35%~100%。
2.根据权利要求1所述的电池单体(a),其特征在于,所述碳酸乙烯酯占所述溶剂总质量的35%~60%。
3.根据权利要求1所述的电池单体(a),其特征在于,所述添加剂选自丁二腈、己二腈、苯氧基五氟环三磷腈、磷酸三丙炔酯、四乙烯基硅烷中的至少一者,且所述添加剂的添加量为所述溶剂总质量的0.2%~2%。
4.根据权利要求1所述的电池单体(a),其特征在于,所述电池单体(a)包括隔膜(a21),所述隔膜(a21)包括基膜层(a211)和陶瓷层(a212),所述陶瓷层(a212)设置于所述基膜层(a211)在其厚度方向上的至少一侧。
5.根据权利要求4所述的电池单体(a),其特征在于,所述基膜层(a211)的厚度为5um~30um,所述陶瓷层(a212)的厚度为0.5um~5um。
6.根据权利要求1所述的电池单体(a),其特征在于,所述电池单体(a)包括隔膜(a21),所述隔膜(a21)内填充有温变材料,所述温变材料自固态向液态转变的相变温度为40℃~60℃。
7.一种电池(10a),其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的电池单体(a)。
8.根据权利要求7所述的电池(10a),其特征在于,所述电池(10a)包括箱体(b),所述箱体(b)形成有容纳腔,所述电池单体(a)容纳于所述容纳腔;
9.一种供电装置(100),其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的供电装置(100),其特征在于,所述第一电池(10)的工作温度在60℃~100℃范围内,所述第二电池(20)的工作温度在-10℃~50℃范围内。
11.根据权利要求9所述的供电装置(100),其特征在于,所述供电装置(100)还包括太阳能电池(40),所述太阳能电池(40)与所述第二电池(20)连接,用于向所述第二电池(20)补电;和/或,
12.一种供电装置(100)的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,控制所述第一电池(10)向外部用电装置(200)供电之后,还包括:
14.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,控制所述第一电池(10)向外部用电装置(200)供电之前,还包括:
15.一种用电设备,其特征在于,包括:
