[發明專利]一種雙極性電池堆以及注液排氣式雙極性電池

有效

• 申請號: 202010017248.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113097641B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張永明;朱峰;王馨;王玉偉;趙慧永;張彬;陳永翀
• 申請（專利權）人: 北京好風光儲能技術有限公司
• 主分類號: H01M50/308
• 分類號: H01M50/308;H01M50/609;H01M50/618;H01M10/04
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種雙極性電池堆，該雙極性電池堆通過在每個電池單元中設置注排密封部，且注排密封部的高度大于電池單元的高度，解決了傳統雙極性電池堆由于層間間距狹小所帶來的注液、補液或排氣困難等問題。本發明進一步提供一種注液排氣式雙極性電池，其包括本發明的雙極性電池堆和一種可拆裝式注液排氣裝置，該可拆裝式注液排氣裝置能夠固定安裝在本發明的雙極性電池堆的一側或多側，使可拆裝式注液排氣裝置的各個連通孔與各個電池單元的注排密封部的注排端口對接，從而實現對雙極性電池堆的各個電池單元更有效的統一注液和安全排氣。

技術領域

本發明涉及電池領域，具體地涉及一種雙極性電池堆以及一種注液排氣式雙極性電池。

背景技術

雙極性電池的電池堆由兩個單極性電極片、若干個雙極性電極片、隔離層和電解液組成。雙極性電極片是指在雙極性集流體兩側分別涂覆正極材料層和負極材料層后具有兩個極性的電極片，單極性電極片是指在單極性集流體一側涂覆正極材料層或負極材料層后具有單極性的電極片。由于雙極性電池堆的電池單元由集流體、正極材料層、隔離層、負極材料層和另一集流體構成，每個電池單元都是一個獨立的電化學結構，因而可以通過增加雙極性電極片的數量來增加電池單元的個數，進而提高電池的總體電壓。雙極性電池具有電池單元之間電阻能耗小、電極表面電流和電位分布均勻、電池充放電速度快等優勢，因此適用于電動汽車、電力調頻等領域。

然而，目前的雙極性電池堆通過將規則的單/雙極性電極片層疊，相鄰電極片之間的間距很小(不到1mm)，這將增大層疊后的雙極性電池堆注液或排氣結構設計上的困難，并且隨著電池不斷的充放電，電池單元內部的電解液逐漸消耗而不能得到及時補充，影響電池倍率性能和循環性能。

另一方面，在層疊雙極性電池堆時，通常采用的注液方式為對每個電極片的正極材料層和負極材料層進行表面單獨灌注，再完成整體電池密封，這樣大大降低了注液效率和一致性。另外，雙極性電池在化成和運行期間，由于正極材料層和負極材料層的膨脹和收縮會產生顯著的內壓，同時電解液的副反應不斷釋放氣體和熱量，這使電池單元中可能產生更高的壓力，導致電池單元四周的密封框破壞，進而促使電解液泄露而造成電池單元之間發生液接短路。

發明內容

本發明提供一種雙極性電池堆，該雙極性電池堆通過在每個電池單元中設置注排密封部，且注排密封部的高度大于電池單元的高度，解決了傳統雙極性電池堆由于層間間距狹小所帶來的注液、補液或排氣困難等問題，另一方面，通過在本發明的雙極性電池堆的一側或多側的各個電池單元的注排密封部上固定安裝可拆裝式注液排氣裝置，實現對雙極性電池堆的各個電池單元的統一注液和均衡壓力，并且當電池單元內部的氣體壓力過大時，可使氣體順利排出至可拆裝式注液排氣裝置中，同時也防止電池單元之間可能發生的液接短路，從而實現雙極性電池堆更高效的注液和排氣。

本發明提供的技術方案如下：

一種雙極性電池堆，雙極性電池堆包括多個電極片，每個電極片設有絕緣密封框、集流體以及覆于集流體上的電極材料層，多個電極片按照不同極性的電極材料層相對放置的順序上下串聯層疊，在相鄰的電極片之間設有隔離層，由相鄰的兩個集流體、兩個不同極性的電極材料層以及隔離層構成電池單元，絕緣密封框設置于電極片的四周邊緣并且將電池單元的四周邊緣進行絕緣密封。也就是說，雙極性電池堆的電極片由雙極性電極片、端面正極片和端面負極片組成。雙極性電極片包括雙極性集流體以及位于雙極性集流體兩側的正極材料層和負極材料層；端面正極片包括端面正極集流體和位于端面正極集流體一側的正極材料層；端面負極片包括端面負極集流體和位于端面負極集流體一側的負極材料層。雙極性電極片、端面正極片和端面負極片統稱為電極片，雙極性集流體、端面正極集流體和端面負極集流體統稱為集流體。