高压能量模块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高压能量模块，包括至少两个浸有电解液的裸电芯，每相邻两个裸电芯之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯间相串联，其中一个裸电芯的正极膜上连接有正极导电接线片，其中另外一个裸电芯的负极膜上连接有负极导电接线片；本发明专利技术还公开了上述高压能量模块的制备方法，包括堆叠制备裸电芯、堆叠裸电芯、裸电芯串联、连接导电连接片、浸泡电解液及激活等步骤。本发明专利技术所提供的高压能量模块结构简单，其制备成本低，且安全性高，生产工艺简单，适合大规模工业生产和推广应用。本发明专利技术的制备方法适用于制备高压能量模块，所制的高压能量模块适用于新能源汽车及各种化学储能。模块适用于新能源汽车及各种化学储能。模块适用于新能源汽车及各种化学储能。

【技术实现步骤摘要】
高压能量模块及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池制备
，涉及锂离子电池结构及辅助材料体系，具体地说是一种高压能量模块及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前国内外锂离子电池均采用将裸体电芯注液封装单体化成制备成低电压容量单元——单体电芯，再将单体电芯分容、分组后串并联制成高压电池包，工艺复杂、效率低下、零部件耗材用量大。锂离子电池作为能量聚集体，安全性能差、能量密度低、制造成本高、循环寿命短已成普遍问题。为解决锂离子电池的安全性能差的问题，国内外技术研究一直致力于将外包装加固、密封、阻燃、热管理等方法，工艺复杂，辅助耗材用量大，生产成本高。
[0003]电池充放电的原理就是电池材料的电化学反应，输入输出电流加大，电化学反应就会加剧，这就引发了安全性的问题，若是短时间内释放全部能量，就可能导致燃爆。因此，想要将外包装加固、密封、阻燃、热管理当作提高安全性能和降低制造成本的手段是不可能的，也是不现实的，而且还会极大地缩小锂离子电池的可适用范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的，是要提供一种高压能量模块及其制备方法，以实现简化结构，提高安全性，降低成本，适应工业大规模生产。
[0005]本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方法如下：一种高压能量模块，它包括至少两个浸有电解液的裸电芯，记为N1、N2、N3、
……
、N
m
（m≥2）；裸电芯N
p
（1≤p≤m
‑
1）和裸电芯N
p+1
之间通过绝缘层连接于一体；每一裸电芯为由正极膜、负极膜以及夹持于相应裸电芯正极膜与负极膜之间的隔离膜经折叠、堆叠或卷绕而成的一体式结构；裸电芯N
x
（1≤x≤m）的正极膜上连接有正极导电接线片；裸电芯N
y
（1≤y≤m且y≠x）的负极膜上连接有负极导电接线片；非裸电芯N
x
和非裸电芯N
y
的裸电芯N
q
（1≤q≤m且q≠x、q≠y）的正极膜，都必须与且只与非裸电芯N
y
的其它一个裸电芯N
r
（1≤r≤m且r≠q、r≠y）的负极膜电连接；并且，裸电芯N
q
的负极膜都必须与且只与非裸电芯N
x
的其它一个裸电芯N
s
（1≤s≤m且s≠q、s≠x）的正极膜电连接。
[0006]作为限定：所述高压能量模块还包括带有内腔的绝缘外壳，所述裸电芯N1～N
m
于所述内腔内依次两两相邻堆叠分布。
[0007]作为进一步限定：裸电芯N1上表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯N
m
下表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，所述正极导电接线片连接于裸电芯N1的正极膜上；所述负极导电接线片连接于裸电芯N
m
的负极膜上；
裸电芯N2～N
m
的每一相应正极膜，分别和与其相邻的裸电芯N1～N
m－1
的相应负极膜电连接，而使所有裸电芯N1～N
m
间成串联于一体的结构。
[0008]作为另一种限定：裸电芯N
m
上表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯N1下表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，所述正极导电接线片连接于裸电芯N
m
的正极膜上；所述负极导电接线片连接于裸电芯N1的负极膜上；裸电芯N1～N
m
‑1的每一相应正极膜，分别和与其相邻的裸电芯N2～N
m
的相应负极膜电连接，而使所有裸电芯N1～N
m
间成串联于一体的结构。
[0009]作为限定：绝缘层为阻燃复合绝缘双面胶带结构，弹性形变量为3～75%，介电强度大于或等于500V。
[0010]作为进一步限定：电连接为由导电联接片将相应正极膜和负极膜间相连接；导电联接片、正极导电接线片及负极导电接线片，均为电子良导体；正极导电接线片或负极导电接线片，与相应的正极膜之间或与相应的负极膜之间，通过导电树脂胶粘接于一体；导电联接片与相应的正极膜之间或与相应的负极膜之间，通过导电树脂胶粘接于一体，或者，通过超声焊焊接与一体，或者通过铆钉铆接于一体。
[0011]作为更进一步限定：绝缘外壳包括紧贴且包裹所有裸电芯的绝缘胶带内层和紧贴且包裹绝缘胶带的铝箔胶带外层，绝缘胶带内层为PP、PE或PET材质的结构，铝箔胶带外层为铝箔材质的结构。
[0012]本专利技术还提供了上述高压能量模块的一种制备方法，该制备方法包括依次进行的以下步骤：S1、将每一裸电芯的正极膜、负极膜以及夹持于相应裸电芯正极膜与负极膜之间的隔离膜通过堆叠制备出相应的裸电芯N1、N2、N3、
……
、N
m
（m≥2）；S2、裸电芯N
p
（1≤p≤m
‑
1）和裸电芯N
p+1
之间通过绝缘层连接于一体，进行堆叠；S3、将除裸电芯N
x
和裸电芯N
y
以外的所有裸电芯中，每一裸电芯的正极膜都必须和除裸电芯N
y
以外其它一个裸电芯的负极膜电连接，并且每一裸电芯正极膜的电连接关系仅有一个；除裸电芯N
x
和裸电芯N
y
以外的裸电芯中，每一裸电芯的负极膜都必须和除裸电芯N
x
以外其它的一个裸电芯的正极膜电连接，并且每一裸电芯负极膜的电连接关系仅有一个，实现裸电芯之间的串联；S4、裸电芯N
x
的正极膜上连接一个正极导电接线片，裸电芯N
y
的负极膜上连接一个负极导电接线片；S5、将堆叠的所有裸电芯浸泡电解液，正极导电接线片和负极导电接线片与高压充放电柜连接后激活裸电芯的正极膜和负极膜，即得高电压能量模块。
[0013]本专利技术由于采用了上述方案，与现有技术相比，所取得的有益效果是：（1）本专利技术提供的高压能量模块，通过裸电芯之间依次两两相邻布置且依次串联，并通过绝缘外壳封装，结构简单，零部件耗材用量少，降低了制造成本；通过在相邻的两个裸电芯之间设置阻燃复合绝缘双面胶带结构，有效地避免了高压能量模块燃烧现象的出现；绝缘外壳通过采用绝缘胶带内层和铝箔胶带外层的双层结构，有效地避免的高压能量模块爆炸现象的出现，安全性高，适合大规模工业生产和推广应用；（2）本专利技术提供的高压能量模块的制备方法，生产工艺简单，适合大规模工业生产和推广应用。
[0014]本专利技术的制备方法适用于制备高压能量模块，所制的高压能量模块适用于新能源汽车及各种化学储能。
附图说明
[0015]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作更进一步详细说明。
[0016]图1为本专利技术实施例1所制高压能量模块的剖面结构示意图；图2为图1中每一裸电芯的结构示意图；图中：1、绝缘外壳；2、正极导电接线片；3、绝缘层；41、正极膜；42、隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压能量模块，其特征在于：它包括至少两个浸有电解液的裸电芯，记为N1、N2、N3、
……
、N
m
（m≥2）；裸电芯N
p
（1≤p≤m
‑
1）和裸电芯N
p+1
之间通过绝缘层连接于一体；每一裸电芯为由正极膜、负极膜以及夹持于相应裸电芯正极膜与负极膜之间的隔离膜经折叠、堆叠或卷绕而成的一体式结构；裸电芯N
x
（1≤x≤m）的正极膜上连接有正极导电接线片；裸电芯N
y
（1≤y≤m且y≠x）的负极膜上连接有负极导电接线片；非裸电芯N
x
和非裸电芯N
y
的裸电芯N
q
（1≤q≤m且q≠x、q≠y）的正极膜，都必须与且只与非裸电芯N
y
的其它一个裸电芯N
r
（1≤r≤m且r≠q、r≠y）的负极膜电连接；并且，裸电芯N
q
的负极膜都必须与且只与非裸电芯N
x
的其它一个裸电芯N
s
（1≤s≤m且s≠q、s≠x）的正极膜电连接。2.根据权利要求1所述的高压能量模块，其特征在于：所述高压能量模块还包括带有内腔的绝缘外壳，所述裸电芯N1～N
m
于所述内腔内依次两两相邻堆叠分布。3.根据权利要求2所述的高压能量模块，其特征在于：裸电芯N1上表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯N
m
下表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，所述正极导电接线片连接于裸电芯N1的正极膜上；所述负极导电接线片连接于裸电芯N
m
的负极膜上；裸电芯N2～N
m
的每一相应正极膜，分别和与其相邻的裸电芯N1～N
m－1
的相应负极膜电连接，而使所有裸电芯N1～N
m
间成串联于一体的结构。4.根据权利要求2所述的高压能量模块，其特征在于：裸电芯N
m
上表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯N1下表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，所述正极导电接线片连接于裸电芯N
m
的正极膜上；所述负极导电接线片连接于裸电芯N1的负极膜上；裸电芯N1～N
m
‑1的每一相应正极膜，分别和与其相邻的裸电芯N2～N
m
的相应负极膜电连接，而使所有裸电芯N1～N
m
间成串联于一体的结构。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的高压能量模块，其特征在于：所述绝缘层为阻燃复合绝缘双面胶带结构，弹性形变量为3～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫润东，
申请(专利权)人：王卫润东，
类型：发明
国别省市：