本发明专利技术提供了一种大型竖式储能电池，其设有电芯单元支架以及多个电芯单元。每个电芯单元可以插入电芯单元支架的插接口中以便利用电芯单元支架对电芯单元的重量进行支撑。通过将电芯单元支架四角的密封部与电池外壳的内壁密封连接，在大型竖式储能电池内形成用于注液和排液的侧面注入腔体和侧面排出腔体以及用于容置极耳和汇流板的前侧腔体和后侧腔体，因此可以防止大电流汇流时，汇流板浸泡在电解液中造成腐蚀，或者由于大电流热效应所引起的电解液分解，尤其针对机械连接的汇流结构，可以避免界面氧化腐蚀造成的电连接失效。根据本发明专利技术的大型竖式储能电池能够提供高能量密度，并且运行安全、易于系统集成和维护再生、使用寿命较长。寿命较长。寿命较长。
【技术实现步骤摘要】
一种大型竖式储能电池以及储能集装箱
[0001]本专利技术涉及电池领域，具体地涉及一种大型竖式储能电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料的新型高能电池，与铅酸电池、镍氢电池相比具有比能量高、电压高、自放电小、循环性能好和寿命长等一系列优点，越来越受到人们的关注，广泛应用于电动车、储能等领域。在储能领域中，一般通过单体电池外部串并联形成电池模组，电池模组串并联形成电池簇，电池簇串并联形成电池系统。如果单体电池容量小，则需多层级并联提供电池容量等级，配备多个电池组框架及多组极耳，导致整体机械零部件连接装配繁杂，重量增大，电池管理系统计算量复杂，电池管理困难，因此储能需要大容量的单体电池电芯。
[0003]实现大容量的单体电池电芯可以通过两种途径，一是增大单个极片的面积，此时存在注液均匀性差、电解液渗透速度慢等问题，而且增大电极面积对电极、隔膜等的要求更高，容易出现安全问题；另一个就是增加极片单元的数量，此时同样存在注液均匀性差、电解液渗透速度慢等问题，而且还存在大电流引流等问题。因此，为了实现大容量的单体电池电芯需要采用新的电池结构形式并且解决大容量的单体电池电芯的安全问题。
技术实现思路
[0004]针对以上存在的问题，本专利技术提供一种大型竖式储能电池，该大型竖式储能电池内设有电芯单元支架以及多个电芯单元。每个电芯单元包括多个水平层叠的正极片和负极片，每个电芯单元可以插入电芯单元支架的插接口中以便利用电芯单元支架对电芯单元的重量进行支撑，从而使得位于下侧的电芯单元不会由于来自上方电芯单元的过大压力而导致性能劣化。通过将电芯单元支架四角的密封部与电池外壳的内壁密封连接，在大型竖式储能电池内形成用于注液和排液的侧面注入腔体和侧面排出腔体以及用于容置极耳和汇流板的前侧腔体和后侧腔体，由于前侧腔体和后侧腔体分别相对于侧面腔体密封，因此可以防止侧面腔体内的液体进入前侧腔体和后侧腔体，这样可以防止大电流汇流时，汇流板浸泡在电解液中造成腐蚀，或者由于大电流热效应所引起的电解液分解，尤其针对机械连接的汇流结构，可以避免界面氧化腐蚀造成的电连接失效。另外，由于侧面排出腔体的设置，使得更加有利于对侧面腔体抽真空以便促进电芯和侧面腔体内流体的排出。根据本专利技术的大型竖式储能电池能够提供高能量密度，并且运行安全、易于系统集成和维护再生、使用寿命较长。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]根据本专利技术提供一种大型竖式储能电池，该大型竖式储能电池包括：电芯，该电芯包括多个电芯单元，每个电芯单元设有交叉层叠的多个正极片和负极片，在每个电芯单元中，由多个正极片的正极耳并联形成正极耳组并且由多个负极片的负极耳并联形成负极耳组；电芯单元支架，该电芯单元支架包括多个沿竖直方向排列的插接部，每个插接部的底面
设有用于支撑电芯单元的边缘支撑框，每个插接部的一侧面设有用于流体注入的注入开口并且另一侧面设有用于流体排出的排出开口，在电芯单元支架的四个转角处设有沿竖直方向延伸的密封部；外壳，该外壳用于容置插接有多个电芯单元的电芯单元支架，电芯单元支架的密封部与外壳的内壁密封连接，从而在电芯单元支架的前侧、后侧以及两侧分别形成前侧腔体、后侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体，侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与前侧腔体之间流体密封并且侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与后侧腔体之间流体密封；注入端口，经由注入端口注入的流体进入侧面注入腔体中；排出端口，通过排出端口将侧面排出腔体内的流体排出；正极柱和负极柱，正极柱与全部正极耳组电连接，负极柱与全部负极耳组电连接。
[0007]本专利技术中的储能电池为竖式大电池，大型竖式储能电池的高宽比为2:1～10:1，大型竖式储能电池的高度为200mm～3000mm，大型竖式储能电池的宽度为100mm～1000mm。大型竖式储能电池设有电芯、电芯单元支架、外壳、注入端口、排出端口、正极柱和负极柱。电芯单元支架为竖向的多层结构，每层设有插接部，电芯单元支架的四个转角处设有沿竖直方向延伸的密封部。电芯单元支架可以一体成型；或者，电芯单元支架的多个插接部可以沿竖直方向连接固定。当电芯单元支架由多个插接部组装时，插接部可以通过插接、粘接、焊接、卡接等方式进行连接固定。电芯由多个电芯单元组成，每个电芯单元包括多个交叉层叠的正极片和负极片，正极片和负极片呈水平放置，多个正极片的正极耳并联形成正极耳组并且多个负极片的负极耳并联形成负极耳组。正极耳组和负极耳组可以位于电芯单元的同一侧，或者正极耳组和负极耳组可以位于电芯单元的相对侧。电芯单元的个数与电芯单元支架的插接部的个数相对应。在将各个电芯单元置于电芯单元支架的各个插接部内之后，将多个正极耳组利用诸如正极汇流板电连接并且将多个负极耳组利用诸如负极汇流板电连接，再将电芯单元支架放入外壳内，使得电芯单元支架的密封部与外壳的内壁密封连接从而在电芯单元支架的前侧、后侧以及两侧分别形成前侧腔体、后侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体，将正极汇流板与正极柱电连接并且将负极汇流板与负极柱电连接，注入端口与侧面注入腔体的位置大致对应，排出端口与侧面排出腔体的位置大致对应。注入端口、排出端口、正极柱和负极柱可以同时位于外壳的顶面、同时位于外壳的底面、或者分别位于外壳的顶面和底面。当注入端口、排出端口、正极柱和负极柱中的一个或多个位于外壳的底面时，可在大型竖式储能电池的下面设置电池支架，从而可以从电池的下方对电池进行维护。
[0008]电芯单元支架的密封部可以为肋条的形式，肋条状的密封部可通过例如粘接的方式密封连接于外壳的内壁。另外，也可在外壳内壁设置卡接结构或插接结构等，电芯单元支架的密封部设置相应的卡接结构或插接结构，从而使得电芯单元支架的密封部与外壳内壁形成密封连接。通过电芯单元支架的密封部与外壳的内壁之间的密封连接以及通过电芯单元支架的挡板、端面密封板或抽屉部等结构设置，使得前侧腔体与其他腔体——后侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体之间流体密封，使得后侧腔体与其他腔体——前侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体之间流体密封，使得侧面注入腔体仅与插接部内部以及侧面排出腔体流体连通。这样可以使得例如电解液等流体仅经过侧面注入腔体、插接部内部(电芯单元)和排出腔体，流体不会进入前侧腔体和后侧腔体，从而可以将易腐蚀、易发热等部件设置于没有电解液的前侧腔体和后侧腔体中。另外，在换液过程中，可以有针对性地对侧面
排出腔体抽液或抽真空，从而可以更加有利于流体的排出。
[0009]电芯单元支架的插接部可以为框架结构，框架结构的一侧面通过框条形成注入开口并且框架结构的另一侧面通过框条形成排出开口，注入开口与侧面注入腔体流体连通并且排出开口与侧面排出腔体流体连通，框架结构的底面的框条形成用于支撑电芯单元的边缘支撑框。在边缘支撑框上也可以设置搁板，搁板可以更好地承载电芯单元的重量，搁板可以与电芯单元平行设置，优选地，搁板由多孔材料制成，这样使得从上方注入的电解液顺利向下方流动，从而有利于整体电芯的全部浸润。框条和搁板可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、陶瓷、铝、合金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大型竖式储能电池，其特征在于，所述大型竖式储能电池包括：电芯，所述电芯包括多个电芯单元，每个所述电芯单元设有交叉层叠的多个正极片和负极片，在每个所述电芯单元中，由多个所述正极片的正极耳并联形成正极耳组并且由多个负极片的负极耳并联形成负极耳组；电芯单元支架，所述电芯单元支架包括多个沿竖直方向排列的插接部，每个所述插接部的底面设有用于支撑所述电芯单元的边缘支撑框，每个所述插接部的一侧面设有用于流体注入的注入开口并且另一侧面设有用于流体排出的排出开口，在所述电芯单元支架的四个转角处设有沿竖直方向延伸的密封部；外壳，所述外壳用于容置插接有所述多个电芯单元的所述电芯单元支架，所述电芯单元支架的密封部与所述外壳的内壁密封连接，从而在所述电芯单元支架的前侧、后侧以及两侧分别形成前侧腔体、后侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体，所述侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与所述前侧腔体之间流体密封并且所述侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与所述后侧腔体之间流体密封；注入端口，经由所述注入端口注入的流体进入所述侧面注入腔体中；排出端口，通过所述排出端口将所述侧面排出腔体内的流体排出；正极柱和负极柱，所述正极柱与全部正极耳组电连接，所述负极柱与全部负极耳组电连接。2.根据权利要求1所述的大型竖式储能电池，其中，所述大型竖式储能电池的高宽比为2:1～10:1，所述大型竖式储能电池的高度为200mm～3000mm，所述大型竖式储能电池的宽度为100mm～1000mm。3.根据权利要求1所述的大型竖式储能电池，其中，所述电芯单元支架一体成型；或者，所述电芯单元支架的多个插接部沿竖直方向连接固定。4.根据权利要求1至3中任一项所述的大型竖式储能电池，其中，所述电芯单元支架还设有端面密封板，在所述端面密封板上设有沟槽，所述电芯单元的正极耳组或负极耳组能够从所述沟槽中伸出并且所述电芯单元的正极耳组或负极耳组与所述沟槽之间的间隙密封，所述端面密封板能够与所述电芯单元支架的前表面和/或后表面密封连接。5.根据权利要求4所述的大型竖式储能电池，其中，在所述电芯单元支架的每个插接部的边缘支撑框上设置搁板，所述搁板与所述电芯单元平行设置，所述搁板由多孔材料制成。6.根据权利要求1至3中任一项所述的大型竖式储能电池，其中，所述电芯单元支架还设有包括前壁、后壁、两个侧壁以及底部的抽屉部，所述抽屉部内能够容置所述电芯单元，所述抽屉部的前壁和/或后壁设有狭槽，所述电芯单元的正极耳组或负极耳组能够从所述狭槽中伸出并且所述电芯单元的正极耳组或负极耳组与所述狭槽之间的间隙密封，所述抽屉部的一侧壁上设有侧壁注入开口并且另一侧壁上设有侧壁排出开口。7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永翀，何颖源，王玉伟，张彬，
申请(专利权)人：北京好风光储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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