一種太陽能路燈用鋰離子電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電池領(lǐng)域，涉及到一種鋰離子電池系統(tǒng)，具體涉及到用于太陽能路燈儲(chǔ)能領(lǐng)域的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，太陽能、風(fēng)能等新型二次無污染能源逐步得到廣泛的使用，新能源電動(dòng)汽車也受到世界各國的大力支持以緩解能源和環(huán)境污染的壓力。新型的二次無污染能源在能源的轉(zhuǎn)化利用環(huán)節(jié)最大的問題是能源供給不穩(wěn)定，因此通過轉(zhuǎn)化之后將電能存儲(chǔ)起來成了必經(jīng)之路，電動(dòng)汽車也離不開電能的存儲(chǔ)技術(shù)，于是電化學(xué)能源存儲(chǔ)技術(shù)一電池逐步受到人們的關(guān)注。
[0003]電化學(xué)電池能量存儲(chǔ)經(jīng)歷了從鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池到鋰離子電池的演變，其中鉛酸電池由于成本低在過去幾十年普遍被采用，而鎳鎘電池和鎳氫電池由于價(jià)格高等原因只是在相對(duì)小的領(lǐng)域被使用。隨著鋰離子電池的逐步成熟，在電動(dòng)汽車、太陽能路燈儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能等領(lǐng)域逐步替代了傳統(tǒng)的鉛酸電池。
[0004]相比鉛酸電池而言，鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長、體積小、無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此可與以及在儲(chǔ)能領(lǐng)域未來鋰離子電池的市場需求會(huì)越來越大。同時(shí)，鉛酸電池主要以12V的電池模塊形式作為產(chǎn)品，使用的空間靈活性不強(qiáng)，在某些對(duì)空間尺寸要求特殊的領(lǐng)域使用不方便，而目前鋰離子電池組均是由單顆電芯(電壓為3.7V或者3.2V等)的產(chǎn)品組成，電芯的尺寸通常為圓柱形和方形，尺寸小，易于設(shè)計(jì)成不同形狀的電池組，可以滿足不同尺寸規(guī)格的需求，應(yīng)用靈活性明顯更強(qiáng)。
[0005]在全球各國大力支持太陽能利用的背景下，太陽能路燈由于“雨后春筍”般的發(fā)展，同時(shí)在全球倡導(dǎo)環(huán)保以及安裝便捷性等的影響下，越來越多的太陽能路燈開始采用鋰離子電池，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:第一、采用鋰電池比鉛酸電池更加環(huán)保，從整個(gè)產(chǎn)業(yè)的角度看更加符合可持續(xù)性發(fā)展；第二、傳統(tǒng)的鉛酸電池因?yàn)樘鼐捎谩暗芈袷健钡慕Y(jié)構(gòu)，同時(shí)使用壽命短，這樣在維護(hù)、更換的時(shí)候難度大、破壞性強(qiáng)，而鋰離子電池重量輕，可以掛在燈桿上，也可以做成一體化的路燈，安裝維護(hù)更加簡便；第三、采用鋰電池比使用鉛酸電池使用壽命更長，通常鉛酸電池使用1-2年，而鋰離子電池可以使用3-5年甚至更長。
[0006]在目前用于儲(chǔ)能的鋰離子電池組中，采用的方式是將多個(gè)電芯(圓柱或者方形)先并聯(lián)組成需要的容量，然后再串聯(lián)組成需要的電池組，簡單地，這些串并聯(lián)均采用焊接將電芯練成一個(gè)整體，然后連接好電池保護(hù)板放在一個(gè)可以防水的外殼中組成最終的產(chǎn)品。從成本和工藝成熟度來講，目前用得多的是圓柱結(jié)構(gòu)的電芯，將這些電芯串并起來組成需要的電池組，對(duì)于電芯數(shù)量較多的電池組，采用傳統(tǒng)的焊接工藝存在如下幾個(gè)缺陷，將會(huì)阻礙鋰離子電池在太陽能儲(chǔ)能方面的應(yīng)用推廣:
[0007]第一、焊接過程中可能改變電芯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電芯的一致性變差而引起電池組的使用壽命縮短，例如焊接時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重引起內(nèi)部正負(fù)極卷芯與外殼連接的極耳斷裂等問題；
[0008]第二、通常用于太陽能路燈儲(chǔ)能的鋰離子電池的工作電流非常小，按照實(shí)際測試一般在3 — 5A，最高約為8A電流，相對(duì)電池組的容量，其充放電倍率通常只有0.0lC到0.1C，電流要求很低，所以傳統(tǒng)的工藝是采用電阻點(diǎn)焊工藝將電池的正負(fù)極端與金屬匯流片連接在一起，這種普通的電阻點(diǎn)焊工藝通常穩(wěn)定性較差，對(duì)于電芯數(shù)量較多的電池組而言難免存在少部分焊接不牢固的問題(漏焊或者虛焊等)，影響了整體電池組的性能發(fā)揮、縮短使用壽命；
[0009]第三、采用傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊工藝，對(duì)于一個(gè)多大幾十只電芯的電池組而言(通常從10只到200只不等)，組裝操作工藝復(fù)雜，尤其是對(duì)于經(jīng)過配組處理的電芯在組裝焊接過程中為了避免混淆更是增加了工藝的復(fù)雜程度，提高了人工成本的同時(shí)降低了產(chǎn)品因大量人工操作而引起的可靠性，通常電池組的人工組裝成本占比到10% — 30%不等；
[0010]第四、傳統(tǒng)的產(chǎn)品將所有的電芯焊接成一個(gè)整體，在電流非常小的儲(chǔ)能領(lǐng)域，電池的損壞通常是由個(gè)別少數(shù)的電芯出現(xiàn)問題引起，也就是電芯的一致性問題，如果將所有電芯焊接成整體后不利于維修維護(hù)，甚至對(duì)于里面性能還好的電芯也只能做整體報(bào)廢處理，浪費(fèi)資源的同時(shí)增加了產(chǎn)品的使用成本。
[0011]同時(shí)，現(xiàn)有的太陽能鋰離子電池組存在著電池組保護(hù)板僅僅控制過充電、過放電等簡單的功能，在保護(hù)板的輸出端接上光伏控制器，同時(shí)光伏控制器也具有控制電池組充放電電壓的功能，某種意義上功能重疊，增加了整個(gè)產(chǎn)品的成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]本實(shí)用新型的目的是結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題，提出一種太陽能路燈用鋰離子電池。
[0013]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0014]所述太陽能路燈用鋰離子電池包括由上殼和下殼組成的電池外殼；所述上殼內(nèi)側(cè)頂面設(shè)有電芯限位柱和鑲嵌于電芯限位柱之間的串并聯(lián)匯流板及位于串并聯(lián)匯流板兩側(cè)的2片并聯(lián)匯流板；所述下殼內(nèi)側(cè)底面設(shè)有電芯限位柱和鑲嵌于電芯限位柱之間的串并聯(lián)匯流板；所述電池內(nèi)設(shè)有若干列平行的電芯列，相鄰兩列電芯列的方向相反排布，所述電芯列由若干個(gè)同向排布的電芯組成，電芯陣列中各電芯是分體的，電芯通過電芯限位柱固定于電池外殼內(nèi)部；電池外殼內(nèi)部最外側(cè)的兩列電芯列中，一列電芯列中電芯的正極輸出面與串并聯(lián)匯流板接觸，負(fù)極輸出面與一片并聯(lián)匯流板接觸；另一列電芯列中電芯的正極輸出面與另一片并聯(lián)匯流板接觸，負(fù)極輸出面與串并聯(lián)匯流板接觸；電池外殼內(nèi)部其他列電芯列中電芯的正極輸出面和負(fù)極輸出面均與串并聯(lián)匯流板接觸。
[0015]其中，所述串并聯(lián)匯流板連接有信號(hào)線，所述信號(hào)線與能量控制器連接，信號(hào)線采集串聯(lián)電芯陣列的電壓并傳輸給能量控制器，信號(hào)線通過采集電壓等信號(hào)傳輸給能量控制器對(duì)電芯陣列進(jìn)行充放電電壓等的控制；所述與負(fù)極輸出面接觸的并聯(lián)匯流板通過總負(fù)輸出與能量控制器連接，所述與正極輸出面接觸的并聯(lián)匯流板通過總正輸出線與能量控制器連接；所述能量控制器固定于電池外殼內(nèi)部；所述能量控制器的輸入端與光伏板充電接口連接，所述能量控制器的輸出端與負(fù)載接口連接。
[0016]所述并聯(lián)匯流板上設(shè)有若干個(gè)順次排列的用于與電芯接觸的并聯(lián)匯流板接觸臺(tái)，所述并聯(lián)匯流板一端設(shè)有電流輸出線接口，電流輸出線接口與總正輸出線或總負(fù)輸出線鏈接；所述串并聯(lián)匯流板上設(shè)有若干個(gè)順次排列的用于與電芯接觸的串并聯(lián)匯流板接觸臺(tái)，所述串并聯(lián)匯流板一端設(shè)有信號(hào)線接口，信號(hào)線接口與信號(hào)線連接。
[0017]所述下殼底部設(shè)有與光伏板充電接口對(duì)應(yīng)的輸入孔，及與負(fù)載接口對(duì)應(yīng)的輸出孔。
[0018]所述上殼與下殼的接觸面設(shè)有防水密封膠圈。
[0019]所述電芯包括但不限于圓柱形、方形或菱形。
[0020]優(yōu)選地，所述上殼內(nèi)側(cè)頂面設(shè)有電芯限位柱和鑲嵌于電芯限位柱之間的I片串并聯(lián)匯流板及位于串并聯(lián)匯流板兩側(cè)的2片并聯(lián)匯流板；所述下殼內(nèi)側(cè)底面設(shè)有電芯限位柱和