[發明專利]具有內置密封裝置的集電器、包括該集電器的雙極電池以及用于制造該電池的方法

有效

• 申請號: 201380062885.1
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104854733B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 瑪麗安娜·沙米;伊萬·雷尼爾
• 申請（專利權）人: 原子能與替代能源委員會
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/70;H01M4/75;H01M10/04;H01M10/052;H01M10/0587
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華,何月華

1.一種雙極電池，所述雙極電池包括一個卷繞在另一個上的至少兩個電化學電池元(C₁，C₂)和至少一個沿著縱軸細長形的裝置(1)，所述裝置(1)包括帶部，所述帶部包括至少部分導電的中央部(10)和至少兩個側外圍部(22_l，23，23_P)，所述中央部(10)形成集電器，所述集電器的兩個正面覆蓋有由鋰離子插入材料制成的電極，所述至少兩個側外圍部(22_l，23，23_P)連接至所述中央部且橫切所述縱軸延伸，所述側外圍部由包括至少一種聚合物的電絕緣材料制成，所述兩個側外圍部中的至少一者的絕緣材料能夠彈性地或可塑地變形，所述兩個側外圍部中的所述一者的尺寸還被限定成允許該側外圍部在所述帶部圍繞卷繞軸卷繞期間的變形而不發生破裂，所述卷繞軸橫切所述縱軸且接近所述兩個側外圍部中的另一者，

其中，由電絕緣材料制成的兩個側外圍部(22_l，23，23_P)形成對所述兩個電池元的電解質的壁密封的外圍區域，所述外圍區域環繞所述兩個電池元。

2.如權利要求1所述的雙極電池，能夠變形的絕緣材料的主要聚合物可以選自聚烯烴、丁腈橡膠(NBR)和丁苯橡膠(SBR)。

3.如權利要求2所述的雙極電池，所述聚烯烴選自聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。

4.如權利要求1所述的雙極電池，導電部分由至少一個金屬片組成，由絕緣材料制成的所述側外圍部被密封至所述金屬片。

5.如權利要求4所述的雙極電池，所述金屬片被密封至由能夠變形的電絕緣材料制成的單個框架(23)，所述框架完全地環繞所述金屬片。

6.如權利要求4所述的雙極電池，所述金屬片分別被密封至從前方看為U形的由電絕緣材料制成的框架以及由能夠變形的材料制成的所述側外圍部，所述框架環繞所述金屬片，除了尺寸設定成用于變形的所述側外圍部外。

7.如權利要求1所述的雙極電池，所述帶部由能夠變形的電絕緣材料制成，導電部分由嵌入所述帶部中的導電顆粒組成。

8.如權利要求7所述的雙極電池，所述帶部通過不導電的顆粒在其外圍機械地加固，除了尺寸設定成用于變形的所述側外圍部外。

9.一種生產包括一個卷繞在另一個上的至少兩個電化學電池元(C₁，C₂)的雙極電池的方法，所述方法包括以下步驟：

a)生產兩個沿著縱軸細長形的裝置(1)，所述裝置(1)包括帶部，所述帶部包括至少部分導電的中央部(10)和至少兩個側外圍部(22_l，23，23_P)，所述中央部(10)形成集電器，所述集電器的兩個正面覆蓋有由鋰離子插入材料制成的電極，所述至少兩個側外圍部(22_l，23，23_P)連接至所述中央部且橫切所述縱軸延伸，所述側外圍部由包括至少一種聚合物的電絕緣材料制成，所述兩個側外圍部中的至少一者的絕緣材料能夠彈性地或可塑地變形，所述兩個側外圍部中的所述一者的尺寸還被限定成允許該側外圍部在所述帶部圍繞卷繞軸卷繞期間的變形而不發生破裂，所述卷繞軸橫切所述縱軸且接近所述兩個側外圍部中的另一者，使得：

-所述裝置中的一者的導電部分的兩個面覆蓋有由鋰離子插入材料制成的陽極(12)；以及

-所述裝置中的另一者的導電部分的兩個面覆蓋有由鋰離子插入材料制成的陰極(11)；

b)通過插入第一分隔件堆疊所述兩個裝置，通過插入的堆疊如此執行，使得兩個所述的裝置中的一者的陽極面對另一所述的裝置的陰極，所述陽極和所述陰極被所述第一分隔件隔開；

c)僅在一個靠著另一個堆疊的所述兩個裝置的帶部的側外圍部(23，23_P)之間進行密封，因此限定堆疊體(25)的兩個密封部；

d)將所述堆疊體的密封部中的一者固定至卷繞芯(26)，使得它的軸形成橫切所述帶部的縱軸的卷繞軸；以及

e)圍繞所述卷繞軸、沿著所述縱軸的方向卷繞所述堆疊體(25)，所述堆疊體的未固定至所述芯的密封部(23_P)被保持。