【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种大容量电池，主要应用于电化学储能领域。
技术介绍
1、随着电化学储能的快速发展，如何提升电池的容量以及循环次数，从而降低度电成本来扩大市场占有率，是储能领域亟待解决的问题。
2、现有的大容量电池通常是将多个单体电池进行并联或串联后制作而成，这种直接通过串并联方式制作出的大容量电池由于木桶效应的存在，往往会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。
3、为了解决这一问题，现有的大容量电池在制作时，大多采用先对并组的单体电池进行分容分选，挑选一致性较高的单体电池后再进行并组，这种方式虽然能从一定程度上提高大容量电池的容量上限及循环次数，但提高的幅度依然非常有限，无法有效解决大容量电池度电成本居高不下的问题。
4、而对于电化学储能系统而言，其是由多个大容量电池并组形成，基于前述大容量电池自身由于单体电池差异性的问题，导致多个并组成为储能系统后这一问题进一步被放大，从而使得电化学储能系统的发展受到了严重的制约。
5、除一致性导致的成本问题外，现有大容量电池所组成的储能系统还存在一个非常严重的问题，即：由于一致性差，导致各个单体电池以及各大容量电池之间的发热情况也不一致，而在系统同一工作条件下，单体电池的差异会随着循环次数的增加而被不断放大，从而导致极易出现某单体电池发生热失控，因单体电池热失控从而会导致整个储能系统的安全性降低；若在短时间内无法对热失控的单体电池进行控制，极易导致整个储能系统的崩溃，从而产生火灾甚至爆炸等严重的安全事故。因
6、综上，急需提供一种一致性较好的大容量电池。
技术实现思路
1、本技术提供一种大容量电池，主要解决了现有电化学储能系统使用的大容量电池因一致性较差导致容量上限和循环次数低，甚至极易导致安全事故发生的问题。
2、本技术的主要内容如下：
3、本技术提供的大容量电池，其核心原理在于：通过实现各单体电池电解液的共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔(电池壳体)连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下。
4、但由于增加了共享电解液系统，这会使得单体电池在并组时，较之现有非共享体系的大容量电池必然会增加再次开包的步骤，因为只有将各单体电池开包后再将开包处连通，各单体电池内的电解液才能连通从而实现共享；而共享电解液环节的增加，无论是否在该环节内加入新的电解液(一种方式是利用原各单体电池内的电解液流入共享系统内实现连通，另一种是向共享电解液系统内加入新的电解液实现连通)，均会使得共享电解液的大容量电池在使用过程中产生更多的气体(即使是在真空环境下进行开包共享，由于不存在绝对的真空环境，所以导致了环境气体的侵入；另外，为了提高大容量电池的性能，还可以选择在共享电解液后再次进行化成，新的化成环节也会导致气体的产生)，而这些气体若无法及时排出，会导致大容量电池综合性能的降低，因此，本技术在增加共享电解液系统的同时增加了排气系统，便于共享电解液后产生气体的排出，有效解决了因共享环节可能导致的问题。
5、由于排气系统的增设，较之现有大容量电池，本技术提供的大容量电池还可在使用过程中进行排气，从而避免了因气体无法排出造成电池壳体鼓胀等一系列影响大容量电池综合性能问题的产生。
6、进一步地，排气系统的增设，还可以在单体电池发生热失控时，利用排气系统及时排出热失控烟气，避免了仅有共享电解液系统时，热失控烟气需克服共享体系内的电解液及泄爆阀的双重压力，提高了在安全事故发生时大容量电池的安全性；且热失控烟气通过排气系统排出，也不会对共享体系内的其它单体电池产生过多的影响，因此，其综合性能较之现有大容量电池更佳。
7、以下结合具体方案详述本技术的内容：
8、该大容量电池包括并联的多个单体电池，所述各单体电池内腔包括气体区和电解液区；各单体电池的电解液区互通，从而形成共享电解液系统；各单体电池的气体区通过第一中空构件连通，所述第一中空构件用于向各单体电池内的气体排出提供通路。其中，各单体电池的气体区通过第一中空构件连通，使得各单体电池内气压处于一个平衡体系内，各单体电池始终处于同一个气压下，减少了各单体电池内气压不一致所带来的各单体电池之间的差异。这种设计的目的在于，使大容量电池内部构成共享电解液系统，以及气体平衡排放系统，实现了各单体电池之间电解液和气压的双重均衡，提升了大容量电池的循环使用寿命。
9、对于单体电池而言，例如现有市售的单体方壳电池，内部电解液液位一般在方壳高度的70％左右，因此本技术中对于气体区的定义是单体电池电解液液面之上的区域，该区域主要用于容纳电池在化成或充放电循环中产生的气体，一般情况下，电池会因气体的产生而发生鼓胀；而对于电解液注入较满的电池，可直接将第一中空构件视为气体区，第一中空构件主要作用是在需要排出大容量电池内部产生的气体时，将气体排出。
10、进一步地，所述第一中空构件上还设置有第一泄爆阀，用于在任意单体电池发生热失控时，通过第一中空构件及第一泄爆阀排出热失控烟气。将第一中空构件同时用作泄爆系统是较佳的一种方案，当然也可以选择将共享电解液系统作为泄爆通道，但这样在泄爆时需要将共享电解液全部排出，二次利用其它正常单体电池时需要重新注入电解液；而直接利用第一中空构件(即排气通道)则不会出现该问题，热失控烟气冲破泄爆阀后直接排出，而不会影响电解液；需要注意的是，第一中空构件设置第一泄爆阀的位置，与排气时所应用的结构应合理设置，保证在排气过程中不会导致泄爆阀失效，且在正常的气体产生过程中，不触发泄爆阀。
11、同样地，所述第一中空构件一端设置有泄爆膜，另一端设置有泄压阀；所述泄爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出第一中空构件；所述泄压阀可手动或自动开启，定期开启所述泄压阀，各单体电池中气体区内的气体可经第一中空构件及泄压阀后排出。泄爆膜作为一种较佳的结构选择，主要用于热失控烟气产生后的排出，当然，也可以设置泄爆阀，泄爆阀较之于泄爆膜相对成本较高。
12、进一步地，所述第一中空构件包括设置在各单体电池上盖板上的且与所述气体区连通的第一中空单元，以及用于将各第一中空单元之间进行密封连接的多个第二中空单元。对于第一中空构件的结构形式来讲，相对较多，但应至少保障各单体电池顶部区域的连通且密封，例如可以通过一根开设有与单体电池数量相同的孔的细长管，通过软管或焊接等方式将细长管与各单体电池气体区连通；而第一中空单元和第二中空单元的方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大容量电池，其特征在于：包括并联的多个单体电池，所述各单体电池内腔包括气体区和电解液区；各单体电池的电解液区互通，从而形成共享电解液系统；各单体电池的气体区通过第一中空构件连通，所述第一中空构件用于向各单体电池内的气体排出提供通路。
2.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件上还设置有第一泄爆阀，用于在任意单体电池发生热失控时，通过第一中空构件及第一泄爆阀排出热失控烟气。
3.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件一端设置有泄爆膜，另一端设置有泄压阀；所述泄爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出第一中空构件；所述泄压阀可手动或自动开启，定期开启所述泄压阀，各单体电池中气体区内的气体可经第一中空构件及泄压阀后排出。
4.根据权利要求2至3任一所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件包括设置在各单体电池上盖板上的且与所述气体区连通的第一中空单元，以及用于将各第一中空单元之间进行密封连接的多个第二中空单元。
5.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于：所述
6.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于：所述共享电解液系统包括第二中空构件，第二中空构件包括设置在各单体电池下盖板上，且分别与各单体电池的电解液区连通的多个第三中空单元，以及用于将各第三中空单元连通的多个第四中空单元。
7.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的另一端设置有用于向共享电解液系统内的注入和/或抽出共享电解液的注换液机构。
8.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的另一端设置有用于向各单体电池和/或共享电解液内补锂的补锂机构。
9.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的另一端设置有用于过滤共享电解液系统中杂质的过滤机构。
10.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的另一端设置有用于将共享电解液系统内的电解液搅拌均匀的搅拌机构。
11.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的另一端设置有功能仓，所述功能仓内设置有用于向共享电解液系统内补入的电解液，和/或用于向共享电解液系统内的注入和/或抽出共享电解液的注换液机构；和/或用于向各单体电池和/或共享电解液内补锂的补锂机构；和/或用于过滤共享电解液系统中杂质的过滤机构；和/或用于将共享电解液系统内的电解液搅拌均匀的搅拌机构。
12.根据权利要求8所述的大容量电池，其特征在于：所述补锂机构是设置在第二中空构件另一端的第三电极，第三电极与至少一个单体电池正极或负极电连接，且至少一部分位于第二中空构件内，第三电极与单体电池正极或负极电导通后用于恢复或提高各单体电池容量。
13.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件由多段子中空构件构成；每个单体电池的上盖板上开设有两个通孔；
...【技术特征摘要】
1.一种大容量电池，其特征在于：包括并联的多个单体电池，所述各单体电池内腔包括气体区和电解液区；各单体电池的电解液区互通，从而形成共享电解液系统；各单体电池的气体区通过第一中空构件连通，所述第一中空构件用于向各单体电池内的气体排出提供通路。
2.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件上还设置有第一泄爆阀，用于在任意单体电池发生热失控时，通过第一中空构件及第一泄爆阀排出热失控烟气。
3.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件一端设置有泄爆膜，另一端设置有泄压阀；所述泄爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出第一中空构件；所述泄压阀可手动或自动开启，定期开启所述泄压阀，各单体电池中气体区内的气体可经第一中空构件及泄压阀后排出。
4.根据权利要求2至3任一所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件包括设置在各单体电池上盖板上的且与所述气体区连通的第一中空单元，以及用于将各第一中空单元之间进行密封连接的多个第二中空单元。
5.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空单元与单体电池气体区之间的通道上设置有开启压力为p1的单向阀。
6.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于：所述共享电解液系统包括第二中空构件，第二中空构件包括设置在各单体电池下盖板上，且分别与各单体电池的电解液区连通的多个第三中空单元，以及用于将各第三中空单元连通的多个第四中空单元。
7.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件一端设置有第二泄爆阀，所述第二中空构件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷政军，韩晓宇，秦智远，
申请(专利权)人：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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