电池设计制造技术

本发明专利技术涉及电池设计，具体提供一种电池组件，其包括电解质和多个复合电极。每个复合电极包括阳极段和阴极段。复合电极布置成使得第一复合电极的阳极段与第二复合电极的阴极段以电化学方式相互作用，所述电化学方式的相互作用通过设置在多个复合电极之间的电解质来进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池设计，更具体地涉及具有串联布置的多个电池段的锂离子电池设计。
技术介绍
大容量可充电电池当前被研究用于电动车辆中。电动车辆的最终可行性取决于相关成本的显著降低。电池组件的成本的降低尤其重要。锂离子电池是一种重要类型的电池技术。大多数电池组件(包括锂离子电池组件)包括多个单独的电化学单元。图IA提供了在多种现有技术电池组件中使用的电化学单元的示意性剖视图。电化学单元10包括阳·极12和阴极14。通常，阳极12包括涂覆有石墨层18的金属板或箔16 (通常是铜金属)。类似地，阴极14包括涂覆有含锂层22的金属板或箔20 (通常是铝金属)。最后，电化学单元10包括置于阳极12和阴极14之间的电解质24。接线端26和28允许生成的电被用于外电路。电化学单元通过电化学反应产生电。就锂离子电池单元而言，产生电的反应的示例通过下述公式描述阴极反应 阳极反应C - .tlJ -. Xt7IJxC 总体反应UMO2 ，C =^s= L-i^C IJ1^MO2 其中LiMO2是锂过渡金属氧化物。其他材料可用作锂离子单元的阴极和阳极，从而导致不同的产生电的反应。锂离子电池单元中发生的反应是可逆的，从而提供这种单元充电能力。在电池放电期间，阳极提供电子到外电路并且从插入到阳极上的石墨涂覆层内的锂提供锂离子到电解质。在充电期间，锂离子的移动反向。图IB提供了包括多个电化学单元的现有技术电池组件的示意性剖视图。电池组件30包括图IA所示的基本设计的电化学单元32-56。在该设计中，内电极(阳极或阴极)的活性元件沉积在电流载体58、59的两侧。此外，根据这种设计，所述电化学单元布置成平行的构造，其中每个单元的阳极电连接在一起并且每个单元的阴极电连接在一起。由此，电池组件30的电极之间产生的电压与电池组件10的电极之间产生的电压相同。图IC提供了由多个布置成平行构造的电池子组件形成的现有技术电池组件的示意性剖视图。电池组件60包括具有图IB所示的电池组件的总体设计的电池子组件62-66。根据这种设计，所述电池子组件布置成平行构造，其中每个电池子组件的阳极电连接在一起并且每个电池子组件的阴极电连接在一起。由此，电池组件60的电极之间产生的电压与电池组件10的电极之间产生的电压以及电池组件30的电极之间产生的电压相同。图ID提供了由多个布置成串联构造的电池子组件形成的现有技术电池组件的示意性剖视图。电池组件70包括具有图IB或图IC所示的电池组件的总体设计的电池子组件72-76。根据这种设计，所述电池子组件串联布置，其中一个电池子组件的阳极电连接至下一个电池子组件的阴极。虽然图1A-1D的电池组件也能合理地工作，但是仍然期望提供更容易装配的改进设计。具体地，期望减少与制造用于汽车应用的高容量电池组件相关的成本。因此，需要比当前的现有技术组件更经济的设计更简单的电池组件。
技术实现思路
本专利技术通过在至少一个实施方式中提供一种电池组件来解决现有技术的一个或多个问题。该电池组件包括电解质和多个复合电极。每个复合电极包括阳极段和阴极段。所述复合电极布置成使得第一复合电极的阳极段与第二复合电极的阴极段以电化学方式 相互作用。所述电化学反应通过设置在多个复合电极之间的电解质进行。在另一个实施方式中，提供了一种包括多个电池段和复合电极的电池组件。每个电池段包括第一复合电极板和第二复合电极板。第一复合电极板和第二复合电极板每个都独立地包括铜板和铝板，其中该铜板附接至该铝板。铜板限定阳极段并且涂覆有阳极活性层。铝板限定阴极段并且涂覆有阴极活性层。第一复合电极板和第二复合电极板布置成使得第一复合电极板的阳极段与第二复合电极板的阴极段对准。最后，电解质设置在第一复合电极板与第二复合电极板之间。方案I. 一种包括电解质和多个复合电极的电池组件，每个复合电极都包括阳极段和阴极段， 所述复合电极布置成使得第一复合电极的阳极段与第二复合电极的阴极段以电化学方式相互作用，所述电化学方式的相互作用通过设置在所述多个复合电极之间的电解质来进行。方案2.如方案I所述的电池组件，其中所述电池组件包括多个电池段，所述多个电池段由布置成使得每个复合电极的阳极段和阴极段都定位在相邻电池段中的复合电极来限定。方案3.如方案2所述的电池组件，其中所述多个电池段限定封闭容积。方案4.如方案3所述的电池组件，其中所述电池段的封闭容积通过所述复合电极电连接。方案5.如方案I所述的电池组件，其中所述复合电极包括板。方案6.如方案5所述的电池组件，其中所述板的表面的至少一部分上形成有阴极段和阳极段。方案7.如方案2所述的电池组件，其中所述电池段由附接至所述复合电极的分隔元件形成。方案8.如方案7所述的电池组件，其中所述分隔元件在所述复合电极的阳极段和阴极段之间的整个边界上延伸。方案9.如方案7所述的电池组件，其中所述分隔元件是橡胶垫。方案10.如方案7所述的电池组件，其中所述分隔元件具有相配的插入和容纳形状。方案11.如方案7所述的电池组件，其中所述分隔元件阻止相邻电池段中的电解质之间的电接触。方案12. —种包括多个电池段和复合电极的电池组件，每个电池段包括 第一复合电极板和第二复合电极板， 所述第一复合电极板和所述第二复合电极板每个都独立地包括铜板和铝板， 所述铜板附接至所述铝板，所述铜板限定阳极段并且涂覆有阳极活性层； 所述铝板限定阴极段并且涂覆有阴极活性层，所述第一复合电极板和所述第二复合电极板布置成使得所述第一复合电极板的阳极段与所述第二复合电极板的阴极段 对准；以及设置在所述第一复合电极板与所述第二复合电极板之间的电解质。方案13.如方案12所述的电池组件，其中所述电池段限定封闭容积。方案14.如方案13所述的电池组件，其中所述电池段的封闭容积通过所述复合电极电连接。方案15.如方案12所述的电池组件，其中所述电池段由附接至所述复合电极的分隔元件形成。方案16.如方案15所述的电池组件，其中所述分隔元件在所述复合电极的阳极段和阴极段之间的整个边界上延伸。方案17.如方案15所述的电池组件，其中所述分隔元件是橡胶垫。方案18.如方案15所述的电池组件，其中所述分隔元件具有相配的插入和容纳形状。附图说明通过详细描述和附图将会更充分地理解本专利技术的示例性实施方式，附图中 图IA是在多种现有技术电池组件中使用的电化学单元的示意性剖视 图IB是包括多个电化学单元的现有技术电池组件的示意性剖视 图IC是由多个布置成平行构造的电池子组件形成的现有技术电池组件的示意性剖视 图ID是由多个布置成串联构造的电池子组件形成的现有技术电池组件的示意性剖视 图2A是阳极的两侧和阴极的两侧都涂覆有电极活性层的变型； 图2B是阳极的两侧和阴极的单侧涂覆有电极活性层的变型； 图2C是其中阳极的单侧和阴极的两侧涂覆以阴极活性层的变型； 图2D是阳极的单侧和阴极的单侧涂覆有电极活性层的变型； 图3是包括多个电池段的电池组件的示意性剖视图；以及 图4是示出电池单元之间的密封的示意性剖视图。具体实施例方式现将详细地参阅构成当前为专利技术人所知的实施本专利技术的最佳模式的本专利技术的当前优选的成分、实施方式和方法。附图不一定是按比例绘制的。然而，应当理解的是，所公开的实施方式仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括电解质和多个复合电极的电池组件，每个复合电极都包括阳极段和阴极段，所述复合电极布置成使得第一复合电极的阳极段与第二复合电极的阴极段以电化学方式相互作用，所述电化学方式的相互作用通过设置在所述多个复合电极之间的电解质来进行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LC列弗，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：