电池制造技术

本公开包括使用电池电芯的系统、设备和方法。所述电池可以包括限定空腔的容器和设置在空腔内的多个电力单元、第一传导构件和/或第二传导构件。每个电力单元包括第一电极、第二电极和设置在第一电极和第二电极之间的分隔体。在一些方面，第一传导构件耦合到多个电力单元的第一电极，并设置在第一电极和容器的一个或多个壁中的至少一个壁之间的空腔内，以促进电池内的热传递和电流均匀化。进电池内的热传递和电流均匀化。进电池内的热传递和电流均匀化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池


[0001]本公开总体上涉及一个或多个电池电力单元(power uni t)的热管理，并且更具体地但非限制性地，涉及可再充电电池电芯。

技术介绍

[0002]电池越来越多地用于为各种应用中的电子和机械装置供电，如移动电话、平板电脑、个人电脑、混合动力电动汽车、全电动汽车和储能系统。具体而言，诸如锂离子(Li离子)电池等可再充电电池由于具有高功率和能量密度、长循环寿命、优异的存储能力和无记忆再充电特性等若干引人注目的特征而受到欢迎。可再充电电池被设计为提供高功率输出，并可重复充电和放电以供长期使用，因此，电池寿命(例如总寿命和每次充电的寿命)、电池安全性和电池尺寸对于电池设计而言至关重要。
[0003]一些可再充电电池包括具有串联和/或并联连接的多个电池电力单元(例如电芯或电池电芯)的电池组，以产生具有较高容量和功率输出的电池组用于较大、较苛刻的应用，例如电动车辆。然而，在高功率应用中输出期望功率所需要的电芯数量可能会产生几个问题。在一些情况下，传统的高功率电池组可能过于笨重，并可能给装置增加过多的重量，甚至可能占用太多空间来实现。此外，在高功率电池组中使用的电力单元数目越高，则电池组的工作温度越高。可再充电电池通常在室温(例如20℃至40℃之间)下工作，在该范围之外的温度下，容量迅速下降且电池容易发生严重的热危险(例如枝晶短路、过度充电或机械挤压/碰撞，引发一系列热释放事件，导致热失控)。此外，高功率电池组中的各个电力单元之间可能会发生显著的温度变化，从而导致电失衡。

技术实现思路

[0004]本公开总体上涉及具有一个或多个电池电力单元的电池组的温度控制的系统、装置和方法。例如，系统可以包括多个电力单元，这些电力单元被布置成防止电力单元内的热失控或过度的温度梯度。电池组可包括设置在由容器的一个或多个壁限定的空腔内的电池电力单元和第一传导构件。每个电力单元包括第一电极、第二电极和设置在第一电极和第二电极之间的分隔体。第一传导构件可包括第一电极的一部分、耦合到第一集流体的第一母线或其他导电结构、或在电力单元的容器或外壳上的导电涂层、或其组合。第一传导构件耦合到多个电力单元的第一电极，并设置在第一电极和容器的一个或多个壁中的至少一个之间的空腔内。第一传导构件(例如第一母线或第一集流体)可将热量从电力单元并朝向容器的壁分配(或消散)，以降低电力单元的工作温度。第一传导构件的这种定位还可以使得外部冷却部件能够容易地将热量从第一母线传递出去，用于电池的额外冷却。在一些这样的实施方式中，第一传导构件与多个电力单元的每个第一电极接触，以在每个电力单元上均匀地分配热量。附加地或替代地，第一传导构件还可以使外部加热部件能够容易地加热电池以进行冷启动或降低电阻以进行快速充电。
[0005]在本专利技术的系统、装置和方法的一些实施方式中，电芯包括耦合在一起并设置在
容器内的多个电力单元，每个电力单元包括：第一集流体；第二集流体；以及设置在第一集流体和第二集流体之间的分隔体。诸如第一母线的第一传导构件耦合到多个电力单元，使得第一传导构件与多个电力单元的第一集流体接触。以这种方式和其他方式，第一传导构件和第一连接部可以联合操作，以通过传导有效地从电力单元移除热量，从而维持每个电力单元上的基本均匀的温度，并使电池中的热点最小化。一些实施方式包括耦合到多个电力单元的第二传导构件，使得第二传导构件与多个电力单元的第二集流体接触，以进一步降低电池中的热累积。此外，在一些实施方式中，第一集流体包括第一传导构件(例如第一母线)或与其一体。
[0006]在一些这样的实施方式中，每个电力单元可以包括第一连接部，该第一连接部包括第一部分和从第一部分延伸的第二部分。第二部分与第一传导构件接触。在至少一些实施方式中，第二部分在基本上垂直于第一部分的方向上延伸，以沿着电芯的每个平面分配热量。在本专利技术的系统、装置和方法的一些实施方式中，第一传导构件跨越容器的第一壁的大于或等于50％的面积，以增加热分布并确保与每个集流体接触。以这种方式和其他方式，传导构件可以有效地从电力单元移除热量，从而在允许电芯具有增加的电力单元计数的同时保持期望的工作温度以增加电池的功率和寿命。
[0007]在本专利技术设备的一些实施方式中，一个或多个壁包括第一壁和与第一壁相对的第二壁，第一壁和第二壁中的每一个限定空腔的一部分。在一些前述实施方式中，第一电极包括第一活性材料和第一连接部。第一活性材料可以耦合到第一集流体的第一部分。在一些实施方式中，第一集流体的第二部分在基本上平行于第一传导构件的宽度的方向上延伸。附加地或替代地，第一传导构件定位在一个或多个壁的第一壁和第一集流体的第二部分之间。在一些实施方式中，第一传导构件与第一集流体的第二部分接触。
[0008]在一些前述实施方式中，第二传导构件可以介于第二电极和第二壁之间。第二电极包括具有第一部分和离开第一部分延伸的第二部分的第二集流体，以及耦合到第二集流体的第一部分的活性材料。第一集流体的第一部分可以基本上平行于第二集流体的第一部分。附加地或替代地，第一集流体的第二部分基本上平行于第二集流体的第二部分。在一些实施方式中，第一传导构件跨越第一壁的大于或等于25％的面积。附加地或替代地，第二传导构件跨越第二壁的大于或等于25％的面积。
[0009]在一些这样的实施方式中，电芯可以被布置成使得多个电力单元中的每个电力单元堆叠在一起，使得每个电力单元的第一部分基本上彼此平行。在垂直于容器的长度截取的容器的横截面中，第一连接部的第二部分在基本上垂直于第一连接部的第一部分的方向上延伸。附加地或替代地，第二集流体包括第三部分和从第三部分延伸的第四部分，第四部分与第二传导构件接触。在一些实施方式中，第二传导构件介于第二集流体的每个第四部分和容器的第二侧之间。附加地或替代地，第一集流体和第一传导构件可以各自包括第一材料，第二集流体和第二传导构件可以各自包括第二材料。
[0010]如本文所使用的，各种术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制实施方式。例如，如本文所使用的，用于修饰要素(例如结构、部件、操作等)的序数词(例如“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不指示该要素相对于另一要素的任何优先级或顺序，而是仅将该要素与具有相同名称的另一要素(除使用所述序数词的那个之外)区分开来。术语“耦合”被定义为连接，但不一定是直接连接，也不一定是机械连接的；被“耦合”的两个项目可
以彼此一体。除非本公开明确要求，否则术语“一个”和“一种”定义为一个或多个或一种或多种。如本领域普通技术人员所理解的，术语“基本上”被定义为大体上的所指定值但不一定完全是所指定值(并且包括所指定值；例如，基本上90度包括90度并且基本上平行包括平行)。在任何所公开的实施方式中，术语“基本上”可替换为所指定值的“一定百分比内”，其中所述百分比包括0.1％、1％、5％和10％。
[0011]本文中使用的术语“约”可以允许数值或范围中的一定程度的变化，例如，在规定值或规定的范围极限的10％、5％或1％以内，并且包括所述的确切值或范围。如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池电芯，包括：容器，其包括限定空腔的一个或多个壁；设置在所述空腔内的多个电力单元，每个电力单元包括：第一电极；第二电极；以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的分隔体；和第一传导构件，其耦合到所述多个电力单元的至少一个第一电极，所述第一传导构件设置在所述一个或多个壁中的至少一者和所述第一电极之间的所述空腔内，并且被配置为分配来自所述至少一个第一电极的热量和/或电流。2.根据权利要求1所述的电芯，其中所述第一传导构件与所述多个电力单元的每个第一电极接触。3.根据权利要求1所述的电芯，其中：至少第一电极包括：第一集流体，其包括：第一部分；以及离开第一部分延伸的第二部分；和活性材料，其耦合到所述第一集流体的所述第一部分；并且所述第一传导构件位于所述一个或多个壁的第一壁和所述第一集流体的所述第二部分之间。4.根据权利要求1所述的电芯，进一步包括：耦合到所述第二电极的第二传导构件；并且其中：所述一个或多个壁包括第一壁和与所述第一壁相对的第二壁，所述第一和第二壁中的每一个限定所述空腔的一部分；和所述第二传导构件插入在所述第二电极和所述第二壁之间。5.根据权利要求4所述的电芯，其中：所述第一传导构件包括第一母线；所述第二传导构件包括第二母线；所述第一母线跨越所述第一壁的大于或等于50％的面积；并且所述第二母线跨越所述第二壁的大于或等于50％的面积。6.根据权利要求4所述的电芯，其中：至少一个第一电极包括：第一集流体，其包括：第一部分；以及离开第一部分延伸的第二部分；和耦合到所述第一集流体的所述第一部分的第一活性材料；和至少一个第二电极包括：第二集流体，其包括：第一部分；以及离开第一部分延伸的第二部分；以及
耦合到所述第二集流体的所述第一部分的第二活性材料。7.根据权利要求6所述的电芯，其中所述容器的横截面是矩形、三角形、六边形、八角形、多边形。8.一种电池，包括：容器，其包括第一侧和第二侧；多个电力单元，其耦合在一起并...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：