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一种集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置的制作方法

2022-03-17 04:12:27 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型属于电化学储能技术领域,具体的为一种集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置。


背景技术:

2.现有的电芯的表面积尺寸一般较小,因而电芯的极耳可设置在任意位置处,极耳设置的位置不会对电芯内部电子传导的电阻造成较大影响。随着技术的发展,电芯的表面积越来越大,单个电芯的容量也随之增大。然而,现有的电芯仍将极耳设置在位于其长度方向上的两端位置处,电子从集流体的一端传导至集流体的另一端时,传导路径较长,传导的电阻增大。当集流体内电子传导路径增大而导致电阻增大后,电芯内部因电阻增加的发热量也会相应增大,不利于电芯安全。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置,能够有效降低电子传导路径长度,从而减小集流体电阻。
4.为达到上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
5.本实用新型首先提出了一种集流体,包括集流体本体,所述集流体本体上设有电极区和极耳区,所述电极区成方形并具有长l0和宽w0,且l0>wo;
6.所述极耳区包括一个或至少两个间隔设置的极耳分区,所述极耳分区设置在所述电极区边长为l0的边上。
7.进一步,所述极耳分区均设置在所述电极区其中一条边长为l0的边上;或所述极耳分区分别设置在所述电极区的两条边长为l0的边上。
8.进一步,当所述极耳分区分别设置在所述电极区的两条边长为l0的边上时,所有的所述极耳分区在平行于所述电极区的边长为l0的边的直线上的投影之间具有间隙。
9.进一步,所述电极区的边长为w0的边上间隔设有至少一个所述极耳分区。
10.本实用新型还提出了一种电芯,包括第一集流体和第二集流体,所述第一集流体上设有第一电极材料层,所述第二集流体上设有第二电极材料层;所述第一电极材料层和第二电极材料层之间设有固体电解质层,或所述第一电极材料层和第二电极材料层之间设有隔膜和电解液;
11.所述第一集流体和第二集流体均采用如上所述集流体;令设置在所述第一集流体上的电极区和极耳区分别为第一电极区和第一极耳区;设置在所述第二集流体上的电极区和极耳区分别为第二电极区和第二极耳区;所述第一电极材料层设置在所述第一电极区上,所述第二电极材料层设置在所述第二电极区上;所述第一极耳区的所述极耳分区形成第一极耳,所述第二极耳区的所述极耳分区形成第二极耳。
12.进一步,在垂直于所述第一集流体的视图方向上,所述第一集流体和第二集流体的电极区重合,所述第一极耳和第二极耳设置在所述电极区的同一侧,或所述第一极耳和
第二极耳分别设置在所述电极区的两侧。
13.本实用新型还提出了一种叠层电芯,包括至少两个如上所述的电芯,相邻两个所述电芯的所述第一集流体或第二集流体叠合在一起;所有的所述第一集流体上对应设有一个或至少两个所述第一极耳,且对应设置的所述第一极耳之间连接在一起;所有的所述第二集流体上对应设有一个或至少两个第二极耳,且对应设置的所述第二极耳之间连接在一起。
14.进一步,在垂直于所述第一集流体的视图方向上,所有的所述第一电极区和第二电极区重合;对应设置的所述第一极耳之间部分重合或完全重合,对应设置的第二极耳之间部分重合或完全重合。
15.进一步,当所述第一电极区和第二电极区的同一侧同时设有所述第一极耳和第二极耳时,设置在该侧的所述第一极耳和第二极耳之间具有间隙。
16.进一步,设置在所述第一电极区和第二电极区的同一侧的所述第一极耳和第二极耳之间交错设置。
17.进一步,对应设置的所述第一极耳之间焊接连接,对应设置的所述第二极耳之间焊接连接。
18.本实用新型还提出了一种叠层电芯,包括间隔设置的至少三个第一叠层集流体,所述第一叠层集流体的两侧侧面上设有第三电极材料层或第四电极材料层;相邻的两个所述第一叠层集流体相向的侧面上分别设有所述第三电极材料层和第四电极材料层;所述第三电极材料层和第四电极材料层之间设有固体电解质层,或所述第三电极材料层和第四电极材料层之间设有隔膜和电解液;
19.所有的所述第一叠层集流体均采用如上所述集流体;令设有第三电极材料层的所述第一叠层集流体为第三集流体,设有第四电极材料层的所述第一叠层集流体为第四集流体;
20.所述第三电极材料层设置在所述第三集流体的所述电极区上,所述第四电极材料层设置在所述第四集流体的所述电极区上;所述第三集流体的所述极耳分区形成第三极耳,所述第四集流体的所述极耳分区形成第四极耳;
21.所有的所述第三集流体上对应设有一个或至少两个所述第三极耳,且对应设置的所述第三极耳之间连接在一起;所有的所述第四集流体上对应设有一个或至少两个第四极耳,且对应设置的所述第四极耳之间连接在一起。
22.进一步,在垂直于所述第三集流体的视图方向上,所有的所述第三集流体和第四集流体的所述电极区重合;对应设置的所述第三极耳之间部分重合或完全重合,对应设置的第四极耳之间部分重合或完全重合。
23.进一步,当所述电极区的同一侧同时设有所述第三极耳和第四极耳时,所述第三极耳和第四极耳之间具有间隙。
24.进一步,设置在所述电极区的同一侧的所述第三极耳和第四极耳之间交错设置。
25.进一步,对应设置的所述第三极耳之间焊接连接,对应设置的所述第四极耳之间焊接连接。
26.本实用新型还提出了一种叠层电芯,包括层叠在一起的至少两个第一电芯单元,相邻两个所述第一电芯单元之间设有绝缘隔离层;
27.所述第一电芯单元包括至少一个电芯器件,所述电芯器件包括第五集流体和第六集流体,所述第五集流体上设有第五电极材料层,所述第六集流体上设有第六电极材料层,所述第五电极材料层和第六电极材料层之间设有固体电解质层,或所述第五电极材料层和第六电极材料层之间设有隔膜和电解液;
28.所述第五集流体和第六集流体均采用如上所述集流体;所述第五电极材料层设置在所述第五集流体的电极区上,所述第六电极材料层设置在所述第六集流体的电极区上;所述第五集流体的所述极耳分区形成第五极耳,所述第六集流体的极耳分区形成第六极耳;
29.所述第一电芯单元包括一个所述电芯器件或至少两个所述电芯器件,当所述第一电芯单元包括至少两个所述电芯器件时,相邻两个相邻的所述电芯器件的第五集流体或第六集流体叠合在一起;所述第一电芯单元中的所有所述第五集流体上对应设有一个或至少两个所述第五极耳,且对应设置的所述第五极耳之间连接在一起;所述第一电芯单元中的所有所述第六集流体上对应设有一个或至少两个第六极耳,且对应设置的所述第六极耳之间连接在一起;
30.相邻两个所述第一电芯单元中,其中一个所述第一电芯单元的所述第五极耳和另一个所述第一电芯单元的第六极耳连接在一起。
31.进一步,在垂直于所述第五集流体的视图方向上,所有的所述第五集流体和第六集流体的所述电极区重合;同一个所述第一电芯单元中,对应设置的所述第五极耳之间部分重合或完全重合,对应设置的第六极耳之间部分重合或完全重合。
32.进一步,同一个所述第一电芯单元中,当所述电极区的同一侧同时设有所述第五极耳和第六极耳时,所述第五极耳和第六极耳之间具有间隙。
33.进一步,设置在所述电极区的同一侧的所述第五极耳和第六极耳之间交错设置。
34.进一步,所述第一电芯单元中的所有所述第五极耳之间焊接连接;所述第一电芯单元中的所有所述第六极耳之间焊接连接;相邻两个所述第一电芯单元中,其中一个所述第一电芯单元的所述第五极耳和另一个所述第一电芯单元的第六极耳焊接连接。
35.进一步,相邻两个所述第一电芯单元中,其中一个所述第一电芯单元的第五极耳与另一个所述第一电芯单元的第六极耳对应设置;在垂直于所述第五集流体的视图方向上,相邻两个所述第一电芯单元中对应设置的第五极耳和第六极耳之间部分重合或完全重合。
36.本实用新型还提出了一种叠层电芯,包括层叠在一起的至少两个第二电芯单元,相邻两个所述第二电芯单元之间设有绝缘隔离层;
37.所述第二电芯单元包括间隔设置的至少三个第二叠层集流体,所述第二叠层集流体的两侧侧面上设有第七电极材料层或第八电极材料层;相邻的两个所述第二叠层集流体相向的侧面上分别设有所述第七电极材料层和第八电极材料层;所述第七电极材料层和第八电极材料层之间设有固体电解质层,或所述第七电极材料层和第八电极材料层之间设有隔膜和电解液;
38.所有的所述第二叠层集流体均采用如上所述集流体;令设有第七电极材料层的所述第二叠层集流体为第七集流体,设有第八电极材料层的所述第二叠层集流体为第八集流体;所述第七电极材料层设置在所述第七集流体的电极区上,所述第八电极材料层设置在
所述第八集流体的电极区上;所述第七集流体的所述极耳分区形成第七极耳,所述第八集流体的极耳分区形成第八极耳;
39.所述第二电芯单元中的所有所述第七集流体上对应设有一个或至少两个所述第七极耳,且对应设置的所述第七极耳之间连接在一起;所述第二电芯单元中的所有所述第八集流体上对应设有一个或至少两个第八极耳,且对应设置的所述第八极耳之间连接在一起;
40.相邻两个所述第二电芯单元中,其中一个第二电芯单元的所述第七极耳和另一个所述第二电芯单元的第八极耳连接在一起。
41.进一步,在垂直于所述第七集流体的视图方向上,所有的所述第七集流体和第八集流体的所述电极区重合;同一个所述第二电芯单元中,对应设置的所述第七极耳之间部分重合或完全重合,对应设置的第八极耳之间部分重合或完全重合。
42.进一步,同一个所述第二电芯单元中,当所述电极区的同一侧同时设有所述第七极耳和第八极耳时,所述第七极耳和第八极耳之间具有间隙。
43.进一步,设置在所述电极区同一侧的所述第七极耳和第八极耳之间交错设置。
44.进一步,所述第二电芯单元中的所有所述第七极耳之间焊接连接;所述第二电芯单元中的所有所述第八极耳之间焊接连接;相邻两个所述第二电芯单元中,其中一个所述第二电芯单元的所述第七极耳和另一个所述第二电芯单元的第八极耳焊接连接。
45.进一步,相邻两个所述第二电芯单元中,其中一个所述第二电芯单元的第七极耳与另一个所述第二电芯单元的第八极耳对应设置;在垂直于所述第七集流体的视图方向上,相邻两个所述第二电芯单元中对应设置的第七极耳和第八极耳之间部分重合或完全重合。
46.本实用新型还提出了一种电芯单体,包括单体壳体,所述单体壳体内设有如上所述的叠层电芯。
47.进一步,所述单体壳体成长方形并具有长边、宽边和厚边,所述单体壳体的长边与所述电极区的长边平行,所述单体壳体的宽边与所述电极区的宽边平行;令边长为所述单体壳体的长边和厚边的侧面为单体侧面,所述单体侧面上设有用于注入电解液的注液口,所述极耳区设有用于电解液流通的通孔。
48.进一步,所述单体壳体的两个所述单体侧面上分别设有所述注液口。
49.进一步,所述单体侧面上分别间隔设有至少两个所述注液口。
50.进一步,令边长为所述单体壳体的宽边和厚边的侧面为单体端面,所述单体壳体上设有单体极耳,所述单体极耳设置在所述单体侧面和/或单体端面上。
51.进一步,所述单体极耳包括第一单体极耳和第二单体极耳,所述第一单体极耳和第二单体极耳分别设置在两个所述单体侧面上,或所述第一单体极耳和第二单体极耳分别设置在两个所述单体端面上。
52.进一步,所述单体侧面上间隔设有至少一个所述第一单体极耳或第二单体极耳。
53.本实用新型还提出了一种储能装置,包括箱体,所述箱体内设有至少一个如上所述的电芯单体。
54.进一步,所述箱体为长方体形,且所述箱体具有长度l、宽度w和高度h;所述单体本体为长方体形,且所述单体本体具有长度l’、宽度w’和厚度t’;令所述箱体中边长为长度 l
和高度h的两个侧面为安装面,则所述箱体的宽度w与所述单体本体的长度l’之间满足:
55.l=l’ δ1或l=2l’ δ256.其中,δ1和δ2分别表示箱体中的其他附属结构在箱体宽度方向上占据的厚度。
57.进一步,所述箱体的两个安装面中,其中一个安装面为可开闭的操作面,另一个所述安装面为定位面,所述定位面上设有用于插接所述储能单体的单体插接结构,所述储能单体通过所述操作面阵列插装在所述单体插装结构上;或,
58.所述箱体内设有与所述安装面平行的中间定位板,所述中间定位板的两侧侧面均为定位面,所述定位面上设有用于插接所述储能单体的单体插接结构,所述箱体的两个所述安装面均为可开闭的操作面,所述储能单体通过两个所述操作面阵列插接安装在所述单体插装结构上。
59.进一步,所述箱体内设有用于使所述储能单体保持稳固的稳固装置。
60.进一步,所述箱体的两个安装面之间间隔设有隔板并在所述箱体内形成若干安装槽,若干所述电芯单体组成单体簇并安装在所述安装槽内;所述单体壳体上设有单体极耳,所述单体极耳设置在所述单体侧面时,所述安装槽位于所述箱体长度方向上的侧面上设有与所述单体极耳配合的第一极耳配合结构;所述单体极耳设置在所述单体端面上时,所述安装槽位于所述箱体宽度方向上的两端设有与所述单体极耳配合的第二极耳配合结构。
61.本实用新型的有益效果在于:
62.本实用新型的集流体,通过在电极区的长边上设置极耳分区,且电极区的长边长度大于其宽边长度,电子在集流体本体内会朝向距离其最近的极耳分区传导,从而可使电子在集流体本体内传导的距离减小;同理,可以将电极区的长度按照不同的使用场景来设置而不受限制,仅需在电极区的长边上按照设定的间隔距离设置极耳分区即可;通过减小电子传导距离,能够减小电子传导的电阻,降低电芯内部因电阻产生的热量,从而能够更好地控制电芯发热,提高电芯运行安全性和稳定性。
附图说明
63.为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本实用新型提供如下附图进行说明:
64.图1为本实用新型集流体实施例1的结构示意图;
65.图2为在电极区两条长边上分别设有极耳分区时的结构示意图;
66.图3为本实用新型电芯实施例2的结构示意图;
67.图4为图3的a-a剖视图;
68.图5为第一极耳和第二极耳位于同一侧时的结构示意图;
69.图6为本实用新型叠层电芯实施例3的结构示意图;
70.图7为图6的b-b剖视图;
71.图8为本实用新型叠层电芯实施例4的结构示意图;
72.图9为图8的c-c剖视图;
73.图10为本实用新型叠层电芯实施例5的结构示意图;
74.图11为图10的左视图;
75.图12为图11的d-d剖视图;
76.图13为第一电芯单元包含多个电芯器件时的结构示意图;
77.图14为本实用新型叠层电芯实施例6的结构示意图;
78.图15为图14的左视图;
79.图16为图15的e-e剖视图;
80.图17为本实用新型电芯单体实施例7的结构示意图;
81.图18为单体极耳设置在单体侧面上时的结构示意图;
82.图19为本实用新型储能装置实施例8的结构示意图;
83.图20为箱体内设有中间定位板时的结构示意图;
84.图21为箱体内设有隔板时的结构示意图。
具体实施方式
85.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施,但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
86.实施例1
87.如图1所示,为本实用新型集流体实施例1的结构示意图。本实施例的集流体,包括集流体本体,集流体本体上设有电极区11和极耳区12,电极区11成方形并具有长l0和宽w0,且l0>wo。本实施例的极耳区12包括一个或至少两个间隔设置的极耳分区13,极耳分区13 设置在电极区11边长为l0的边上。
88.进一步,极耳分区13均设置在电极区11其中一条边长为l0的边上,如图1所示;或极耳分区13分别设置在电极区11的两条边长为l0的边上,如图2所示。且当极耳分区分别设置在电极区的两条边长为l0的边上时,所有的极耳分区13在平行于电极区的边长为l0的边的直线上的投影之间具有间隙。优选的,所有的极耳分区13在平行于电极区的边长为l0的边的直线上的投影中,相邻两个投影之间的间隙相等。
89.进一步,在一些实施例中,还可以在电极区11的边长为w0的边上间隔设有至少一个极耳分区13,不再累述。
90.本实施例的集流体,通过在电极区的长边上设置极耳分区,且电极区的长边长度大于其宽边长度,电子在集流体本体内会朝向距离其最近的极耳分区传导,从而可使电子在集流体本体内传导的距离减小;同理,可以将电极区的长度按照不同的使用场景来设置而不受限制,仅需在电极区的长边上按照设定的间隔距离设置极耳分区即可;通过减小电子传导距离,能够减小电子传导的电阻,降低电芯内部因电阻产生的热量,从而能够更好地控制电芯发热,提高电芯运行安全性和稳定性。
91.实施例2
92.如图3所述,为本实用新型电芯实施例2的结构示意图。本实施例的电芯,包括第一集流体21和第二集流体22,第一集流体21上设有第一电极材料层23,第二集流体22上设有第二电极材料层24;第一电极材料层23和第二电极材料层24之间设有固体电解质层(图中未示出),或第一电极材料层23和第二电极材料层24之间设有隔膜和电解液(图中未示出),即本实施例的电芯可以为固体电芯或液态电芯,不再累述。
93.本实施例的第一集流体21和第二集流体22均采用如实施例1所述的集流体。令设置在第一集流体21上的电极区和极耳区分别为第一电极区和第一极耳区;设置在第二集流
体22 上的电极区和极耳区分别为第二电极区和第二极耳区;第一电极材料层23设置在第一电极区上,第二电极材料层24设置在第二电极区上;第一极耳区的极耳分区形成第一极耳25,第二极耳区的极耳分区形成第二极耳26。
94.进一步,在垂直于第一集流体21的视图方向上,第一集流体21和第二集流体22的电极区重合,第一极耳25和第二极耳26设置在电极区的同一侧,此时第一极耳25和第二极耳 26交错设置,如图5所示;或第一极耳25和第二极耳26分别设置在电极区的两侧,如图3 所示。本实施例的第一极耳25和第二极耳26分别设置在电极区的两侧,可以提高第一电极材料层23和第二电极材料层24之间的电化学反应的均匀性。
95.实施例3
96.如图6所示,为本实用新型叠层电芯实施例3的结构示意图。本实施例的叠层电芯,包括至少两个如实施例3所述的电芯,相邻两个电芯的第一集流体21或第二集流体22叠合在一起;所有的第一集流体21上对应设有一个或至少两个第一极耳25,且对应设置的第一极耳25之间连接在一起,本实施例的第一集流体21上对应设有三个第一极耳25。所有的第二集流体22上对应设有一个或至少两个第二极耳26,且对应设置的第二极耳26之间连接在一起,本实施例的第二集流体22上对应设有三个第二极耳26。即本实施例的叠层电芯中,所有电芯之间并联连接。
97.进一步,在垂直于第一集流体21的视图方向上,所有的第一电极区和第二电极区重合;对应设置的第一极耳25之间部分重合或完全重合,对应设置的第二极耳26之间部分重合或完全重合,从而可以方便地将各第一集流体21上对应设置的第一极耳25连接在一起,同理,可以方便地将各第二集流体22上对应设置的第二极耳26连接在一起。本实施例中,对应设置的第一极耳25之间焊接连接,对应设置的第二极耳26之间焊接连接。
98.进一步,在一些实施例中,当第一电极区和第二电极区的同一侧同时设有第一极耳25和第二极耳26时,设置在该侧的第一极耳25和第二极耳26之间具有间隙,防止第一极耳25 和第二极耳26之间短路。具体的,设置在第一电极区和第二电极区的同一侧的第一极耳25 和第二极耳26之间交错设置。
99.实施例4
100.如图8所示,为本实用新型叠层电芯实施例4的结构示意图。本实施例的叠层电芯,包括间隔设置的至少三个第一叠层集流体,第一叠层集流体的两侧侧面上设有第三电极材料层 31或第四电极材料层32;相邻的两个第一叠层集流体相向的侧面上分别设有第三电极材料层 31和第四电极材料层32;第三电极材料层31和第四电极材料层32之间设有固体电解质层(图中未示出),或第三电极材料层31和第四电极材料层32之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。也即本实施例的叠层电芯可以为固态叠层电芯,也可以为液态叠层电芯。
101.所有的第一叠层集流体均采用如实施例1所述的集流体。令设有第三电极材料层31的第一叠层集流体为第三集流体33,设有第四电极材料层32的第一叠层集流体为第四集流体34。第三电极材料层31设置在第三集流体33的电极区上,第四电极材料层32设置在第四集流体 34的电极区上;第三集流体33的极耳分区形成第三极耳35,第四集流体34的极耳分区形成第四极耳36。
102.所有的第三集流体33上对应设有一个或至少两个第三极耳35,且对应设置的第三极耳 35之间连接在一起,本实施例的第三集流体33上对应设有两个第三极耳35。所有的第
四集流体34上对应设有一个或至少两个第四极耳36,且对应设置的第四极耳36之间连接在一起,本实施例的第四集流体34上对应设有两个第四极耳36。具体的,本实施例中,对应设置的第三极耳35之间焊接连接,对应设置的第四极耳36之间焊接连接。
103.进一步,在垂直于第三集流体33的视图方向上,所有的第三集流体33和第四集流体34 的电极区重合;对应设置的第三极耳35之间部分重合或完全重合,对应设置的第四极耳36 之间部分重合或完全重合,从而可以方便地将各第三集流体33上对应设置的第一极耳35连接在一起,同理,可以方便地将各第四集流体34上对应设置的第四极耳36连接在一起。本实施例中,对应设置的第三极耳35之间焊接连接,对应设置的第四极耳36之间焊接连接。
104.进一步,在一些实施例中,当电极区的同一侧同时设有第三极耳35和第四极耳36时,第三极耳35和第四极耳36之间具有间隙,且设置在电极区同一侧的第三极耳35和第四极耳 36之间交错设置。
105.实施例5
106.如图10所示,为本实用新型叠层电芯实施例5的结构示意图。本实施例的叠层电芯,包括层叠在一起的至少两个第一电芯单元40,相邻两个第一电芯单元40之间设有绝缘隔离层 41。
107.第一电芯单元40包括至少一个电芯器件,电芯器件包括第五集流体42和第六集流体43,第五集流体42上设有第五电极材料层44,第六集流体43上设有第六电极材料层45,第五电极材料层44和第六电极材料层45之间设有固体电解质层(图中未示出),或第五电极材料层 44和第六电极材料层45之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。
108.第五集流体和第六集流体均采用如实施例1所述的集流体。第五电极材料层44设置在第五集流体42的电极区上,第六电极材料层45设置在第六集流体43的电极区上;第五集流体 42的极耳分区形成第五极耳46,第六集流体43的极耳分区形成第六极耳47。
109.第一电芯单元40包括一个电芯器件或至少两个电芯器件。当第一电芯单元40包括至少两个电芯器件时,相邻两个相邻的电芯器件的第五集流体42或第六集流体43叠合在一起。第一电芯单元40中的所有第五集流体42上对应设有一个或至少两个第五极耳46,且对应设置的第五极耳46之间连接在一起,本实施例的第五集流体42上对应设有三个第五极耳46。第一电芯单元40中的所有第六集流体43上对应设有一个或至少两个第六极耳47,且对应设置的第六极耳47之间连接在一起,本实施例的第六集流体43上对应设有三个第六极耳47。即属于同一个第一电芯单元40的电芯器件之间并联连接。
110.相邻两个第一电芯单元40中,其中一个第一电芯单元40的第五极耳46和另一个第一电芯单元40的第六极耳47连接在一起。即第一电芯单元40之间串联连接。
111.进一步,在垂直于第五集流体42的视图方向上,所有的第五集流体42和第六集流体43 的电极区重合;同一个第一电芯单元40中,对应设置的第五极耳46之间部分重合或完全重合,对应设置的第六极耳47之间部分重合或完全重合。从而可以方便地将各第五集流体42 上对应设置的第五极耳46连接在一起,同理,可以方便地将各第六集流体43上对应设置的第六极耳47连接在一起。本实施例中,对应设置的第五极耳46之间焊接连接,对应设置的第六极耳47之间焊接连接。
112.进一步,在一些实施例中,同一个第一电芯单元40中,当电极区的同一侧同时设有
第五极耳46和第六极耳47时,第五极耳46和第六极耳47之间具有间隙,避免第五极耳46和第六极耳47之间短路。且设置在电极区的同一侧的第五极耳和第六极耳之间交错设置。
113.进一步,相邻两个第一电芯单元40中,其中一个第一电芯单元40的第五极耳46和另一个第一电芯单元40的第六极耳47焊接连接。本实施例的相邻两个第一电芯单元40中,其中一个第一电芯单元40的第五极耳46与另一个第一电芯单元40的第六极耳47对应设置;在垂直于第五集流体42的视图方向上,相邻两个第一电芯单元40中对应设置的第五极耳46和第六极耳47之间部分重合或完全重合,便于焊接连接从而实现第一电芯单元40之间的串联连接。
114.实施例6
115.如图14所示,为本实用新型叠层电芯实施例6的结构示意图。本实施例的叠层电芯,包括层叠在一起的至少两个第二电芯单元50,相邻两个第二电芯单元50之间设有绝缘隔离层 51。
116.第二电芯单元50包括间隔设置的至少三个第二叠层集流体,第二叠层集流体的两侧侧面上设有第七电极材料层52或第八电极材料层53;相邻的两个第二叠层集流体相向的侧面上分别设有第七电极材料层52和第八电极材料层53;第七电极材料层52和第八电极材料层53 之间设有固体电解质层(图中未示出),或第七电极材料层52和第八电极材料层53之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。
117.所有的第二叠层集流体均采用如实施例1所述的集流体。令设有第七电极材料层52的第二叠层集流体为第七集流体54,设有第八电极材料层53的第二叠层集流体为第八集流体55。第七电极材料层52设置在第七集流体54的电极区上,第八电极材料层53设置在第八集流体 55的电极区上;第七集流体54的极耳分区形成第七极耳56,第八集流体55的极耳分区形成第八极耳57。
118.第二电芯单元50中的所有第七集流体54上对应设有一个或至少两个第七极耳56,且对应设置的第七极耳56之间连接在一起,本实施例的第七集流体54上对应设有两个第七极耳 56。第二电芯单元中的所有第八集流体55上对应设有一个或至少两个第八极耳57,且对应设置的第八极耳57之间连接在一起,本实施例的第八集流体55上对应设有两个第八极耳57。相邻两个第二电芯单元50中,其中一个第二电芯单元50的第七极耳56和另一个第二电芯单元50的第八极耳57连接在一起。
119.进一步,在垂直于第七集流体54的视图方向上,所有的第七集流体54和第八集流体55 的电极区重合;同一个第二电芯单元50中,对应设置的第七极耳56之间部分重合或完全重合,对应设置的第八极耳57之间部分重合或完全重合。从而可以方便地将各第七集流体54 上对应设置的第七极耳56连接在一起,同理,可以方便地将各第八集流体55上对应设置的第八极耳57连接在一起。本实施例中,对应设置的第七极耳56之间焊接连接,对应设置的第八极耳57之间焊接连接。即本实施例的第二电芯单元50内部为并联连接。
120.进一步,同一个第二电芯单元40中,当电极区的同一侧同时设有第七极耳56和第八极耳57时,第七极耳56和第八极耳57之间具有间隙,避免第七极耳56和第八极耳57之间短路,此时可将设置在电极区同一侧的第七极耳和第八极耳之间交错设置。
121.进一步,相邻两个第二电芯单元50中,其中一个第二电芯单元50的第七极耳56和另一个第二电芯单元50的第八极57耳焊接连接。相邻两个第二电芯单元50中,其中一个第
二电芯单元50的第七极耳56与另一个第二电芯单元50的第八极耳57对应设置;在垂直于第七集流体的视图方向上,相邻两个第二电芯单元50中对应设置的第七极耳56和第八极耳57之间部分重合或完全重合,从而便于将相邻两个第二电芯单元50的第七极耳56和第八极耳57 连接在一起,即便于实现相邻两个第二电芯单元50的串联连接。
122.实施例7
123.如图17所示,为本实用新型电芯单体实施例7的结构示意图。本实施例的电芯单体,包括单体壳体60,单体壳体60内设有叠层电芯61,叠层电芯61可采用如实施例3、实施例4、实施例5或实施例6中所述的叠层电芯。
124.进一步,单体壳体60成长方形并具有长边、宽边和厚边,单体壳体60的长边与电极区的长边平行,单体壳体60的宽边与电极区的宽边平行;令边长为单体壳体60的长边和厚边的侧面为单体侧面62。本实施例的叠层电芯为液态叠层电芯,电极材料之间具有隔膜69和电解液。单体侧面上设有用于注入电解液的注液口63。具体的,单体壳体60具有两个单体侧面62,本实施例的单体壳体的两个单体侧面上分别设有注液口63,从而可以将叠层电芯 61的宽度做得更宽也可以满足注液的要求。具体的,当叠层电芯61的长度较长时,还可以在单体侧面62上分别间隔设有至少两个注液口63,每个单体侧面62上设置的注液口63的数量根据实际的注液需求进行设置,不再累述。本实施例的单体壳体60上还设有防爆阀68。
125.进一步,令边长为单体壳体的宽边和厚边的侧面为单体端面67,单体壳体60上设有单体极耳,单体极耳设置在单体侧面62和/或单体端面67上。具体的,单体极耳包括第一单体极耳65和第二单体极耳66,第一单体极耳65和第二单体极耳66可以设置在同一个单体侧面62或单体端面67上。如图18所示,第一单体极耳65和第二单体极耳66分别设置在两个单体侧面62上;如图17所示,第一单体极耳65和第二单体极66耳分别设置在两个单体端面67上。具体的,当第一单体极耳65和第二单体极耳66设置在单体侧面62上时,单体侧面62上间隔设有至少一个第一单体极耳65或第二单体极耳66,第一单体极耳65和第二单体极耳66的数量根据叠层电芯61的长度进行设置,以降低电子传导的电阻至设定阈值以下。
126.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例3所述的叠层电芯时,将第一单体极耳65与第一极耳25一一对应设置,第二单体极耳66与第二极耳26一一对应设置,第一单体极耳65 和第二单体极耳66设置在单体侧面上。
127.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例4所述的叠层电芯时,可将第一单体极耳65与第三极耳35一一对应设置,第二单体极耳66与第四极耳36一一对应设置,第一单体极耳 65和第二单体极耳66设置在单体侧面上。
128.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例5所述的叠层电芯时,可将第一单体极耳65与第五极耳46一一对应设置,第二单体极耳66与第六极耳47一一对应设置,第一单体极耳 65和第二单体极耳66设置在单体侧面上。
129.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例6所述的叠层电芯时,可将第一单体极耳65与第七极耳56一一对应设置,第二单体极耳66与第八极耳57一一对应设置,第一单体极耳 65和第二单体极耳66设置在单体侧面上。
130.实施例8
131.如图19所示,为本实用新型储能装置实施例8的结构示意图。本实施例的储能装置,包括箱体70,箱体70内设有至少一个如实施例7所述的电芯单体71。
132.进一步,箱体70为长方体形,且箱体具有长度l、宽度w和高度h;电芯单体71为长方体形,且电芯单体具有长度l’、宽度w’和厚度t’;令箱体70中边长为长度l和高度h 的两个侧面为安装面,则箱体70的宽度w与电芯单体71的长度l’之间满足:
133.l=l’ δ1或l=2l’ δ2134.其中,δ1和δ2分别表示箱体中的其他附属结构在箱体宽度方向上占据的厚度。
135.也即电芯单体71的长度约定于箱体70的宽度或约等于箱体70的宽度的一半。具体的,如图19所示,当电芯单体71的长度约定于箱体70的宽度时,箱体70的两个安装面中,其中一个安装面为可开闭的操作面,另一个安装面为定位面,定位面上设有用于插接电芯单体的单体插接结构,电芯单体通过操作面阵列插装在单体插装结构上。如图20所示,当电芯单体71的长度约等于箱体70的宽度的一半时,箱体70内设有与安装面平行的中间定位板72,中间定位板72的两侧侧面均为定位面,定位面上设有用于插接电芯单体的单体插接结构,箱体70的两个安装面均为可开闭的操作面,电芯单体通过两个操作面阵列插接安装在单体插装结构上。即本实施例的储能装置中,通过操作面和定位面可实现电芯单体71的插接安装,不仅安装更加方便,而且可直接在箱体外对各电芯单体71进行检修维护,不同再在箱体70内部设置检修通道的附属设施,能够有效提高箱体70内的空间利用率,提高储能容量。优选的,箱体70内设有用于使电芯单体保持稳固的稳固装置73。
136.如图21所示,箱体70内的结构还可以为:箱体70的两个安装面之间间隔设有隔板75 并在箱体70内形成若干安装槽,若干电芯单体71组成单体簇74并安装在安装槽内;单体壳体60上设有单体极耳,单体极耳设置在单体侧面62时,安装槽位于箱体长度方向上的侧面上设有与单体极耳配合的第一极耳配合结构;单体极耳设置在单体端面67上时,安装槽位于箱体70宽度方向上的两端设有与单体极耳配合的第二极耳配合结构。
137.以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例,本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换,均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
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