板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，包括如下步驟：步驟1、制作電池組(200)；步驟2、制作超級(jí)電容器(300)；步驟3、提供控制電路模塊(100)、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊(400)、衛(wèi)星定位模塊(500)、無線通訊模塊(600)及里程計(jì)數(shù)器(700)；步驟4、將電池組(200)、超級(jí)電容器(300)、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊(400)、衛(wèi)星定位模塊(500)、無線通訊模塊(600)及里程計(jì)數(shù)器(700)集成并與控制電路模塊(100)電性連接；步驟5、提供太陽能充電模塊(800)，并與電池組(200)電性連接，制成板塊式集成動(dòng)力電池模組；步驟6、將板塊式集成動(dòng)力電池模組與供電電池的接口連接。
【專利說明】板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池的制作方法，尤其涉及一種板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于內(nèi)燃機(jī)汽車所使用的石油資源日益短缺，加之其排放二氧化碳等溫室氣體、粉塵顆粒并制造噪音的弊端，電動(dòng)汽車因其非常安靜、不排放粉塵顆粒、且溫室氣體排放為零、符合綠色環(huán)保的要求等眾多優(yōu)點(diǎn)逐漸備受人們的青睞。而電動(dòng)汽車的續(xù)航能力、充電時(shí)間和電池壽命，以及瞬間啟動(dòng)時(shí)間、最高時(shí)速等是影響電動(dòng)汽車發(fā)展的重要因素。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展，越來越多的電動(dòng)汽車采用車電分離的方式對(duì)車輛進(jìn)行整車電池的分箱更換，動(dòng)力電池將以租賃的形式提供給電動(dòng)汽車車主。而電池作為運(yùn)營(yíng)公司重要的資產(chǎn)，如何管理成為首要的問題。同時(shí)動(dòng)力電池的流動(dòng)性決定了動(dòng)力電池監(jiān)管的復(fù)雜性。
[0003]目前，公知的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的制作方法制作的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池大多體積較大，占用空間較大，更換和監(jiān)管困難，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致汽車重量加大，因而電力汽車的發(fā)展一直受到嚴(yán)重的制約。因此，提供一種集成度高、體積小、重量輕、可靠性高、且可以采用科技手段對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的智能化動(dòng)力電池成為行業(yè)內(nèi)研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，采用生產(chǎn)集成電路的模式進(jìn)行生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單，集成度高、體積小、重量輕、可靠性高，并應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池更換各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)控。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1、制作電池組；
[0007]步驟2、制作超級(jí)電容器；
[0008]步驟3、提供控制電路模塊、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊、衛(wèi)星定位模塊、無線通訊模塊及里程計(jì)數(shù)器；
[0009]步驟4、將所述電池組、超級(jí)電容器、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊、衛(wèi)星定位模塊、無線通訊模塊及里程計(jì)數(shù)器集成在一起并與控制電路模塊電性連接；
[0010]步驟5、提供太陽能充電模塊，并與所述電池組電性連接，最終制成板塊式集成動(dòng)力電池模組；
[0011]步驟6、將所述板塊式集成動(dòng)力電池模組通過CAN總線與車體上的供電電池的標(biāo)準(zhǔn)化接口連接。
[0012]所述步驟I包括:
[0013]步驟101、提供一平面基板；
[0014]步驟102、于平面基板上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0015]步驟103、于預(yù)定圖案的絕緣層上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層；
[0016]步驟104、提供含碳材料；
[0017]步驟105、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層上形成預(yù)定圖案的含碳材料層，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層與含碳材料層共同形成負(fù)極；
[0018]步驟106、于負(fù)極上形成預(yù)定圖案的隔膜；
[0019]步驟107、提供鋰酸鹽混合物；
[0020]步驟108、于隔膜上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層；
[0021]步驟109、于鋰酸鹽混合物層上形成預(yù)定圖案的金屬層，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層與金屬層共同形成正極；
[0022]步驟110、在正極上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0023]步驟111、所述負(fù)極、隔膜、正極及絕緣層共同構(gòu)成電池單體，根據(jù)預(yù)定電池單體的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103 — 110的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟103 - 110；
[0024]步驟112、向隔膜添加電解液；
[0025]步驟123、將數(shù)個(gè)電池單體串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組。
[0026]所述步驟I包括:
[0027]步驟101'、提供一平面基板；
[0028]步驟102'、于平面基板上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0029]步驟103'、于預(yù)定圖案的絕緣層上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層；
[0030]步驟104'、提供含碳材料；
[0031]步驟105'、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層上形成預(yù)定圖案的含碳材料層，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層與含碳材料層共同形成負(fù)極；
[0032]步驟106'、于負(fù)極上形成預(yù)定圖案的固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)；
[0033]步驟107'、提供鋰酸鹽混合物；
[0034]步驟108'、于隔膜上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層；
[0035]步驟109'、于鋰酸鹽混合物層上形成預(yù)定圖案的金屬層，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層與金屬層共同形成正極；
[0036]步驟11(V、在正極上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0037]步驟11Γ、所述負(fù)極、固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)、正極及絕緣層共同構(gòu)成電池單體，根據(jù)預(yù)定電池單體的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103 —110的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟103' - 110'；
[0038]步驟112'、將數(shù)個(gè)電池單體串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組。
[0039]所述步驟2包括:
[0040]步驟201、提供一平面基板；
[0041]步驟202、于平面基板上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0042]步驟203、于預(yù)定圖案的絕緣層上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層；
[0043]步驟204、提供碳材料；
[0044]步驟205、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層上形成預(yù)定圖案的第一碳材料層，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層與第一碳材料層共同形成第一電極；
[0045]步驟206、于該第一電極上形成預(yù)定圖案的隔膜；
[0046]步驟207、提供碳材料；
[0047]步驟208、于隔膜上形成預(yù)定圖案的第二碳材料層；
[0048]步驟209、于第二碳材料層上形成預(yù)定圖案的金屬層，然后加壓、烘干，該第二碳材料層與金屬層共同形成第二電極；
[0049]步驟210、在該第二電極上形成預(yù)定圖案的絕緣層；
[0050]步驟211、所述第一電極、隔膜、第二電極及絕緣層共同構(gòu)成電容器單體，根據(jù)預(yù)定電容器單體的層數(shù)，決定重復(fù)步驟203-210的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟203-210 ；
[0051]步驟212、向隔膜添加電解液；
[0052]步驟213、將數(shù)個(gè)電容器單體串聯(lián)或并聯(lián)連接形成超級(jí)電容器。
[0053]步驟2所述超級(jí)電容器充電10分鐘?Ih可達(dá)其額定容量的95%以上；所述超級(jí)電容器深度充放電循環(huán)使用次數(shù)為10萬次?50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;所述超級(jí)電容器大電流能量循環(huán)效率> 90%;所述超級(jí)電容器功率密度為1.0?2.0度/kg ;所述超級(jí)電容器溫度范圍為-50°C?+120°C ;所述超級(jí)電容器剩余電量可直接讀出；所述超級(jí)電容器能耐電壓彡300V。
[0054]步驟4所述物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊包括RFID、RFID讀寫器、感應(yīng)芯片；所述RFID、RFID讀寫器、感應(yīng)芯片分別與控制電路模塊電性連接；所述RFID讀寫器可將與BMS通信獲取的電池信息寫入所述RFID中；
[0055]所述衛(wèi)星定位模塊內(nèi)設(shè)有衛(wèi)星導(dǎo)航芯片，該衛(wèi)星導(dǎo)航芯片與衛(wèi)星系統(tǒng)、移動(dòng)定位系統(tǒng)、及無線監(jiān)控中心通訊；
[0056]所述無線通訊模塊包括GPRS單元、WIFI單元、藍(lán)牙單元(630);所述GPRS單元、WIFI單元、藍(lán)牙單元分別與控制電路模塊電性連接；所述無線通訊模塊可通過無線網(wǎng)絡(luò)向運(yùn)營(yíng)管理中心發(fā)送位置信息；
[0057]所述里程計(jì)數(shù)器與控制電路模塊電性連接，用來計(jì)量車輛里程信息。
[0058]步驟5所述太陽能充電模塊包括暴露于車體外部的太陽能電池板及與所述太陽能電池板電性連接的太陽能充電控制器；所述太陽能電池板經(jīng)太陽能充電控制器與電池組電性連接。
[0059]步驟4所述控制電路模塊控制超級(jí)電容器產(chǎn)生放電電流以對(duì)電池組充電，該控制電路模塊對(duì)電池組的整個(gè)充、放電過程進(jìn)行控制與管理。
[0060]步驟6所述板塊式集成動(dòng)力電池模組通過CAN總線與車體上的供電電池的標(biāo)準(zhǔn)化接口連接，使控制電路模塊與電池管理系統(tǒng)BMS通信獲取電池信息。
[0061]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，采用創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝將內(nèi)部各結(jié)構(gòu)高度集成化制作于一體，其一致性與集成度高，體積小，節(jié)省空間，重量輕，方便更換與搬運(yùn)。其內(nèi)部設(shè)置的感應(yīng)芯片和衛(wèi)星導(dǎo)航芯片及無線通訊模塊使其具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，并利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)該板塊式集成動(dòng)力電池模組的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，更有利于網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。使用太陽能充電模塊對(duì)電池組充電，既環(huán)保又節(jié)能。此外，其采用的新型超級(jí)電容器循環(huán)使用壽命長(zhǎng)且沒有“記憶效應(yīng)”；大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率高；功率密度高；充放電線路簡(jiǎn)單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)；超低特性好，檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出；且高耐壓，只要電壓穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)檫^度充電而對(duì)電池造成損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0063]附圖中，
[0064]圖1為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法的流程圖；
[0065]圖2為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]圖3為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的電池組的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0067]圖4為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組另一種電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖5為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的另一種電池組的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖6為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組電容器單體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖7為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組超級(jí)電容器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖8為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的電路連接示意圖；
[0072]圖9為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組太陽能充電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖
[0073]圖10為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖11為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組衛(wèi)星定位模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075]圖12為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組無線通訊模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076]圖13為本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0077]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其技術(shù)效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0078]本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，包括如下步驟:
[0079]步驟1、制作電池組200。
[0080]制作由圖2所示的電池單體2所組成的圖3所示的電池組200的步驟如下:
[0081]步驟101、提供一平面基板201。
[0082]優(yōu)選的，該平面基板201的材料為陶瓷。并于平面基板201的兩面形成金屬層以作電容用。優(yōu)選的，該金屬層選用金屬銅或鋁。所述平面基板201劃分成數(shù)個(gè)基板單元，每一個(gè)基板單元的面積為形成一個(gè)電池單體所需要的面積。優(yōu)選的，該平面基板201的厚度為 10um 至 50mm。
[0083]步驟102、于平面基板201上形成預(yù)定圖案的絕緣層202。
[0084]形成該絕緣層202時(shí)直接在平面基板201上按預(yù)定圖案涂布絕緣層202，或先涂上一絕緣層，然后對(duì)該絕緣層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層202。優(yōu)選的，絕緣層202的材料選用聚酰亞胺。優(yōu)選的，該絕緣層202的厚度為10-15um。
[0085]步驟103、于預(yù)定圖案的絕緣層202上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203。
[0086]形成該導(dǎo)電層203時(shí)直接在絕緣層202上按預(yù)定圖案形成導(dǎo)電層203，或先形成金屬層，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203。優(yōu)選的，該導(dǎo)電層203的材料為金屬銅。優(yōu)選的，該導(dǎo)電層203的厚度為10-20um。
[0087]步驟104、提供含碳材料。
[0088]優(yōu)選的，所述含碳材料為碳漿。
[0089]步驟105、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203上形成預(yù)定圖案的含碳材料層204，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層203與含碳材料層204共同形成負(fù)極205。
[0090]形成該含碳材料層204時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布含碳材料層204，或先涂布一層含碳材料，然后對(duì)該層含碳材料進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的含碳材料層204。優(yōu)選的，該含碳材料層204的厚度為0.21-0.23cm。
[0091]步驟106、于負(fù)極205上形成預(yù)定圖案的隔膜206。
[0092]所述隔膜206按預(yù)定圖案涂布設(shè)置，或先涂布一層隔膜，然后對(duì)該隔膜進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的隔膜206。優(yōu)選的，該隔膜206的厚度為15-25um。
[0093]步驟107、提供鋰酸鹽混合物。
[0094]優(yōu)選的，該鋰酸鹽混合物為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、或鎳鈷錳酸鋰的混合物。
[0095]步驟108、于隔膜206上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層207。
[0096]形成該鋰酸鹽混合物層207時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布鋰酸鹽混合物層207，或先涂布一層鋰酸鹽混合物，然后對(duì)該層鋰酸鹽混合物進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層207。優(yōu)選的，該鋰酸鹽混合物層207的厚度為0.20-0.23cm。
[0097]步驟109、于鋰酸鹽混合物層207上形成預(yù)定圖案的金屬層208，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層207與金屬層208共同形成正極209。
[0098]形成該金屬層208時(shí)按預(yù)定圖案直接形成金屬層208于鋰酸鹽混合物層207上，或先形成金屬層于鋰酸鹽混合物層207上，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的金屬層208。優(yōu)選的，該金屬層208的材料為金屬鋁。優(yōu)選的，該金屬層208的厚度為10_20um。
[0099]步驟110、在正極209上形成預(yù)定圖案的絕緣層210。
[0100]優(yōu)選的，絕緣層210的材料為聚酰亞胺。形成該絕緣層210時(shí)按預(yù)定圖案直接在金屬層208上涂一層聚酰亞胺，或先在金屬層208上涂布一層聚酰亞胺，然后對(duì)聚酰亞胺層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層210。優(yōu)選的，該絕緣層210的厚度為10-15um。
[0101]步驟111、所述負(fù)極205、隔膜206、正極209及絕緣層210共同構(gòu)成電池單體2，根據(jù)預(yù)定電池單體2的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103 — 110的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟103 - 110。
[0102]步驟112、向隔膜添加電解液211。
[0103]具體地，通過浸泡或注入電解液的方式向隔膜206添加電解液211。
[0104]步驟113、將數(shù)個(gè)電池單體(2)串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組200。
[0105]上述圖案化處理，可以根據(jù)需要采用現(xiàn)有工藝形成預(yù)定圖案的絕緣層，比如微影、蝕刻工藝等。
[0106]上述形成導(dǎo)電層或金屬層，可以采用現(xiàn)有工藝來處理，例如化學(xué)氣相沉積或蒸鍍坐寸ο
[0107]步驟I所述的電池組200還可以由圖4所示結(jié)構(gòu)的電池單體W組成，制作由圖4所示的電池單體所組成的圖5所示的電池組200'的步驟如下。
[0108]步驟1P、提供一平面基板20P。
[0109]優(yōu)選的，該平面基板201'的材料為陶瓷。并于平面基板201'的兩面形成金屬層以作電容用。優(yōu)選的，該金屬層為金屬銅或鋁。所述平面基板201'劃分成數(shù)個(gè)基板單元，每一個(gè)基板單元的面積為形成一個(gè)電池單體所需要的面積。優(yōu)選的，該平面基板201的厚度為 10um 至 50mm。
[0110]步驟102'、于平面基板(201')上形成預(yù)定圖案的絕緣層202'。
[0111]形成該絕緣層202'時(shí)直接在平面基板201'上按預(yù)定圖案涂布絕緣層202'，或先涂上一絕緣層，然后對(duì)該絕緣層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層202'。優(yōu)選的，絕緣層202'的材料為聚酰亞胺材料。優(yōu)選的，該絕緣層202'的厚度為10-15um。
[0112]步驟103'、于預(yù)定圖案的絕緣層202'上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203'。
[0113]形成該導(dǎo)電層203'時(shí)直接在絕緣層202'上按預(yù)定圖案形成導(dǎo)電層203'，或先形成金屬層，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203'。優(yōu)選的，導(dǎo)電層203'的材料為金屬銅。優(yōu)選的，該導(dǎo)電層203'的厚度為10-20um。
[0114]步驟104'、提供含碳材料。
[0115]優(yōu)選的，所述含碳材料為碳漿。
[0116]步驟105'、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層203'上形成預(yù)定圖案的含碳材料層204'，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層203'與含碳材料層204'共同形成負(fù)極205'。
[0117]形成該含碳材料層204'時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布含碳材料層204'，或先涂布一層含碳材料，然后對(duì)該層含碳材料進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的含碳材料層204'。優(yōu)選的，該含碳材料層204'的厚度為0.21-0.23cm。
[0118]步驟106'、于負(fù)極205'上形成預(yù)定圖案的固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)206'。
[0119]優(yōu)選的，該固體聚合物電解質(zhì)206'的厚度為30-40um。
[0120]步驟107'、提供鋰酸鹽混合物。
[0121]優(yōu)選的，該鋰酸鹽混合物為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、或鎳鈷錳酸鋰的混合物。
[0122]步驟1V、于固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)206'上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層 2(^。
[0123]形成該鋰酸鹽混合物層207'時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布鋰酸鹽混合物層207'，或先涂布一層鋰酸鹽混合物，然后對(duì)該層鋰酸鹽混合物進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層207'。優(yōu)選的，該鋰酸鹽混合物層207'的厚度為0.20-0.23cm。
[0124]步驟109'、于鋰酸鹽混合物層207'上形成預(yù)定圖案的金屬層208'，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層207,與金屬層208,共同形成正極209,。
[0125]形成該金屬層208'時(shí)按預(yù)定圖案直接形成金屬層208'在鋰酸鹽混合物層207'上，或先形成金屬層在鋰酸鹽混合物層207'上，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的金屬層208'。優(yōu)選的，該金屬層208'的材料優(yōu)為金屬鋁。優(yōu)選的，該金屬層208'的厚度為10-20um。
[0126]步驟110'、在正極209'上形成預(yù)定圖案的絕緣層210'。
[0127]優(yōu)選的，絕緣層210'的材料為聚酰亞胺。形成該絕緣層210'時(shí)按預(yù)定圖案直接在金屬層208'上涂一層聚酰亞胺，或先在金屬層208'上涂布一層聚酰亞胺，然后對(duì)聚酰亞胺層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層210'。優(yōu)選的，該絕緣層210'的厚度為10_15umo
[0128]步驟IIP、所述負(fù)極205 ^、固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)206 ^、正極20^及絕緣層210'共同構(gòu)成電池單體2'，根據(jù)預(yù)定電池單體2'的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103'-110'的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟103' — 110'。
[0129]步驟112'、將數(shù)個(gè)電池單體W串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組200。
[0130]上述圖案化處理，可以根據(jù)需要采用現(xiàn)有工藝形成預(yù)定圖案的絕緣層，比如微影、蝕刻工藝等。
[0131]上述形成導(dǎo)電層或金屬層，可以采用現(xiàn)有工藝來處理，例如化學(xué)氣相沉積或蒸鍍坐寸ο
[0132]步驟2、制作超級(jí)電容器300。
[0133]制作圖6所示的電容器單體3所組成的如圖7所示的超級(jí)電容器300的步驟2包含如下步驟。
[0134]步驟201、提供一平面基板301。
[0135]優(yōu)選的，該平面基板301的材料為陶瓷。所述平面基板301劃分成數(shù)個(gè)基板單元，每一個(gè)基板單元的面積為形成一個(gè)電容器單體所需要的面積。優(yōu)選的，該平面基板301的厚度為10um至50mm。
[0136]步驟202、于平面基板301上形成預(yù)定圖案的絕緣層302。
[0137]形成該絕緣層302時(shí)直接在平面基板301上按預(yù)定圖案涂布絕緣層302，或先涂上一絕緣層，然后對(duì)該絕緣層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層302。優(yōu)選的，絕緣層302的材料為聚酰亞胺。優(yōu)選的，該絕緣層302的厚度為10-15um。
[0138]步驟203、于預(yù)定圖案的絕緣層302上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層303。
[0139]形成該導(dǎo)電層303時(shí)直接在絕緣層302上按預(yù)定圖案形成導(dǎo)電層303，或先形成金屬層，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層303。優(yōu)選的，導(dǎo)電層303的材料為金屬銅或鋁。優(yōu)選的，該導(dǎo)電層303的厚度為10-20um。
[0140]步驟204、提供碳材料。
[0141]優(yōu)選的，所述碳材料層的材料為活性碳或碳納米管。
[0142]步驟205、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層303上形成預(yù)定圖案的第一碳材料層304，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層303與第一碳材料層304共同形成第一電極305。
[0143]形成該第一碳材料層304時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布，或先涂布一層碳材料，然后對(duì)該碳材料層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的第一碳材料層304。優(yōu)選的，該第一碳材料層304 的厚度為 0.21-0.23cm。
[0144]步驟206、于該第一電極305上形成預(yù)定圖案的隔膜306。
[0145]所述隔膜306按預(yù)定圖案涂布設(shè)置，或先涂布一層隔膜，然后對(duì)該隔膜進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的隔膜306。優(yōu)選的，該隔膜306的厚度為15-25um。
[0146]步驟207、提供碳材料。
[0147]優(yōu)選的，所述碳材料層的材料為活性碳或碳納米管。
[0148]步驟208、于隔膜306上形成預(yù)定圖案的第二碳材料層307。
[0149]形成該第二碳材料層307時(shí)直接按預(yù)定圖案涂布，或先涂布一層碳材料，然后對(duì)該碳材料層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的第二碳材料層307。
[0150]步驟209、于第二碳材料層307上形成預(yù)定圖案的金屬層308，然后加壓、烘干，該第二碳材料層307與金屬層308共同形成第二電極309。
[0151]形成該金屬層308時(shí)按預(yù)定圖案直接在第二碳材料層307上形成，或先形成金屬層在第二碳材料層307上，然后對(duì)該金屬層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的金屬層308。優(yōu)選的，所述金屬層308的材料為鋁或銅。優(yōu)選的，該金屬層308的厚度為10-20um。
[0152]步驟210、在該第二電極309上形成預(yù)定圖案的絕緣層310。
[0153]優(yōu)選的，絕緣層310的材料為聚酰亞胺。形成該絕緣層310時(shí)按預(yù)定圖案直接在金屬層308上涂一層聚酰亞胺，或先在金屬層308上涂布一層聚酰亞胺，然后對(duì)聚酰亞胺層進(jìn)行圖案化處理，形成預(yù)定圖案的絕緣層310。優(yōu)選的，該絕緣層310的厚度為10-15um。
[0154]步驟211、所述第一電極305、隔膜306、第二電極309及絕緣層310共同構(gòu)成電容器單體3，根據(jù)預(yù)定電容器單體3的層數(shù)，決定重復(fù)步驟203-210的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟203-210。
[0155]步驟212、向隔膜306添加電解液311。
[0156]具體地，通過浸泡或注入電解液的方式向隔膜306添加電解液311。
[0157]步驟213、將數(shù)個(gè)電容器單體3串聯(lián)或并聯(lián)連接形成超級(jí)電容器300。
[0158]上述圖案化處理，可以根據(jù)需要采用現(xiàn)有工藝形成預(yù)定圖案的絕緣層，比如微影、蝕刻工藝等。
[0159]上述形成導(dǎo)電層或金屬層，可以采用現(xiàn)有工藝來處理，例如化學(xué)氣相沉積或蒸鍍坐寸ο
[0160]所述超級(jí)電容器300充電10分鐘?Ih可達(dá)其額定容量的95%以上；所述超級(jí)電容器300深度充放電循環(huán)使用次數(shù)為10萬次?50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;所述超級(jí)電容器300大電流能量循環(huán)效率> 90%;所述超級(jí)電容器300功率密度為1.0?2.0度/kg ;所述超級(jí)電容器300溫度范圍為_50°C?+120°C;所述超級(jí)電容器300剩余電量可直接讀出；所述超級(jí)電容器300能耐電壓> 300V。
[0161]步驟3、提供控制電路模塊100、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊400、衛(wèi)星定位模塊500、無線通訊模塊600及里程計(jì)數(shù)器700。
[0162]所述物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊400包括RFID410、RFID讀寫器420、感應(yīng)芯片430 ;所述RFID410、RFID讀寫器420、感應(yīng)芯片430分別與控制電路模塊100電性連接；所述RFID讀寫器420可將與BMS通信獲取的電池信息寫入所述RFID410中。
[0163]所述衛(wèi)星定位模塊500內(nèi)設(shè)有衛(wèi)星導(dǎo)航芯片510，該衛(wèi)星導(dǎo)航芯片(510)與衛(wèi)星系統(tǒng)、移動(dòng)定位系統(tǒng)、及無線監(jiān)控中心通訊。
[0164]所述無線通訊模塊600包括GPRS單元610、WIFI單元620、藍(lán)牙單元630 ;所述GPRS單元610、WIFI單元620、藍(lán)牙單元630分別與控制電路模塊100電性連接；所述無線通訊模塊600可通過無線網(wǎng)絡(luò)向運(yùn)營(yíng)管理中心發(fā)送位置信息。
[0165]所述里程計(jì)數(shù)器700與控制電路模塊100電性連接，用來計(jì)量車輛里程信息。
[0166]步驟4、將所述電池組200、超級(jí)電容器300、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊400、衛(wèi)星定位模塊500、無線通訊模塊600及里程計(jì)數(shù)器700集成在一起并與控制電路模塊100電性連接。
[0167]步驟5、提供太陽能充電模塊800，并與所述電池組200電性連接，最終制成板塊式集成動(dòng)力電池模組。
[0168]所述太陽能充電模塊800包括暴露于車體外部的太陽能電池板810及與所述太陽能電池板810電性連接的太陽能充電控制器820 ;所述太陽能電池板810經(jīng)太陽能充電控制器820與電池組200電性連接。太陽能充電模塊800中的太陽能電池板810暴露于車體外部，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能對(duì)電池組200進(jìn)行充電。其中，通過電性連接于太陽能電池板810與電池組200之間的太陽能充電控制器820對(duì)電池組200的充電過程進(jìn)行過充、過放、反充、過流、過載保護(hù)。
[0169]步驟6、將所述板塊式集成動(dòng)力電池模組通過CAN總線與車體上的供電電池的標(biāo)準(zhǔn)化接口連接。
[0170]所述控制電路模塊100控制超級(jí)電容器300產(chǎn)生放電電流以對(duì)電池組200充電，該控制電路模塊100對(duì)電池組200的整個(gè)充、放電過程進(jìn)行控制與管理。
[0171]具體地，本發(fā)明板塊式集成動(dòng)力電池模組工作時(shí)，由控制電路模塊100與電池管理系統(tǒng)BMS通信獲取電池組200的相關(guān)信息，并由RFID讀寫器420將這些相關(guān)信息寫入RFID 410中，通過物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)芯片430實(shí)現(xiàn)智能化。衛(wèi)星定位模塊500內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片510與衛(wèi)星系統(tǒng)、移動(dòng)定位系統(tǒng)、及無線監(jiān)控中心通訊以獲得該板塊式集成動(dòng)力電池模組的具體位置。無線通訊模塊600通過無線網(wǎng)絡(luò)向運(yùn)營(yíng)管理中心發(fā)送該板塊式集成動(dòng)力電池模組的電池狀態(tài)、電量、位置、車輛里程等信息以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0172]所述控制電路模塊100控制超級(jí)電容器300產(chǎn)生放電電流以對(duì)電池組200充電，該控制電路模塊100對(duì)電池組200的整個(gè)充、放電過程進(jìn)行控制與管理。該超級(jí)電容器300比普通的電容器具有更大的電容，利用其特征可以對(duì)放電進(jìn)行控制，提供穩(wěn)定的電壓輸出，當(dāng)電動(dòng)汽車瞬間需要大電流時(shí)，超級(jí)電容器300在控制電路模塊100的控制下可瞬間產(chǎn)生大的放電電流，以滿足電動(dòng)汽車的需求，改善電動(dòng)汽車的性能，并且可避免電池組200輸出電流的激烈變化，延長(zhǎng)電池的壽命。當(dāng)電動(dòng)汽車勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能保持電流輸出穩(wěn)定。當(dāng)電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生能量回饋，在一般的充電設(shè)備中這部分能量將浪費(fèi)、不能夠利用，而本發(fā)明利用超級(jí)電容器300的特性，將這部分能量存儲(chǔ)收藏起來，并向電池組200進(jìn)行充電。
[0173]綜上所述，本發(fā)明提供的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，采用創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝將內(nèi)部各結(jié)構(gòu)高度集成化制作于一體，其一致性與集成度高，體積小，節(jié)省空間，重量輕，方便更換與搬運(yùn)。其內(nèi)部設(shè)置感應(yīng)芯片和衛(wèi)星導(dǎo)航芯片及無線通訊模塊使其具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，并利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)該板塊式集成動(dòng)力電池模組的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，更有利于網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。使用太陽能充電模塊對(duì)電池組充電，既環(huán)保又節(jié)能。此外，其采用的新型超級(jí)電容器循環(huán)使用壽命長(zhǎng)且沒有“記憶效應(yīng)”;大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率高；功率密度高；充放電線路簡(jiǎn)單，無需充電電池那樣的充電電路，安全系數(shù)高，長(zhǎng)期使用免維護(hù)；超低特性好，檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出；且高耐壓，只要電壓穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)檫^度充電而對(duì)電池造成損壞。由于超級(jí)電容器的使用，還可大大提高電動(dòng)汽車的續(xù)航能力和壽命，以及啟動(dòng)加速時(shí)間。
[0174]以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、制作電池組(200)； 步驟2、制作超級(jí)電容器(300)； 步驟3、提供控制電路模塊(100)、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊(400)、衛(wèi)星定位模塊(500)、無線通訊模塊(600)及里程計(jì)數(shù)器(700)； 步驟4、將所述電池組(200)、超級(jí)電容器(300)、物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊(400)、衛(wèi)星定位模塊(500)、無線通訊模塊(600)及里程計(jì)數(shù)器(700)集成在一起并與控制電路模塊(100)電性連接； 步驟5、提供太陽能充電模塊(800)，并與所述電池組(200)電性連接，最終制成板塊式集成動(dòng)力電池模組； 步驟6、將所述板塊式集成動(dòng)力電池模組通過CAN總線與車體上的供電電池的標(biāo)準(zhǔn)化接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，所述步驟I包括: 步驟101、提供一平面基板(201)； 步驟102、于平面基板(201)上形成預(yù)定圖案的絕緣層(202)； 步驟103、于預(yù)定圖案的絕緣層(202)上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(203)； 步驟104、提供含碳材料； 步驟105、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(203)上形成預(yù)定圖案的含碳材料層(204)，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層(203)與含碳材料層(204)共同形成負(fù)極(205)； 步驟106、于負(fù)極(205)上形成預(yù)定圖案的隔膜(206)； 步驟107、提供鋰酸鹽混合物； 步驟108、于隔膜(206)上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層(207)； 步驟109、于鋰酸鹽混合物層(207)上形成預(yù)定圖案的金屬層(208)，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層(207)與金屬層(208)共同形成正極(209)； 步驟110、在正極(209)上形成預(yù)定圖案的絕緣層(210)； 步驟111、所述負(fù)極(205)、隔膜(206)、正極(209)及絕緣層(210)共同構(gòu)成電池單體(2)，根據(jù)預(yù)定電池單體(2)的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103 — 110的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟 103 - 110 ； 步驟112、向隔膜添加電解液(211)； 步驟113、將數(shù)個(gè)電池單體(2)串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組(200)。
3.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，所述步驟I包括: 步驟101'、提供一平面基板(201')； 步驟102'、于平面基板(201')上形成預(yù)定圖案的絕緣層(202')； 步驟103'、于預(yù)定圖案的絕緣層(202')上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(203')； 步驟104'、提供含碳材料； 步驟105'、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(203')上形成預(yù)定圖案的含碳材料層(204')，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層(203')與含碳材料層(204')共同形成負(fù)極(205')； 步驟106'、于負(fù)極(205')上形成預(yù)定圖案的固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)(206')； 步驟107'、提供鋰酸鹽混合物； 步驟1V、于固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)(206^ )上形成預(yù)定圖案的鋰酸鹽混合物層(207;)； 步驟109'、于鋰酸鹽混合物層(207')上形成預(yù)定圖案的金屬層(208')，然后加壓、烘干，該鋰酸鹽混合物層(207')與金屬層(208')共同形成正極(209')； 步驟110'、在正極(209')上形成預(yù)定圖案的絕緣層(210')； 步驟11Γ、所述負(fù)極(205')、固態(tài)或膠態(tài)聚合物電解質(zhì)(206')、正極(209')及絕緣層(210')共同構(gòu)成電池單體(2')，根據(jù)預(yù)定電池單體(2')的層數(shù)，決定重復(fù)步驟103' —110'的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟103' — 110'； 步驟112'、將數(shù)個(gè)電池單體(2')串聯(lián)或并聯(lián)連接形成電池組(200)。
4.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，所述步驟2包括: 步驟201、提供一平面基板(301)； 步驟202、于平面基板(301)上形成預(yù)定圖案的絕緣層(302)； 步驟203、于預(yù)定圖案的絕緣層(302)上形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(303)； 步驟204、提供碳材料； 步驟205、于預(yù)定圖案的導(dǎo)電層(303)上形成預(yù)定圖案的第一碳材料層(304)，然后加壓、烘干，該導(dǎo)電層(303)與第一碳材料層(304)共同形成第一電極(305)； 步驟206、于該第一電極(305)上形成預(yù)定圖案的隔膜(306)； 步驟207、提供碳材料； 步驟208、于隔膜(306)上形成預(yù)定圖案的第二碳材料層(307)； 步驟209、于第二碳材料層(307)上形成預(yù)定圖案的金屬層(308)，然后加壓、烘干，該第二碳材料層(307)與金屬層(308)共同形成第二電極(309)； 步驟210、在該第二電極(309)上形成預(yù)定圖案的絕緣層(310)； 步驟211、所述第一電極(305)、隔膜(306)、第二電極(309)及絕緣層(310)共同構(gòu)成電容器單體(3)，根據(jù)預(yù)定電容器單體(3)的層數(shù)，決定重復(fù)步驟203-210的次數(shù)，然后按次數(shù)依次重復(fù)步驟203-210 ； 步驟212、向隔膜(306)添加電解液(311)； 步驟213、將數(shù)個(gè)電容器單體(3)串聯(lián)或并聯(lián)連接形成超級(jí)電容器(300)。
5.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，步驟2所述超級(jí)電容器(300)充電10分鐘?Ih可達(dá)其額定容量的95%以上；所述超級(jí)電容器(300)深度充放電循環(huán)使用次數(shù)為10萬次?50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;所述超級(jí)電容器(300)大電流能量循環(huán)效率> 90% ;所述超級(jí)電容器(300)功率密度為1.0?2.0度/kg ;所述超級(jí)電容器(300)溫度范圍為-50°C?+120°C;所述超級(jí)電容器(300)剩余電量可直接讀出；所述超級(jí)電容器(300)能耐電壓彡300V。
6.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，步驟4所述物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)模塊(400)包括RFID(410)、RFID讀寫器(420)、感應(yīng)芯片(430);所述RFID (410)、RFID讀寫器(420)、感應(yīng)芯片(430)分別與控制電路模塊(100)電性連接；所述RFID讀寫器(420)可將與BMS通信獲取的電池信息寫入所述RFID (410)中； 所述衛(wèi)星定位模塊(500)內(nèi)設(shè)有衛(wèi)星導(dǎo)航芯片(510)，該衛(wèi)星導(dǎo)航芯片(510)與衛(wèi)星系統(tǒng)、移動(dòng)定位系統(tǒng)、及無線監(jiān)控中心通訊； 所述無線通訊模塊(600)包括GPRS單元^10)、WIFI單元￠20)、藍(lán)牙單元￠30);所述GPRS單元(610)、WIFI單元(620)、藍(lán)牙單元(630)分別與控制電路模塊(100)電性連接；所述無線通訊模塊(600)可通過無線網(wǎng)絡(luò)向運(yùn)營(yíng)管理中心發(fā)送位置信息； 所述里程計(jì)數(shù)器(700)與控制電路模塊(100)電性連接，用來計(jì)量車輛里程信息。
7.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，步驟5所述太陽能充電模塊(800)包括暴露于車體外部的太陽能電池板(810)及與所述太陽能電池板(810)電性連接的太陽能充電控制器(820);所述太陽能電池板(810)經(jīng)太陽能充電控制器(820)與電池組(200)電性連接。
8.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組，其特征在于，步驟4所述控制電路模塊(100)控制超級(jí)電容器(300)產(chǎn)生放電電流以對(duì)電池組(200)充電，該控制電路模塊(100)對(duì)電池組(200)的整個(gè)充、放電過程進(jìn)行控制與管理。
9.如權(quán)利要求1所述的板塊式集成動(dòng)力電池模組的制作方法，其特征在于，步驟6所述板塊式集成動(dòng)力電池模組通過CAN總線與車體上的供電電池的標(biāo)準(zhǔn)化接口連接，使控制電路模塊(100)與電池管理系統(tǒng)BMS通信獲取電池信息。
【文檔編號(hào)】H01M10/46GK104377380SQ201410478516
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】桂松, 徐榮, 常嘉興, 黃進(jìn)清 申請(qǐng)人:鴻源控股有限公司