一种集电式极群和嵌合式电池组制造技术

本实用新型专利技术提供了一种集电式极群和嵌合式电池组；集电式极群包括集流板和若干正极板、负极板；集流板由导体材料制成或由导体材料栅网与固体成型材料合成；若干极板的极板集电体电固连集流板的板面一侧或两侧形成正极群、负极群；嵌合式电池组包括(n+1)个集电式极群和常规材料槽体，形成n个槽格串联结构；槽格内正极群、负极群间隔相对且极性相反，槽格串联两端的集流板作为两极端子；所述的嵌合式电池组优选设置刚性外壳或固定安装在地面，包括设置导热式散热装置，容易满足高电压、巨大容量的市场需求。量的市场需求。量的市场需求。

A collector electrode group and a chimeric battery pack

【技术实现步骤摘要】
一种集电式极群和嵌合式电池组


[0001]本技术涉及电池设计领域，具体涉及一种集电式极群和嵌合式电池组。

技术介绍

[0002]常规电池产品是小型的模块化结构，方便转运，而实际使用通常需要高电压、大容量电池组，例如储能应用，为获得高电压、巨容量的电池组，需要把成千上万个模块化结构的电池运输到现场组织专业的电串联、并联操作。
[0003]电池设计有一种本领域技术人员公知的双极性极板技术构想，特点是两面极性不同，若干双极性极板层叠可自然形成串联电池组，不需要跨桥电连接；由于双极性极板的制作工艺复杂，虽然电池组容易获得高电压，但容量较小，远远达不到主流电池市场的使用要求。本技术基于客户端对高电压、大容量电池组的需求，着眼于大型双极性极板和大型电池组的整体设计而提出。

技术实现思路

[0004]本技术的技术目的，是基于双极性极板的技术构想，提出一种众多正极板、负极板在集流板嵌合形成的极群，与变形设计的电池组槽体嵌合成一种内部免跨桥连接的高电压、大容量特种电源产品，满足大型电池组的市场需要。
[0005]为实现上述技术目标，本技术提供了一种集电式极群，该集电式极群包括集流板和若干极板；所述的集流板为板状结构，外形不限，由导体材料制成或由导体材料栅网与固体成型材料合成，集流板的板面一侧或两侧设置有若干包括突出筋条、凹型的电接口；所述的极板包括正极板、负极板，由集电体电固连活性物质而成，活性物质及其正极、负极组合类型不限，极板的外形不限；若干极板的集电体电固连集流板的板面电接口，形成位于所述板面一侧的同极性极群或分别位于板面两侧的正极群、负极群。
[0006]以上所述的正极板、负极板不限于板状结构，包括管状、卷绕状或其他形状；单片极板的容量有限，常规技术是使用若干正极板、负极板与隔板交叉层叠而形成极群，本技术所述的集电式极群是通过若干正极板、负极板分别电连接集流板的板面一侧或两侧形成，同一侧面极板的极性相同，可构成板面两侧极性不同的大容量双极性极群，或板面一侧带极性的大容量同极性极群；集流板的板面设置电接口是为了与所述极板的集电体电固连，电固连包括金属焊接、电固连式机械紧固；极板电连接集流板的空间排布结构，包括沿集流板的板面纵向或/和沿集流板的板面横向排布方式；所述的固体成型材料例如ABS、硬质橡胶。
[0007]基于以上所述的集电式极群，本技术还提供了一种采用上述集电式极群与常规材料槽体形成的嵌合式电池组，包括(n+1)个所述的集电式极群和常规材料的凹型三面槽体，合成n个槽格串联结构，n为≥2的槽格数；其中，槽格串联方向的槽格板全部为集电式极群，两端集流板是若干极板电固连板面的一侧，作为所述电池组的两极端子，其余集流板是若干同极性极板分别电固连板面的两侧；槽格内正极群、负极群间隔相对且极性相反；所
述槽格的上部有上盖板并选择性设置安全阀，槽格内灌注电解质并选择性填充吸附材料。所述的常规槽体材料例如ABS、硬质橡胶；安全阀是常用的一种排气防爆装置；所述的吸附材料在行业内通常使用AGM隔膜，具有吸附电解质的功能，使槽格内的上、下部保持电解质均匀分布，同时防止正、负极群机械接触，所述吸附材料的选择性包括可以不填充吸附材料。
[0008]上述电池组的技术方案中，所述常规材料的凹型三面槽体为分体组合结构。所述的分体组合，包括可采用任意分体组合方式形成凹型三面槽体的结构。
[0009]上述电池组的技术方案中，所述的n个槽格串联结构包括m
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n个槽格结构，并联方向相邻槽格的集流板电固连或一体化设计；m为并联方向≥2的槽格数。大容量电池组需要大容量的集电式极群和大型槽格，m
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n槽格结构的槽体是分体组合的设计优选，是n个槽格串联的一种变形设计，可带来组合安装方便。
[0010]上述电池组的技术方案中，所述的电池组固定在刚性外壳内部或固定安装在地面；刚性外壳为至少一面可开合的多面中空体，电池组的两极端子电连接设置在刚性外壳外部槽面的电源接口。嵌合式电池组的体积较大，重量也较可观，固定在材料刚度、强度符合承重要求的刚性外壳内部可弥补常规材料槽体的缺陷，满足整体移动运输需要；所述的多面中空体优选四面中空体或六面中空体；电源接口不限于设置一个,可根据需要分立设置多个；所述电池组固定安装在地面包括部分或全部固定安装在地面水平线之下，使设计体积不受移动需求限制；固定安装在地面的电池组可先固定在刚性外壳的内部，也可以直接固定安装在地面。
[0011]上述电池组的技术方案中，所述的刚性外壳与所述常规材料的凹型三面槽体一体化设计。所述的一体化设计包括刚性外壳与串联槽格两端的集流板嵌合成多面体，或设计双层嵌合结构，内层满足电池槽体要求，外层满足刚度、强度要求。
[0012]上述电池组的技术方案中，所述的刚性外壳选用强度、刚度和规格符合国际标准化组织、国家或地区技术标准的集装箱。选用标准化的集装箱作为刚性外壳可适应多式联运的物流运输。
[0013]上述电池组的技术方案中，包括所述刚性外壳的侧面或/和上部设置有换气窗或/和导热式散热装置；所述的导热式散热装置包括吸热板、散热板和导热管。设置换气窗或/和导热式散热装置是为了散热，导热式散热装置在散热领域应用广泛，技术原理为本领域技术人员公知，具体实施把吸热板设置在刚性外壳内部，散热板设置在刚性外壳外部，导热管穿过刚性外壳专设的孔，两端分别与吸热板和散热板热固连；当把散热板设置在冷却源甚至地下的相对恒温土层，散热效果更好。
[0014]本技术的实质性特点，是通过若干正极板、负极板分别电固连集流板的板面两侧，形成一种大容量的双极性极群，进而在大容量领域实现双极性电池组的技术构想，若干极板电固连集流板的板面一侧是作为电池组引极的优选设计；把所述电池组固定在刚度、强度符合承重要求的刚性外壳内部有利于大型化设计，同时电源接口设置在刚性外壳的外部槽面使客户端使用方便；刚性外壳选用标准集装箱有利于多式联运的物流运输；所述电池组固定安装在地面可不受容积限制，有利于设计储能电库级别的大型产品，并且有利于设计导热效果更好的散热装置。
[0015]本技术的优点在于：集电式极群是基于工艺成熟的正极板、负极板，与常规材
料槽体嵌合的电池组容易满足高电压、大容量的市场需求；增加刚性外壳可满足整体移动运输，整体固定安装在地面有利于大型化设计和散热效果。
附图说明
[0016]图1是所述集电式极群的一种基础结构示意图；
[0017]图2是若干正极板沿集流板的板面横向电并联成极群的一种结构示意图；
[0018]图3是所述集流板的一种导体栅网结构示意图；
[0019]图4是所述嵌合式电池组的一种正视剖面结构示意图；
[0020]图5是所述嵌合式电池组的一种俯视剖面结构示意图；
[0021]图6是所述槽体与集电式极群形成2
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n个槽格的一种俯视剖面结构示意图；
[0022]图7是嵌合式电池组增设刚性外壳、电源接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集电式极群，其特征在于，包括集流板(1)和若干极板；所述的集流板(1)为板状结构，外形不限，由导体材料制成或由导体材料栅网与固体成型材料合成，集流板(1)的板面一侧或两侧设置有若干包括突出筋条、凹型的电接口；所述的极板包括正极板、负极板，由集电体(2)电固连活性物质而成，活性物质及其正极、负极组合类型不限，极板的外形不限；若干极板的集电体(2)电固连集流板(1)的板面电接口，形成位于所述板面一侧的同极性极群或分别位于板面两侧的正极群(2a)、负极群(2b)。2.一种基于权利要求1的集电式极群的嵌合式电池组，其特征在于，包括(n+1)个权利要求1所述的集电式极群和常规材料的凹型三面槽体，合成n个槽格(3)串联结构，n为≥2的槽格(3)数；其中，槽格(3)串联方向的槽格板全部为集电式极群，两端集流板(1)是若干极板电固连板面的一侧，作为所述电池组的两极端子，其余集流板(1)是若干同极性极板分别电固连板面的两侧；槽格(3)内正极群(2a)、负极群(2b)间隔相对且极性相反；所述槽格(3)的上部有上盖板并选择性设置安全阀(4)，槽格(3)内灌注电解质并选择性填充吸附材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶亚欧，
申请(专利权)人：苏州用名科技有限公司，
类型：新型
国别省市：