一种锂浆料电池的电芯制造技术

本发明专利技术提供了一种锂浆料电池的电芯，在每两个相邻的电芯单元之间设置三维交错通道导流板，通过多个导流板上的导流孔之间的交错重叠，形成三维的连通通道，实现从三维交错通道导流板的周边向其中心的流体运输，进而及时快速地将流体输送到与三维交错通道导流板邻接的电芯单元中，从而可以解决电芯内部浸润速度慢、甚至无法充分浸润的问题。三维交错通道导流板具有一定强度，可以有效抵抗来自电芯单元的压力而不易变形，从而有效确保流通通道不会因为压力挤压而发生闭塞。另外，根据本发明专利技术的电芯可以沿三围交错通道导流板的四周多方向引入流体，因此可以实现快速大量引流的作用。根据本发明专利技术的锂浆料可以以简便可靠的方式实现电芯的快速充分浸润。现电芯的快速充分浸润。现电芯的快速充分浸润。

【技术实现步骤摘要】
一种锂浆料电池的电芯


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体地涉及一种锂浆料电池的电芯。

技术介绍

[0002]锂浆料电池是一种新型的锂电池。锂浆料电池具有三维多孔的电芯结构，且电极材料层中含有一定比例非粘接固定的导电颗粒，可以在电解液中形成动态的导电网络，避免传统锂电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减等问题。容量型储能需要大容量的单体电池电芯，锂浆料电池同样可以通过提升单体电池的尺寸和容量，提高系统能量密度，降低监视、控制、安全维护系统的复杂度，更大的尺寸与容量，也对锂浆料电池的设计提出了新的要求。
[0003]大容量锂浆料电池具有注排液的功能，其电极厚度是传统锂离子电池的5～10倍，电极片面积是现有电极面积的数倍，电解液等液体浸润路径比较长，因此如在注排液的时候提供更多的通道供电解液进入会大大提高注排液的效率，有利于电极内部液体的浸润；而且由于采用厚电极结构，在电芯内部提供更多的散热排气通道可以防止气泡等残留在电极面上影响电池正常的充放电反应。在电芯内部设置通道时，由于储能电池有质量和体积能量密度的要求，在电芯内部设置通道时需要考虑在有限的体积/厚度下实现通道设置，且需要保证通道不会因被两侧电芯单元的压力挤占而失效。

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锂浆料电池的电芯，该电芯包括多个电芯单元，在每两个相邻的电芯单元之间设置三维交错通道导流板，通过多个导流板上的导流孔之间的交错重叠，形成三维的连通通道，实现从三维交错通道导流板的周边向其中心的流体运输，进而及时快速地将流体输送到与三维交错通道导流板邻接的电芯单元中，从而可以解决电芯内部浸润速度慢、甚至无法充分浸润的问题。三维交错通道导流板具有一定强度，可以有效抵抗来自电芯单元的压力而不易变形，从而有效确保流通通道不会因为压力挤压而发生闭塞。另外，根据本专利技术的电芯可以沿三围交错通道导流板的四周多方向引入流体，因此可以实现快速大量引流的作用。根据本专利技术的锂浆料电池的电芯尤其适用于大电池，可以以简便可靠的方式实现电芯的快速充分浸润。
[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锂浆料电池的电芯，该电芯包括至少两个电芯单元以及位于相邻两个电芯单元之间的三维交错通道导流板。电芯单元包括依次交叉层叠的正极片、隔离层和负极片。三维交错通道导流板包括设有第一导流孔的第一导流板和设有第二导流孔的第二导流板。第一导流孔分散在第一导流板上并且第二导流孔分散在第二导流板上，第一导流孔包括位于第一导流板周边且朝向第一导流板的外部开口的多个第一周边引入孔以及位于第一导流板内部的多个第一内部导流孔，第二导流孔至少包括位于第二导流板内部的多个第二内部导流孔。第一导流孔与第二导流孔交叉重叠从而形成在相邻的两个电芯
单元之间延伸的三维交错的连通通道，使得流体能够从电芯单元的周边沿多个方向进入相邻的两个电芯单元之间。三维交错通道导流板的整体厚度可以为0.1mm～5mm，材料可以为具有一定强度的耐电解液材料，比如可以为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、铝、钛、钛合金等。当三维交错通道导流板中的至少一个导流板的材料为弹性材料时，弹性材料的弹性模量可以为0.1GPa～10GPa，泊松比可以在0.3～0.45之间，该三维交错通道导流板可以起到对电芯进行外力缓冲的作用，提高电芯的抗冲击、抗震动能力。当三维交错通道导流板中的至少一个导流板的材料为多孔材料时，三维交错通道导流板可以起到储液的作用，在电芯贫液时对电芯进行补液。三维交错通道导流板位于两个电芯单元之间，由于其板状结构具有一定的抗挤压强度，因此可以有效地确保在三维交错通道导流板上形成的流通通道不会由于挤压而变窄或闭塞。第一导流孔与第二导流孔的重叠部分的面积占第一导流孔的面积的15％～80％，优选为50％～80％，通过控制第一导流孔与第二导流孔的重叠部分的面积可以避免较小的重叠面积导致的流体流动缓慢的问题。另外，第一导流孔占第一导流板的面积的20％～90％，优选为50％～90％，并且，第二导流孔占第二导流板的面积的20％～90％，优选为50％～90％，通过控制导流孔与导流板面积的占比，可以确保在两个电芯单元之间可以注入充足的流体。此外，多个第一周边引入孔可以分布在第一导流板的至少三个边缘上。也就是说，可以从多处、沿多个方向快速大量地注入流体，流体从至少三个边缘上的周边引入孔沿着多个方向朝向导流板的中心流动，极大地提高了流体的注入量以及注入速度。
[0007]电芯中包括多个电芯单元，在每两个电芯单元之间分别设置三维交错通道导流板。三维交错通道导流板由至少两个导流板构成。当三维交错通道导流板由第一导流板和第二导流板构成时，第一导流板上的第一导流孔与第二导流板上的第二导流孔交叉重叠，从第一导流板上的第一周边引入孔引入的流体顺着第一周边引入孔与第二内部导流孔重叠的部分进入第二导流孔，然后顺着该第二导流孔与另一第一内部导流孔重叠的部分进入该第一内部导流孔，接下来再顺着该第一内部导流孔与另一第二导流孔重叠的部分继续流动。也就是说，由第一导流板的第一导流孔、第二导流板的第二导流孔、第一导流板的另外的第一导流孔、第二导流板的另外的第二导流孔
……
构成连通的三维交错通道。当三维交错通道导流板由三个或三个以上的导流板构成时，多个导流板可以是具有不同导流孔分布的导流板或者也可以是具有相同导流孔分布但是放置方向不同的导流板，只要相邻的导流板之间的导流孔部分交叉重叠从而形成连续的流通通道即可。优选地，当三维交错通道导流板由三个导流板构成时，至少两个导流板可以为相同的导流板，当三维交错通道导流板由三个以上的导流板构成时，至少两对导流板可以分别为相同的导流板，这样可以简化导流板的设计及制备过程。例如，三维交错通道导流板包括多个第一导流板和/或多个第二导流板，第一导流板与第二导流板交叉层叠。在三维交错通道导流板包括三个导流板的情况下，中间可以设置第二导流板，两侧可以设置第一导流板，从两侧第一导流板的第一导流孔流入的流体都进入第二导流板的第二导流孔，然后再从第二导流板的第二导流孔分别进入两侧的第一导流板的第一导流孔。在三维交错通道导流板包括四个导流板的情况下，相互间隔的导流板可以为相同的导流板，流体可以沿着相邻导流板的导流孔重叠的部分连续流动。
[0008]除了第一导流板的周边可设置第一周边引入孔之外，另外，第二导流孔也还可以
包括位于第二导流板周边且朝向第二导流板的外部开口的多个第二周边引入孔。多个第一周边引入孔和第二周边引入孔可以分布在三维交错通道导流板的至少三个边缘上。这样，流体可以同时经由第一导流板的第一周边引入孔和第二导流板的第二周边引入孔进入，增加了引入流体的流量并且加快了引入流体的速度。此外，第一导流板和/或第二导流板也可以仅设有狭长的周边引入孔，即，第一导流板和/或第二导流板可以为梳子状结构。例如，第一导流板和第二导流板均仅设置周边引入孔，第一导流板的第一周边引入孔与第二导流板的第二周边引入孔部分重叠即可形成连通通道。
[0009]利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂浆料电池的电芯，其特征在于，所述电芯包括至少两个电芯单元以及位于相邻两个电芯单元之间的三维交错通道导流板，所述电芯单元包括依次交叉层叠的正极片、隔离层和负极片，所述三维交错通道导流板包括设有第一导流孔的第一导流板和设有第二导流孔的第二导流板，所述第一导流孔包括位于第一导流板周边且朝向所述第一导流板的外部开口的多个第一周边引入孔以及位于第一导流板内部的多个第一内部导流孔，所述第二导流孔至少包括位于第二导流板内部的多个第二内部导流孔，所述第一导流孔与所述第二导流孔交叉重叠从而形成在相邻的两个电芯单元之间延伸的三维交错的连通通道，使得流体能够从所述电芯单元的周边沿多个方向进入相邻的两个电芯单元之间，所述第一导流孔与第二导流孔的重叠部分的面积占所述第一导流孔的面积的15％～80％。2.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述三维交错通道导流板包括多个所述第一导流板和/或多个所述第二导流板，所述第一导流板与所述第二导流板交叉层叠。3.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述电芯包括三个所述电芯单元，在每两个相邻的所述电芯单元之间设置所述三维交错通道导流板。4.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第二导流孔还包括位于第二导流板周边且朝向所述第二导流板的外部开口的多个第二周边引入孔。5.根据权利要求4所述的电芯，其中，所述多个第一周边引入孔分布在所述第一导流板的至少三个边缘上；或者所述多个第一周边引入孔和所述第二周边引入孔分布在所述三维交错通道导流板的至少三个边缘上。6.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第一导流孔占所述第一导流板的面积的20％～90％，并且，所述第二导流孔占所述第二导流板的面积的20％～90％。7.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第一周边引入孔的一端与一个所述第二内部导流孔交叉重叠，所述第一内部导流孔的两端分别与两个所述第二内部导流孔交叉重叠，从而形成线型连通通道。8.根据权利要求7所述的电芯，其中，所述第一周边引入孔、第一内部导流孔和第二内部导流孔的形状为椭圆形、长方形或曲线形。9.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第一周边引入孔的至少一个部位与至少一个所述第二内部导流孔交叉重叠，所述第一内部导流孔的至少三个部位与至少三个所述第二导流孔分别交叉重叠，从而形成平面型连通通道。10.根据权利要求9所述的电芯，其中，所述第一周边引入孔、第一内部导流孔和第二内部导流孔的形状为圆形、椭圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：高维成，张萍，
申请(专利权)人：南京竞予能源有限公司，
类型：发明
国别省市：