一种大容量单体电池及组装方法技术

本申请公开了一种大容量单体电池及组装方法，包括电芯组、电芯箱体、集流柱和热量控制装置，该电池的电芯组为叠片式或者卷绕式，所述电芯组的正极和负极分别位于电芯组相对的两个面，所述集流柱设置于电芯箱体外部，并通过连接件与电芯的正负极连接，所述集流柱不与电池的电解液接触，集流柱上设置热量控制装置。本申请的集流柱设置于电芯箱体的外部，不接触电芯箱体中的电解液，可有效控制电芯箱体的体积从而可以减少电解液的加注量和利用效率，避免了电解液过多以及集流柱过热使电解液失效引起的各种危险，同时将集流柱设置于电芯箱体外部可以很方便的对集流柱进行热量控制，同时电芯箱体还设置了运行保护装置以解决大容量电池运行过程中内部压力的变化引起的壳体鼓胀，材料疲劳等不利影响，从而可以提高大容量电池的安全性和使用寿命。容量电池的安全性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种大容量单体电池及组装方法


[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种大容量锂离子单体电池及组装方法。

技术介绍

[0002]大容量锂电池是锂电池发展的方向之一，它可以被应用于储能领域、动力电池领域。大容量与小容量电池相比省去了给每个电池或者电池组都配备一套控制装置，实际上大容量电池虽然单个单体电池的成本增加，但是其它配套的相关设备则大为减少，总得说来其成本是降低的，有利于在市场竞争。
[0003]我国在大容量储能电池上的应用目前处于起步阶段，大容量单体电池的生产受很多因素的制约，这些因素包括，对生产设备的要求高，产品一致性要求高，产品废品率高、应用过程中产热集中，放热量大等。
[0004]CN202020455079.8提供了一种锂离子电池、电池模组及电池包。所述电芯组包括沿所述锂离子电池长度方向并列设置的多个电芯，每个所述电芯均具有正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳分别位于所述电芯的两侧，多个电芯的多个正极极耳通过第一连接片相连，多个电芯的多个负极极耳通过第二连接片相连，所述壳体上设有正极极柱和负极极柱，所述第一连接片与正极极柱相连，所述第二连接片与负极极柱相连。本技术的锂离子电池解决了多个电芯并联时的多层极耳焊接问题，减少单体电池厚度，增大电池比表面积，但该专利为电池pack组方案，并没有公开单体大电池。
[0005]CN201711469261.8提供一种超大容量单体电池及其制备方法，电池包括电池壳体和若干个电池极组，电池极组的正极之间通过第一导电材料并联，负极之间通过第二导电材料并联，若干个电池极组设于电池壳体中，电池壳体外侧设有若干个正极柱和负极柱，正极柱与负极柱穿过电池壳体，正极柱的底部与第一导电材料连接，负极柱的底部与第二导电材料连接，电池壳体中填充有电解液。该专利公开了以连接件作为限流连接件。但真正将电池容量提高以后其极柱的截面积要较对比专利公开的极柱截面积要大得多，且还面临极柱散热，电解液鼓胀，电芯受力不均等更多问题。

技术实现思路

[0006]为了解决大容量单体电池的上述问题，本申请提供了一种大容量锂离子单体电池及组装方法，本申请采用的技术方案如下：
[0007]一种大容量单体电池，包括电芯组、电芯箱体、集流柱和热量控制装置，其特征在于：该电池的电芯组为叠片式或者卷绕式，所述电芯组的正极和负极分别位于电芯组相对的两个面，所述集流柱设置于电芯箱体外部，并通过连接件与电芯的正负极连接，所述集流柱不与电池的电解液接触。
[0008]进一步地，所述电芯箱体内设有分容包，所述分容包上设有便于拉开的薄弱部。
[0009]进一步地，所述薄弱部设有可拉开的细丝，所述细丝设置于分容包上，当分容包装入电芯箱体后，可通过提拉细丝撕裂分容包的两个薄边侧面，使大容量电池形成电解液的
共享体系。
[0010]进一步地，所述分容包在装入电芯箱体之前，先经过预先注液、封口、化成工艺，将若干个分容包组成的电芯组按照内阻、容量、电压等参数进行分容和分组，并将参数接近的分容包并联放入同一电芯箱体。
[0011]进一步地，所述电芯箱体由上盖板、下盖板、正负极盖板、前侧盖板、后侧盖板组成，所述正负极盖板上靠近电芯一侧设有多个第一连接件，所述正负极盖板上远离电芯一侧设有多个第二连接件。
[0012]现有的技术多是将电芯内部以及集流柱等都焊接好之后，再放入一个只开上盖的电池外壳之中再焊接上盖。这种方式只适用于小容量电池，因为大容量电池的集流柱尺寸很大，直径可达10cm，放入电池壳体中，加注的电解液也要淹没极柱，容易造成电解液的加注量增大，电解液的量大了会影响安全性；极柱发热量大，密封问题也不好解决，且热管在极柱上伸出之后要弯折90度再制冷，会大大影响制冷效率。
[0013]进一步地，所述第一连接件和第二连接件穿过正负极盖板并通过绝缘密封材料与正负极盖板进行绝缘密封，所述第二连接件的材质为铝材质。
[0014]进一步地，所述绝缘密封材料为陶瓷材料和/或高分子材料。
[0015]进一步地，所述正负极盖板内侧的第一连接件和外侧的第二连接件，分别于上、下盖板上的中间连接件相连接，所述中间连接件与正负极盖板进行绝缘处理密封。
[0016]进一步地，所述负极盖板上的中间连接件为铜铝复合板，其中铜铝复合板的铜面与内侧第二连接件连接，铜铝复合板的外侧与外侧第二连接件连接。
[0017]进一步地，所述内侧的第一连接件为铜材质，所述外侧的第二连接件为铝材质。
[0018]通过铜铝复合板进行焊接过渡，将铜铝复合板与负极盖板作为一体设计，内部焊接铜材质的第二连接件，外部焊接铝材质的第二连接件。以达到将集流柱放置在电池壳体外部的目的。
[0019]进一步地，所述分容包两端正、负极集流片上可分别设置正极连接件和负极连接件，所述正极连接件和负极连接件分别与正负极盖板上的第一连接件焊接；所述正极连接件为铝材质，所述负极连接件为铜材质或者镍材质。
[0020]进一步地，所述正负极盖板内侧的第一连接件和集流片上的正、负极连接件之间设有内绝缘隔膜。为了不让内侧正负极与电芯的壳体接触，实际上现有电池内部都有隔膜，而本申请通过正负极盖板连接，需要多设一层隔膜。
[0021]进一步地，所述分容包为柔性软包壳体，所述壳体的材质为铝塑复合膜或者塑料膜。
[0022]进一步地，所述细丝在分容包两端封口前埋入壳体薄边两侧，细丝的两端和电芯组正、负极连接片一同伸出分容包的两端。
[0023]进一步地，所述细丝两头设置拉环，在前、后盖板装配之前通过拉环撕扯细丝使分容包的两侧撕开，并去掉细丝。通过细丝将分容包的两个侧边全部打开，等于将分容包的外壳撕裂成了两片隔膜，对电芯完全没有阻挡，实现大容量电池绝对的共享电解液体系。
[0024]进一步地，所述细丝为绝缘性高强度纤维材料，或者为被高分子绝缘层包裹的高强度金属丝。
[0025]进一步地，所述电芯箱体的上盖板或正负极盖板的上部设有泄爆口及注液口。
[0026]进一步地，所述电芯箱体的下盖板或正负极盖板的下部设有排液口。
[0027]进一步地，所述泄爆口上设有突出部。
[0028]进一步地，所述泄爆口上设有泄压膜，所述泄爆膜上可设置薄弱点。
[0029]进一步地，所述注液口和排液口可以二次打开或者封闭。以实现二次换液，可提高电池寿命。
[0030]进一步地，所述前侧盖板和后侧盖板，与相邻盖板连接处设置有隔热密封圈；所述前侧盖板和后侧盖板与相邻盖板之间的缝隙通过激光焊接进行密封处理。
[0031]进一步地，所述集流柱的侧面设置多个通槽，设置通槽部分的厚度小于集流柱的厚度。
[0032]进一步地，所述正负极盖板外侧的第二连接件穿过所述通槽，并在所述通槽的穿过面直角折叠；所述的第二连接片与集流柱通过通槽面进行焊接。
[0033]进一步地，所述集流柱与正负极盖板之间设有绝缘隔膜。为了防止集流柱与正负极盖板短路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容量单体电池，包括电芯组、电芯箱体、集流柱和热量控制装置，其特征在于：该电池的电芯组为叠片式或者卷绕式，所述电芯组的正极和负极分别位于电芯组相对的两个面，所述集流柱设置于电芯箱体外部，并通过连接件与电芯的正负极连接，所述集流柱不与电池的电解液接触。2.如权利要求1所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述电芯箱体内设有分容包，所述分容包上设有便于拉开的薄弱部。3.如权利要求2所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述薄弱部为可拉开的细丝，所述细丝设置于分容包上，当分容包装入电芯箱体后，可通过提拉细丝撕裂分容包的两个薄边侧面，使大容量电池形成电解液的共享体系。4.如权利要求2所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述分容包在装入电芯箱体之前，先经过预先注液、封口、化成工艺，将若干个分容包组成的电芯组按照内阻、容量、电压等参数进行分容和分组，并将参数接近的分容包并联放入同一电芯箱体。5.如权利要求1或2所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述电芯箱体由上盖板、下盖板、正负极盖板、前侧盖板、后侧盖板组成，所述正负极盖板上靠近电芯一侧设有多个第一连接件，所述正负极盖板上远离电芯一侧设有多个第二连接件。6.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述第一连接件和第二连接件穿过正负极盖板并通过绝缘密封材料与正负极盖板进行绝缘密封，所述第二连接件的材质为铝材质。7.如权利要求6所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述绝缘密封材料为陶瓷材料和/或高分子材料。8.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述正负极盖板内侧的第一连接件和外侧的第二连接件，分别于上、下盖板上的中间连接件相连接，所述中间连接件与正负极盖板进行绝缘处理密封。9.如权利要求8所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述负极盖板上的中间连接件为铜铝复合板，其中铜铝复合板的铜面与内侧第二连接件连接，铜铝复合板的外侧与外侧第二连接件连接。10.如权利要求8所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述内侧的第一连接件为铜材质，所述外侧的第二连接件为铝材质。11.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述分容包两端正、负极集流片上可分别设置正极连接件和负极连接件，所述正极连接件和负极连接件分别与正负极盖板上的第一连接件焊接；所述正极连接件为铝材质，所述负极连接件为铜材质或者镍材质。12.如权利要求11所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述正负极盖板内侧的第一连接件和集流片上的正、负极连接件之间设有内绝缘隔膜。13.如权利要求2所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述分容包为柔性软包壳体，所述壳体的材质为铝塑复合膜或者塑料膜。14.如权利要求3所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述细丝在分容包两端封口前埋入壳体薄边两侧，细丝的两端和电芯组正、负极连接片一同伸出分容包的两端。15.如权利要求14所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述细丝两头设置拉环，
在前、后盖板装配之前通过拉环撕扯细丝使分容包的两侧撕开，并去掉细丝。16.如权利要求3所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述细丝为绝缘性高强度纤维材料，或者为被高分子绝缘层包裹的高强度金属丝。17.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述电芯箱体的上盖板或正负极盖板的上部设有泄爆口及注液口。18.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述电芯箱体的下盖板或正负极盖板的下部设有排液口。19.如权利要求17所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述泄爆口上设有突出部。20.如权利要求17所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述泄爆口上设有泄压膜，所述泄爆膜上可设置薄弱点。21.如权利要求17、18所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述注液口和排液口可以二次打开或者封闭。22.如权利要求5所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述前侧盖板和后侧盖板，与相邻盖板连接处设置有隔热密封圈。23.如权利要求22所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述前侧盖板和后侧盖板与相邻盖板之间的缝隙通过激光焊接进行密封处理。24.如权利要求1所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述集流柱的侧面设置多个通槽，设置通槽部分的厚度小于集流柱的厚度。25.如权利要求24所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述正负极盖板外侧的第二连接件穿过所述通槽，并在所述通槽的穿过面直角折叠；所述的第二连接片与集流柱通过通槽面进行焊接。26.如权利要求24所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述集流柱与正负极盖板之间设有绝缘隔膜。27.如权利要求1所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述集流柱为直线型，且没有弯折。28.如权利要求27所述的一种大容量单体电池，其特征在于：所述集...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑高锋，雷政军，刘毅，翟腾飞，张三学，
申请(专利权)人：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：