【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双极电池总成本申请要求于2011年10月24日提交的,美国临时申请号61/550,657的权益,其内容通过引用合并至本文中以用于所有目的。
本专利技术总体上涉及一种双极电池总成、制备该总成的方法以及使用该总成的方法。
技术介绍
双极性电池是本领域已知的,参见专利技术人Tatematsu的美国专利US2009/0042099,其通过弓I用整体合并入本文。双极性电池优于其他电池设计,例如可扩展性、相对较高的能量密度、高功率密度和设计的灵活性。双极性电池包括多个双极板和两个单极端板。双极板包括双面薄片形式的衬底,其在一面上具有阴极材料,通常被称为正极活性物质(PAM),而在相对的面上为阳极材料,通常被称为负极活性物质(NAM)。在衬底和阳极材料或阴极材料之间可设置有一导电片。双极板设置成堆叠,使得一个极板的阳极材料朝向下一个极板的阴极材料。在大多数总成中,相邻的极板之间设有一电池分隔器,其允许电解质从阴极材料流至阳极材料。电解质设置在极板之间的空间,其为允许电子和离子在阳极和阴极材料之间流动的材料。带有分隔器的双极板的相邻表面与设置在极板之间的电解质形成一电化学电池,其中电子和离子在阳极材料和阴极材料之间交换。该电池的结构被布置成使得由双极板所形成的每个单元是密封的,以防止电解质流出所述单元。在许多设计中,这是通过延伸衬底超出在所有面上阴极材料和阳极材料沉积的部分来实现的。用于密封每个电化学电池单元的结构,与极板的在其衬底上不具有阳极或阴极材料的部分接触。此外,电池分隔器可延伸超出衬底的设置有阴极材料和阳极材料的部分,以帮助密封电池单元。每个单元都有一个 ...
【技术保护点】
一种制品,包括:a)一个或多个电池极板堆叠,其包括一个或多个双极板,该双极板包括衬底,所述衬底的一个表面上具有一阳极而在其相反的表面上具有一阴极,所述电池极板堆叠还包括在一个表面上沉积有阴极的单极板和在一个表面上沉积有阳极的单极板,其中该双极板设置为,使该极板的沉积有阴极的表面面向另一极板的沉积有阳极的表面,以及该单极板位于每一电池极板堆叠的两端;b)位于每一极板之间的分隔器和液体电解质;所述制品还包括以下特征中的一个或多个:1)c)所述的一个或多个电池极板堆叠具有多个通道,所述通道横切地穿过极板上沉积有阴极和/或阳极的部分;以及d)i)一个或多个围绕所述通道周缘的密封,其防止液体电解质漏入至所述通道中,以及位于所述通道的一个或多个中的支柱,其每一端部具有一覆叠部分,该覆叠部分覆盖通道和单极板外部的密封表面,该覆叠部分与用于横切通道的孔相邻,该覆叠部分还施加压力至单极板的密封表面上,其中该压力足以抵抗在电化学电池单元的装配和操作期间由所述电池极板堆叠所产生的压力,或ii)位于一个或多个通道中的支柱,其每一端部具有覆盖通道和单极板外部的密封表面的部分,所述部分与用于横切通道的孔相邻,以及 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.24 US 61/550,6571.一种制品,包括: a) 一个或多个电池极板堆叠,其包括一个或多个双极板,该双极板包括衬底,所述衬底的一个表面上具有一阳极而在其相反的表面上具有一阴极,所述电池极板堆叠还包括在一个表面上沉积有阴极的单极板和在一个表面上沉积有阳极的单极板,其中该双极板设置为,使该极板的沉积有阴极的表面面向另一极板的沉积有阳极的表面,以及该单极板位于每一电池极板堆叠的两端; b)位于每一极板之间的分隔器和液体电解质; 所述制品还包括以下特征中的一个或多个: 1)c)所述的一个或多个电池极板堆叠具有多个通道,所述通道横切地穿过极板上沉积有阴极和/或阳极的部分;以及 d)i) 一个或多个围绕所述通道周缘的密封,其防止液体电解质漏入至所述通道中,以及位于所述通道的一个或多个中的支柱,其每一端部具有一覆叠部分,该覆叠部分覆盖通道和单极板外部的密封表面,该覆叠部分与用于横切通道的孔相邻,该覆叠部分还施加压力至单极板的密封表面上,其中该压力足以抵抗在电化学电池单元的装配和操作期间由所述电池极板堆叠所产生的压力,或ii)位于一个或多个通道中的支柱,其每一端部具有覆盖通道和单极板外部的密封表面的部分,所述部分与用于横切通道的孔相邻,以及施加压力至单极板的密封表面上,其中该压力足以抵抗在电化学电池单元的装配和操作期间由所述电池极板堆叠所产生的压力,其中该支柱由任何能够耐受曝露于电解质的材料制造,以及其中该支柱防止电解质进入至通道中; 2)c)包括热塑性聚合物的薄膜,其设置为围绕极板堆叠边缘的整个周缘,以形成围绕极板边缘的周缘的密封,该密封防止电解质流至极板堆叠外; 3)其中分隔器为一薄片的形式,该分隔器使其周缘粘附至一框架,其中该框架适配为与电池极板的衬底的周缘相邻;以及 4)c)一集成的通道,其与排气孔连通,该排气孔与电化学电池单元连通。2.根据权利要求1所述的制品,其中所述单极板和双极板的衬底包括由热塑性聚合物制成的薄片。3.根据权利要求1或2所述的制品,其中围绕极板堆叠的整个周缘设置有包括热塑性聚合物的薄膜,以形成围绕极板边缘的密封,该密封防止电解质流至极板堆叠外。4.根据权利要求1-3任一项所述的制品,其中所述制品包括围绕横切通道周缘的密封,以及包括一个或多个薄膜。5.根据权利要求1-4任一项所述的制品,其中所述制品不包括围绕横切通道周缘的密封,所述支柱包括,当其暴露于电解质时,保持其结构完整性的材料,该材料为非导电的且密封横切通道,以防止电解质进入至该通道内。6.根据权利要求1-5任一项所述的制品,其中所述覆叠部分由支柱的端部上的螺帽和/或螺栓头形成,或由模制的热塑性聚合物形成。7.根据权利要求1-6任一项所述的制品,其中所述双极板包括聚合物衬底,其具有多个穿过该衬底的开口,每一开口与衬底的两面连通,其中该开口中的一个或多个填充有导电材料,所述导电材料与衬底的两面均有接触。8.根据权利要求1-7任一项所述的制品,其中所述制品进一步包括一个...
【专利技术属性】
技术研发人员:E·O·谢弗二世,D·霍布迪,
申请(专利权)人:高级电池概念有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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