用于储能设备的堆叠及密封配置制造技术

本发明专利技术提供一种储能设备，其包括：具有与第一子叠层耦接的第一侧面以及与第二子叠层耦接的第二侧面的双极性导电基板。第一子叠层及第二子叠层具有多个交替堆叠的正单极性电极单元及负单极性电极单元。每个相应的单极性电极单元都具有在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层及第二活性材料电极层。隔离件被设置于相邻的单极性电极单元之间。正单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成正极接片式电流总线，并且负单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成负极接片式电流总线。第一子叠层的负极接片式电流总线以及第二子叠层的正极接片式电流总线分别与双极性导电基板的第一侧面及第二侧面耦接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于储能设备的堆叠及密封配置相关申请的交叉引用本申请要求在2011年4月29日提交的美国临时申请N0.61/481，059以及在2011年4月29日提交的美国临时申请N0.61/481，067的优先权，这两个专利申请均通过引用的方式全文并入本文。
技术介绍
储能设备(ESD)的容量是对ESD所存储的电荷的度量，并且是能够从ESD中提取出的最大量的能量的分量。ESD的容量可以与在ESD内的电极之间的界面的数量相关。诸如卷绕电极和折叠电极之类的技术可以增加在电极之间的界面的数量。但是，折叠的及卷绕的电极的制造是困难的，因为它们需要特殊的技术来操作电极。另外，在与扁平电极相比时，折叠的及卷绕的电极还容易产生缺陷，因为额外的应力会存在于电极的折痕处或弯曲处。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供用于堆叠式储能设备(ESD)的装置和方法，该堆叠式储能设备包括用于堆叠式ESD的各种堆叠及密封配置。根据本公开内容的一些方面，本专利技术提供了具有双极性导电基板的ESD，该双极性导电基板具有与第一子叠层耦接的第一侧面以及与第二子叠层耦接的第二侧面。第一子叠层及第二子叠层包括多个交替堆叠的正单极性电极单元及负单极性电极单元，每个相应的单极性电极单元包括在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层和第二活性材料电极层。隔离件被设置于相邻的单极性电极单元之间。正单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成正极接片式电流总线(positive tabbed current bus),以及负单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成负极接片式电流总线。第一子叠层的负极接片式电流总线与双极性导电基板的第一侧面耦接，而第二子叠层的正极接片式电流总线与双极性导电基板的第二侧面耦接。在某些实施例中，导电通路包括穿孔。穿孔可以均匀地相互间隔开，并且穿孔可以为统一尺寸。第一活性材料电极层及第二活性材料电极层可以通过导电通路内的穿孔相互物理粘结。在某些实施例中，导电通路的表面面积等于由穿孔所界定的面积。在某些实施例中，第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含金属泡沫，该金属泡沫具有沉积在其内的相应的活性材料。在某些实施例中，第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含使用粘结剂与导电通路粘结的相应的活性材料。在某些实施例中，导电通路包括多个导电凸缘。正极接片式电流总线包括正单极性电极单元的多个导电凸缘，而负极接片式电流总线包括负单极性电极单元的多个导电凸缘。导电凸缘被折叠以形成相应的正极接片式电流总线和负极接片式电流总线。折叠的接片可以沿堆叠方向对齐，并且接片式电流总线可以平行于堆叠方向。在某些实施例中，正极接片式电流总线和负极接片式电流总线包括在各个接片式电流总线的末端从堆叠方向向外突出的电子连接片。第一子叠层的电子连接片与第二子叠层的电接片关于双极性导电基板对齐，而第一子叠层及第二子叠层的电子连接片与双极性导电基板电耦接并且彼此电耦接。电子连接片可以与双极性导电基板平行地突出。在某些实施例中，电子连接片跨子叠层的侧面延伸并且垂直于堆叠方向。在某些实施例中，双极性导电基板的第一侧面及第二侧面从第一子叠层及第二子叠层向外延伸以形成向外延伸部分，而第一子叠层及第二子叠层的电子连接片与双极性导电基板的向外延伸部分f禹接。在某些实施例中，ESD包括环绕着双极性导电基板且将双极性导电基板耦接至在向外延伸部分附近的第一子叠层及第二子叠层的电子连接片的硬止动件。硬止动件包括在硬止动件的外缘内用于接纳密封环的外围凹槽。密封环防止来自第一子叠层的电解质与来自第二子叠层的电解质结合。硬止动件可以包括用于使第一子叠层及第二子叠层的电子连接片对齐以使电子连接片相对于双极性导电基板彼此定位的多个凹口。根据本公开内容的一些方面，本专利技术提供了一种包括双极性电极单元的双极性ESD。双极性电极单元包括多个交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的第一子叠层，并且每个相应的单极性电极单元包括第一导电通路。双极性电极单元还包括多个交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的第二子叠层，并且每个相应的单极性电极单元包括第二导电通路。双极性电极单元还包括具有与第一子叠层耦接的第一侧面和与第二子叠层耦接的第二侧面的双极性导电基板。在某些实施例中，双极性导电基板与用于第一子叠层的交替的负单极性电极单元的第一导电通路耦接，并且双极性导电基板与用于第二子叠层的交替的正单极性电极单元的第二导电通路耦接。根据本公开内容的一些方面，本专利技术提供了用于ESD的子叠层。子叠层包括正端子的单极性电极单元、负端子的单极性电极单元，以及堆叠于正端子的单极性电极单元及负端子的单极性电极单元之间的多个交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元。每个相应的单极性电极单元包括在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层和第二活性材料电极层。隔离件被设置于相邻的单极性电极单元之间。子叠层被配置用于经由正的单极性电极单元或负端子的单极性电极单元以及交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的相应的正极或负极导电通路与双极性导电基板耦接。在某些实施例中，正端子的单极性电极单元及负端子的单极性电极单元包括在导电通路的面向交替的正单极性电极单元及负单极性电极单元的侧面上具有活性材料电极层的相应的导电通路。【附图说明】本公开内容的上述及其他目的和优点在考虑了下面结合附图进行的详细描述后将变得显而易见，在附图中相同的附图标记指示所有附图中的相同部分，并且在附图中:图1A-图1B示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性的单极性电极单元或 MPU ；图2A-图2D示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性的导电通路或“电子轨道(electronic raceway)，，；图3示出了根据本公开内容的某些实现方式的包括多个MPU的说明性子叠层的局部分解图；图4示出了根据本公开内容的某些实现方式的包括多个MPU的说明性子叠层；图5A-图5B示出了根据本公开内容的某些实现方式的包括多个MPU的说明性子叠层的截面图；图6示出了根据本公开内容的某些实现方式的具有接片式电流总线的说明性子置层;图7A-图7B示出了根据本公开内容的某些实现方式的具有接片式电流总线的说明性子叠层的截面图；图8A-图SC描绘了根据本公开内容的某些实现方式的用于电耦接导电凸缘的各种技术；图9示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性子叠层和双极性导电基板的局部分解图；图10示出了根据本公开内容的某些实现方式的具有硬止动件的说明性子叠层；图1lA-图1lB示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性的硬止动件的透视图；图12示出了根据本公开内容的某些实现方式的具有硬止动件的说明性子叠层的截面图；图13示出了根据本公开内容的某些实现方式的具有放置于ESD套管内的硬止动件的多个子叠层的局部界面透视图；图14示出了根据本公开内容的某些实现方式的设置于硬止动件上的说明性的平衡阀和充注管端口；图15示出了根据本公开内容的某些实现方式的用于以电解质充注ESD的子叠层的说明性技术，；图16示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性的矩形子叠层的透视图；图17A-图17B示出了根据本公开内容的某些实现方式的说明性的矩形MPU;图18示出了根据本公开内容的某些实现方式的包括多个MPU的说明性的矩形子叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能设备，包括：具有与第一子叠层耦接的第一侧面以及与第二子叠层耦接的第二侧面的双极性导电基板，所述第一子叠层及第二子叠层包括：多个交替堆叠的正单极性电极单元及负单极性电极单元，每个相应的单极性电极单元包括在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层和第二活性材料电极层；以及设置于相邻的单极性电极单元之间的隔离件，其中所述正单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成正极接片式电流总线，以及所述负单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成负极接片式电流总线；并且其中所述第一子叠层的所述负极接片式电流总线与所述双极性导电基板的所述第一侧面耦接，并且所述第二子叠层的所述正极接片式电流总线与所述双极性导电基板的所述第二侧面耦接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.29 US 61/481,067;2011.04.29 US 61/481,0591.一种储能设备，包括: 具有与第一子叠层耦接的第一侧面以及与第二子叠层耦接的第二侧面的双极性导电基板， 所述第一子叠层及第二子叠层包括: 多个交替堆叠的正单极性电极单元及负单极性电极单元，每个相应的单极性电极单元包括在导电通路的相对侧面上的第一活性材料电极层和第二活性材料电极层；以及 设置于相邻的单极性电极单元之间的隔离件， 其中所述正单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成正极接片式电流总线，以及所述负单极性电极单元的导电通路被电耦接以形成负极接片式电流总线；并且 其中所述第一子叠层的所述负极接片式电流总线与所述双极性导电基板的所述第一侧面耦接，并且所述第二子叠层的所述正极接片式电流总线与所述双极性导电基板的所述第二侧面耦接。2.根据权利要求1所述的储能设备，其中所述导电通路包括穿孔。3.根据权利要求2所述的储能设备，其中所述穿孔相互均匀地间隔开。4.根据权利要求2所述的储能设备，其中所述穿孔的尺寸是统一的。5.根据权利要求2所述的储能设备，其中所述第一活性材料电极层及第二活性材料电极层通过所述导电通路内的所述穿孔相互物理粘结。6.根据权利要求2所述的储能设备，其中所述导电通路的表面面积等于由所述穿孔所界定的面积。`7.根据权利要求1所述的储能设备，其中所述第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含金属泡沫，所述金属泡沫具有布置于其内的相应的活性材料。8.根据权利要求1所述的储能设备，其中所述第一活性材料电极层及第二活性材料电极层包含使用粘结剂与所述导电通路粘结的相应的活性材料。9.根据权利要求1所述的储能设备，其中所述导电通路包括多个导电凸缘。10.根据权利要求9所述的储能设备，其中所述正极接片式电流总线包括所述正单极性电极单元的所述多个导电凸缘，并且所述负极接片式电流总线包括所述负单极性电极单元的所述多个导电凸缘。11.根据权利要求9所述的储能设备，其中所述导电凸缘被折叠以形成相应的所述正极接片式电流总线和负极接片式电流总线。12.根据权利要求11所述的储能设备，其中所折叠的接片沿堆叠方向对齐。13.根据权利要求12所述的储能设备，其中所述接片式电流总线平行于所述堆叠方向。14.根据权利要求11所述的储能设备，其中所述正极接片式电流总线和负极接片式电流总线包括在相应的所述接片式电流总线的末端处从所述堆叠方向向外突出的电子连接片。15.根据权利要求14所述的储能设备，其中所述第一子叠层的电子连接片与所述第二子叠层的电子连接片关于所述双极性导电基板对齐，并且其中所述第一子叠层及第二子叠层的所述电子连接片与所述双极性导电基板电耦接且相互电耦接。16.根据权利要求14所述的储能设备，其中所述电子连接片与所述双极性导电基板平行地突出。17.根据权利要求14所述的储能设备，其中所述电子连接片跨所述子叠层的侧面且垂直于所述堆叠方向而延伸。18.根据权利要求14所述的储能设备，其中所述双极性导电基板的所述第一侧面及第二侧面从所述第一子叠层及第二子叠层向外延伸以形...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克拉克，K·切里索尔，J·雷加拉多，J·K·韦斯特，周昕，J·戈登，M·西塔，N·西塔，
申请(专利权)人：G四协同学公司，
类型：
国别省市：