CN108091918B - 加强的双极电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制品，所述制品具有(a)多个电极板的一个或多个叠堆，所述一个或多个叠堆包括：(i)一个或多个双极板，所述一个或多个双极板具有基板，所述基板在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极；(ii)隔板和液体电解质，所述隔板和所述液体电解质位于各个所述电极板之间；(b)第一端板，所述第一端板具有第一端板内部加强结构，附接于所述一个或多个叠堆的端部；(c)第二端板，所述第二端板具有第二端板内部加强结构，如同所述第一端板附接于所述一个或多个叠堆的相对端部；其中所述第一端板和所述第二端板在充电周期、放电周期或所述充电周期和所述放电周期两者期间加强所述多个电极板。

Description

加强的双极电池组件
相关申请的交叉引用
该申请要求提交于2016年11月21日的62/424,809号美国临时申请的优先权，并且该申请为提交于2016年3月15日的15/070,117号的共同待决美国申请系列的部分延续案，15/070,117号美国申请为提交于2014年3月17日的14/345,321号美国申请的部分延续案，14/345,321号美国申请为提交于2012年4月16日的专利合作条约申请PCT/US2012/033744的国家阶段申请，PCT/US2012/033744要求提交于2011年10月24日的61/550,657号美国临时申请的优先权。
技术领域
本公开整体地涉及双极电池组件，并且具体地涉及用于双极电池组件的加强端板。本公开可发现特别用于在组件的真空填充和操作期间加强双极电池组件。
背景技术
传统上，双极电池组件(诸如以引用方式并入本文的美国公布号US2009/0042099所教导)包括电极板的叠堆内的电解质，该电解质位于隔板和电极板之间。电解质允许电子和离子在电极板的阴极材料和阳极材料之间流动。为提供不从电极叠堆渗漏或不渗漏于叠堆的通道中的电极，可使用固体电解质以减少对电池组件内的独立密封构件的需求。
尽管固体电解质的使用可用于防止电解质的渗漏，但是可有利的是在真空条件下以液体电解质填充电池组件。电池组件的成对电极板可形成电化学电池。通过密封电池组件并且在真空条件下填充，电解质可能够被抽吸至个体电化学电池中。在真空条件下，可加快电解质填充速率以允许商业可接受填充速率；可防止气阱或气泡形成于电池组件的层之间；和电化学电池可以电解质均匀地填充。美国专利4,861,686、5,470,679、5,682,671、欧洲专利0402265和PCT公布WO1994/007272(出于所有目的全文以引用方式并入本文)讨论了在真空条件下填充电池组件的优点。美国公布2014/0349147(出于所有目的全文以引用方式并入)教导了一种优质解决方案，该优质解决方案用于以液体电解质填充电池组件，同时利用互锁部件来形成防渗漏密封件以防止液体电解质的渗漏。尽管如上文所述，但是仍存在这样的需求：将液体电解质并入电池组件中，同时消除对用以防止电解质从电池组件渗漏或在电池组件内渗漏的复杂密封配置的需求。
为从电池组件抽吸真空，电池组件可放置于真空室内以启用将电解质抽吸至电池的电池中。另选地或结合真空室，电池组件中的独立开口可用于抽吸真空和以电解质填充组件。与具有用于抽吸真空和填充电池组件的独立端口相关联的缺点包括用于独立端口的额外部件和制造成本，和用以在大规模生产环境中的组装期间连接和密封多个端口的增加时间和难度。美国公布2014/0349147教导了如何克服对独立真空室的需求，和如何将单个端口用作真空清除端口和电解质填充端口。尽管如上文所述，但是仍存在这样的持续需求：以电解质快速地填充电池组件，同时确保每个电化学电池的适当和均匀填充。
一般来讲，电池组件包括端板，该端板设计成在双极电池组件的操作期间阻止向外鼓起以适当地保持电池组件周围和电池组件内的密封件。向外鼓起为相比于外部压力(即，环境压力)的电池组件的内部在操作期间所经受的较高压力之间的正压力差的结果。如美国公布2014/0349147所教导，通过将内部结构用于电池组件内，可避免重型端板的使用，该内部结构形成内部密封件并且防止任何液体或气体逸出电池组件。可有利的是避免大体积或重型端板以提供较轻重量电池组件，使得电池组件可并入考虑整体系统重量的多个系统中。当单个端口用于在电池组件内形成内部真空和填充电池组件两者时所遇到的问题为内部力在真空的形成期间形成于电池组件的内部。
当单个端口用于在电池组件内形成内部真空和填充电池组件两者时，内部力形成于电池组件的内部内。这些内部力为由于真空的电池组件的内部内的极低压力之间的负压力差的结果。尽管具有一对端板和/或互锁电极板的电极板的叠堆的刚性足以耐受因电池组件的操作期间的正压力差的向外变形，但是典型电极板和端板可不能够阻止因内部真空的向内变形。向内变形可定义为电极板的向内弯曲或塌缩。一般来讲，由于端板仅在至少一部分的周边周围附接至相邻电极板，端板不防止相邻电极板的向内变形。电极板的该向内变形可在填充电解质之前导致电池组件的内部体积减小，从而致使电解质至电池的非均匀且非适当填充。另外，如US2014/0349147所公开，电极板的叠堆可通过过盈配合在其边缘周围和/或沿着穿过叠堆而形成的通道的长度进行密封。电极板的向内变形可导致过盈配合的破裂，因而使密封件破裂并且致使电解质渗漏于电池组件的外部和/或渗漏于一个或多个通道中，并且变形电极板可断裂或以其它方式永久地变形。
需要的是一种电池组件，该电池组件能够在内部真空条件下将液体电解质并入电池组件中，该内部真空保持液体电解质周围的密封件。需要的是一种电池组件，该电池组件具有用于在电池组件的内部抽吸真空和以液体电解质均匀地填充电池组件两者的单个端口。需要的是一种较轻重量电池组件，该较轻重量电池组件能够阻止电极板因在操作期间所生成的温度和压力的向外变形和电极板因内部真空的形成的向内变形。需要的是一种轻重量外部支撑结构。
发明内容
本公开涉及一种制品，该制品包括(a)多个电极板的一个或多个叠堆，该一个或多个叠堆包括：(i)一个或多个双极板，该一个或多个双极板包括基板，该基板在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极；(ii)隔板和液体电解质，该隔板和所述液体电解质位于各个电极板之间；(b)第一端板，该第一端板具有第一端板内部加强结构，附接于一个或多个叠堆的端部；(c)第二端板，该第二端板具有第二端板内部加强结构，如同第一端板附接于一个或多个叠堆的相对端部；其中第一端板和第二端板在充电周期、放电周期或充电周期和放电周期两者期间加强多个电极板。
本公开涉及一种制品，该制品包括：(a)多个电极板的一个或多个叠堆，该一个或多个叠堆包括：(i)一个或多个双极板，该一个或多个双极板包括基板，该基板在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极；(ii)第一单极板，该第一单极板具有沉积于一个表面上的阴极，该一个表面位于一个或多个叠堆的端部；(iii)第二单极板，该第二单极板具有沉积于一个表面上的阳极，该一个表面如同第一单极板位于一个或多个叠堆的相对端部；(iv)隔板和液体电解质，该隔板和所述液体电解质位于各个电极板之间；(b)第一端板，该第一端板具有第一端板内部加强结构，附接于第一单极板的周边和内部外表面区域两者周围；并且其中第一端板内部加强结构导致具有约400ksi或更大的硬度的第一端板；(c)第二端板，该第二端板具有第二端板内部加强结构，附接于第二单极板的周边和内部外表面区域两者周围；并且其中第二端板内部加强结构导致具有约400ksi或更大的硬度的第二端板；其中第一端板和第二端板在充电周期、放电周期或充电周期和放电周期两者期间加强多个电极板；和其中第一端板与第一单极板分离并且附连至第一单极板并且第二端板与第二单极板分离并附连至第二单极板。
第一端板内部加强结构可粘附至第一端板。第二端板内部加强结构可粘附至第二端板。内部加强结构通过将结构粘附至板的任何方法可粘附至端板，这有利于结构适当地加强如本文所描述的结构。内部加强结构可通过粘合剂、模制、熔融粘结、振动焊接、激光焊接、紧固件等或其任何组合来粘附。多个电极板可包括第一单极板和/或第二单极板，该第一单极板可具有沉积于一个表面上的阴极，该第二单极板可具有沉积于一个表面上的阳极。第一单极板可位于一个或多个叠堆的端部处。第二单极板可如同第一单极板位于一个或多个叠堆的相对端部处。第一端板可附接于第一单极板的周边和该周边内的内表面周围。第二端板可附接于第二单极板的周边和该周边内的内表面周围。第一端板和第二端板可在填充液体电解质之前在约15psi(约103kPa)的排空期间加强多个电极板。第一端板可附接至第一单极板，并且第二端板可附接至第二单极板，使得第一单极板和第二单极板当制品在充电周期期间进行真空填充时防止显著变形。第一端板内部加强结构可粘附至第一端板。第二端板内部加强结构可粘附至第二端板。第一端板、第二端板或两者以粘合剂材料、胶带、热桩、机械紧固件或其任何组合可附接至第一单极板和/或第二单极板。内部加强结构可包括一个或多个肋部结构。热桩、机械紧固件或其组合可设置于至少两个或更多个肋部结构之间。机械紧固件、热桩或两者可将第一端板附接至内表面处的第一单极板，并且可不延伸至一个或多个双极板中。机械紧固件、热桩或两者可将第二端板附接至内表面处的第二单极板，并且可不延伸至一个或多个双极板中。
本公开的制品可能够具有所抽吸内部真空以均匀地分布液体电解质，同时保持液体电解质周围的密封件。本公开的制品可能够将单个端口用于抽吸内部真空和填充液体电解质两者。本公开的制品可包括电极叠堆的相对端部上的至少两个端板，这可提供轻重量溶液以阻止电极板在操作期间的向外变形和电极板因在内部真空的形成期间所生成的负压的向内变形两者。通过附接于周边和/或内部周围和通过具有由于内部真空的负压能够分布内部负载的内部加强结构，端板可阻止电极板的向内变形。当抽吸约5psi(约34.5kPa)至约30psi(约207kPa)的电池组件的内部真空时，端板可能够阻止电极板的变形。
附图说明
图1为具有内部加强结构的端板的前视图。
图2为具有图1的端板和设置于周边周围的膜的电池组件的透视图。
图3示出了具有包括内部加强结构的第一端板和第二端板的电极板的局部分解叠堆。
图4示出了部分电池组件的沿着如图1所示的剖面A-A的剖视图。
图5示出了部分电池组件的沿着如图1所示的剖面B-B的剖视图。
图6示出了电池组件的沿着如图1所示的剖面C-C的剖视图。
具体实施方式
本文所提出的解释和说明旨在使本领域的技术人员了解本教导、其原理和其实际应用。所解释的本教导的具体实施例不旨在为穷尽的，或限制本教导。本教导的范围应参考附属权利要求书连同该权利要求书所授权的等同物的完整范围进行确定。所有文章和参考(包括专利申请和公布)的公开内容出于所有目的以引用方式并入。其它组合也是可能的，如将从下述权利要求书所收集，这些组合也据此引用方式并入本书面说明书中。
本公开的制品整体地涉及电池组件并且可发现特别地用作双极电池组件。电池组件包括多个电极板的一个或多个叠堆。多个电极板包括一个或多个双极板。一个或多个双极板包括基板，该基板在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极。多个电极板可包括一个或多个单极板，该一个或多个单极板可位于一个或多个叠堆的相对端部。单极板可包括沉积于表面上的阴极或阴极。叠堆包括位于各个电极板之间的隔板和电解质。电池组件包括一个或多个端板，诸如第一端板和第二端板。一个或多个端板附接于叠堆的一个或多个端部处。例如，第一端板可如同第二端板附接于叠堆的相对端部处。在抽吸电池组件的真空、填充电池组件期间，在电池组件的充电周期和/或放电周期或其任何组合的操作期间，一个或多个端板可特别地用于加强一个或多个电极板。
本公开的制品还可包括下文以任何组合所列出特征的一者或多者：第一端板内部加强结构可导致具有约400ksi或更大的硬度的第一端板；第二端板内部加强结构可导致具有约400ksi或更大的硬度的第二端板；第一端板和第二端板在填充液体电解质之前在约5psi至约30psi的排空期间可加强多个电极板；第一端板和第二端板在填充液体电解质之前在排空期间可加强多个电极板以防止多个电极板的向内变形；第一端板内部加强结构可模制成第一端板；第二端板内部加强结构可模制成第二端板；第一单极板可具有沉积于一个表面上的阴极；第一单极板可位于一个或多个叠堆的端部处；第二单极板可具有沉积于一个表面上的阳极；第二单极板如同第一单极板可位于一个或多个叠堆的相对端部处；第一端板可附接于第一单极板的周边和该周边内的内表面周围；第二端板可附接于第二单极板的周边和该周边内的内表面周围；第一端板、第二端板，或第一端板和第二端板两者可以粘合剂材料、胶带、热桩、机械紧固件或其组合附接至第一单极板和第二单极板；粘合剂材料可为环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯，或其组合；热桩、机械紧固件或其组合可设置于至少两个或更多个肋部之间；第一单极板、第二单极板，或第一单极板和第二单极板两者可包括一个或多个螺母，该一个或多个螺母可接纳机械紧固件的一者或多者；机械紧固件、热桩或其组合可将第一端板附接至内表面处的第一单极板，并且可不延伸至一个或多个双极板的任一者中；机械紧固件、热桩或其组合可将第二端板附接至内表面处的第二单极板，并且可不延伸至一个或多个双极板的任一者中；第一端板可附接至第一单极板并且第二端板可附接至第二单极板，使得第一单极板和第二单极板当制品在充电周期期间进行真空填充时可防止显著变形；第一端板可为具有沉积于一个表面上的阴极的第一单极板；第二端板可为具有沉积于一个表面上的阳极的第二单极板；第一端板内部加强结构、第二端板内部加强结构或两者可包括两个或更多个肋部；隔板、液体电解质和板的相对表面可为电化学电池；制品可包括与一个或多个通风孔连通的整合通道，该一个或多个通风孔与电化学电池连通；整合通道可包括隔板和电极板中的开口，这些开口对准以形成整合通道；一个或多个开口可穿过一个或多个端板、多个电极板，和隔板；一个或多个开口可在横向方向上彼此对准；一个或多个开口可包括设置于或整合于其中的插件；插件可适于形成整合通道；插件可具有与电化学电池连通的通风孔；整合通道可以一个或多个阀终止；整合通道可在两个地方与叠堆的外部连通；整合通道可适于以电解质填充电化学电池和/或适于对电化学电池进行通风；电极板的叠堆可具有多个通道，该多个通道横向地穿过具有沉积于其上的阴极和/或阳极的电极板的一部分；柱可位于通道的一者或多者中；柱可包括聚合物材料；多个通道可通过一系列的匹配插件形成于一个或多个端板、电池板和隔板中；插件可位于每个通道的周边周围以防止液体电解质渗漏于通道中；多个柱可位于通道的一者或多者中；柱可在每个端部上具有重叠部分(该重叠部分覆盖通道和相邻于通道的开口的端板的外部上的密封表面)并且可将压力施加于端板的密封表面上；多个通道可隔开以展开在制品的操作期间所生成的压缩力；可存在少于通道的柱；不具有柱的通道可用作冷却通道、填充通道和/或通风通道。
本公开的制品包括一个或多个端板。一个或多个端板可用于增强一个或多个电极板，阻止或防止一个或多个电极板由于相比于外部环境的电池组件内的压力差的向外变形和向内变形两者，防止对一个或多个电极板的半永久或永久损坏，确保形成密封件的互锁部件保持密封，或其任何组合。一个或多个端板可具有任何尺寸、形状和/或配置以增强一个或多个电极板，阻止或防止一个或多个电极板由于相比于外部环境的电池组件内的压力差的向外变形和向内变形两者，防止对一个或多个电极板的半永久或永久损坏，确保形成密封件的互锁部件保持密封，或其任何组合。一个或多个端板可为或可不为电极板。例如，一个或多个端板可为一个或多个单极板。另选地，一个或多个端板可相邻于一个或多个电极板，诸如单极板。一个或多个端板可附接至叠堆的相对端部处的一个或多个电极板。例如，叠堆可包括第一端板和第二端板，第一端板如同第二端板处于叠堆的相对端部处。一个或多个端板的刚性可足以在操作期间阻止由电池组件内的温度和压力所形成的向外鼓起，在电池组件内部的抽真空期间阻止向内弯曲，或两者。端板可包括基部、内部加强结构、一个或多个开口、一个或多个隆起插件、一个或多个附接机构，或其任何组合。
一个或多个端板可包括基部。基部可用于将端板附连至一个或多个电极板，向一个或多个电极板提供加强，将变形负载分布横穿一个或多个电极板，用作内部加强结构的载体，或其任何组合。基部可具有任何尺寸、形状和/或配置以执行期望功能的任何组合。基部可采用电池组件的端部的通用剖面形状，基部可位于电池组件中。基部可一般成形为管、矩形棱柱、圆柱体、锥体、角锥体、球体等，或其任何组合。例如，基部可具有一般管和/或矩形棱柱形状。基部可具有大体类似于一个或多个电极板的形状和/或剖面。基部可包括大体平面和/或非平面表面。基部可具有大体均匀或非均匀厚度。基部可相邻于电极板，诸如单极板。基部可远离和/或接触相邻电极板。基部可为电极板的一部分，诸如基板。与内部加强结构相对的基部或内部加强结构的大体平面表面可面向电极板的表面，诸如不含阴极或阳极材料的表面。基部可具有足以与内部加强结构协作的厚度以将变形负载分布横穿一个或多个电极板来防止相邻电极板的向外鼓起和向内弯曲。基部的厚度可为大体垂直于电池组件的纵向轴线的基部的两个相对表面之间的距离。纵向轴线可正交地相交多个电极板的一个或多个阴极和/或阳极承载表面。内部加强结构(将基部附接至周边和内部两者周围的相邻电极板)和多个电极板的密封结构可允许基部具有相比于较大体积端板的较小厚度。具有加强结构的端板可具有相比于不具有内部加强结构的传统端板的约80％或更小、约70％或更小或甚至60％或更小的厚度。具有加强结构的端板可具有相比于不具有内部加强结构的传统端板的约25％或更大、约35％或更大或甚至45％或更大的厚度。多个电极板的密封结构可包括一个或多个插件、凸台、框架、隆起边缘，或如本文所描述的任何其它密封件。基部可具有约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大的厚度。基部可具有约15mm或更小、约10mm或更小或甚至约8mm或更小的厚度。基部可包括内部加强结构、一个或多个开口、一个或多个插件、一个或多个附接机构、一个或多个密封表面、一个或多个凹陷部分，或其任何组合。
一个或多个端板可包括内部加强结构。对于端板、电极板或其任何组合而言，内部加强结构可用于提供额外强度，分布变形负载，增加耐久性，减小厚度，减小重量，或其任何组合。内部加强结构可具有任何尺寸、形状和/或配置以提供期望特征的任何组合。内部加强结构可导致具有约200ksi或更大、约400ksi或更大或甚至约500ksi或更大的硬度的一个或多个端板。内部加强结构可导致具有约1500ksi或更小、约1200ksi或更小或甚至约1000ksi或更小的硬度的一个或多个端板。内部加强结构可分布由基部从一个或多个电极板所接收的变形负载。变形负载可理解为一个或多个电极板所经受的力，诸如当真空在电池组件中进行抽吸时，和/或在操作期间在电池组件内所生成的压力。内部加强结构可将变形负载大体均匀地分布横穿基部。通过分布变形负载，内部加强结构可阻止端板的向外鼓起或向内弯曲，这可导致阻止相邻于端板的电极板由于被附接的向外鼓起或向内弯曲。由于相邻于一个或多个端板(诸如相对单极板)的一个或多个电极板阻止变形，位于端板之间的一个或多个电极板防止变形。内部加强结构可分布横穿基部的表面，或可位于基部的表面的区域中，或两者。内部加强结构可包括一个或多个内部加强结构，诸如多个内部加强结构。示例性内部加强结构可包括一个或多个肋部结构、一个或多个电池、一个或多个插件、一个或多个开口、一个或多个附接机构等，或其任何组合。内部加强结构可包括一种或多种强化材料以向端板提供加强。示例性强化材料可包括添加剂，诸如纤维、复合材料等，或两者。
内部加强结构可包括一个或多个肋部结构。一个或多个肋部结构可用于将一种或多种变形负载分布遍布于端板(从而向端板的基部提供轻重量加强)，向一个或多个插件、开口和/或通道或其组合提供加强。一个或多个肋部结构可具有任何尺寸、形状和/或配置以提供先前功能的一者或多者。一个或多个肋部结构可与端板的基部为一体的，或可附接至端板的基部。一个或多个肋部结构通过压缩形成、拉伸形成、模制等或其任何组合可一体地形成。压缩形成可包括模具形成、挤出、压痕加工等，或其任何组合。模制可包括注射模制。一个或多个肋部结构可通过粘合剂、熔融粘结等附接至端板的基部。一个或多个肋部结构可包括能够分布或吸收变形负载的至少一部分的一个或多个肋部、一个或多个角板、一个或多个突出部、一个或多个柱等，或其任何组合。一个或多个肋部结构可为平面的、非平面的，或两者的组合。一个或多个肋部结构可位于端板的基部的任何表面上。一个或多个肋部结构可位于大体垂直于电池组件的纵向轴线的基部的表面上。一个或多个肋部结构可从基部的表面突出。一个或多个肋部结构可以垂直和/或正交角度突出。一个或多个肋部结构可位于基部的周边、基部的内部或两者周围。例如，外加强肋部可从基部的表面突出，并且可位于基部的周边边缘的至少一部分周围。外加强肋部可限定端部或基部的周边和/或内部。端板或基部的周边可为包括外加强肋部的端板的外边缘。端板或基部的内部可定义为位于周边内的端板或基部的部分。一个或多个肋部结构在基部的表面上可形成重复图案，可为交错的，可为偏移的，或其任何组合。例如，多个肋部结构可横穿基部的表面形成相交图案，诸如网格、格栅和/或蜂窝结构。一个或多个肋部结构可在基部的内部内形成图案。一个或多个肋部结构可大体平行于一个或多个其它肋部结构、外加强结构的一部分，或两者。一个或多个肋部结构可大体垂直地和/或倾斜地相交和/或合并一个或多个其它肋部结构、插件和/或开口。一个或多个肋部结构可包括一个或多个横向肋部结构、纵向肋部结构，或两者。横向肋部结构和纵向肋部结构可定义为彼此大体垂直相交的肋部结构。
一个或多个肋部结构可具有高度、宽度和厚度。肋部结构的高度可为从相邻于基部的肋部结构的端部至肋部结构的相对端部的距离。一个或多个肋部结构可具有与一个或多个其它肋部结构相同或不同的高度。一个或多个肋部结构可沿着其长度具有大体均一高度或非均一高度。一个或多个肋部结构可具有约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大的高度。一个或多个肋部结构可具有约15mm或更小、约12mm或更小或甚至约10mm或更小的高度。肋部结构的长度可从附接至另一肋部结构的肋部结构的一个端部至该肋部结构的相对端部。一个或多个肋部结构可具有与一个或多个其它肋部结构大体相同或不同的长度。一个或多个肋部结构可具有约小于、等于或大于端板的基部的长度或宽度的长度。一个或多个肋部结构可具有约等于周边边缘处的基部的长度或宽度的长度。一个或多个肋部结构可具有约等于基部的内部长度或宽度的长度。一个或多个肋部结构可具有从一个肋部结构、插件或开口延伸至另一个肋部结构、插件、开口的长度。一个或多个肋部结构可具有约1mm或更大、约10mm或更大或甚至约25mm或更大的长度。一个或多个肋部结构可具有约300mm或更小、约250mm或更小或甚至约150mm或更小的长度。肋部结构的厚度可为肋部结构的两个平面表面、面向其它肋部结构的肋部结构的两个表面、面向相邻电池的肋部结构的两个表面，或其任何组合之间的距离。一个或多个肋部结构可具有与一个或多个其它肋部结构相同或不同的厚度。一个或多个肋部结构可具有沿着其长度大体均匀的或非均匀的厚度。一个或多个肋部结构可具有约0.5mm或更大、约1mm或更大或甚至约3mm或更大的厚度。一个或多个肋部结构可具有约15mm或更小、约12mm或更小或甚至约10mm或更小的厚度。一个或多个肋部结构可覆盖基部的表面的密度，使得特定百分比的表面包括一个或多个肋部结构。约5％或更大、约10％或更大或甚至约20％或更大的基部的表面区域可包括一个或多个肋部结构。约80％或更小、约70％或更小或甚至约50％或更小的基部的表面区域可包括一个或多个肋部结构。
一个或多个肋部结构可形成一个或多个电池。一个或多个电池可用于提供加强端板，而无需大体积加强结构。一个或多个电池可限定于其中多个肋部结构彼此邻接或彼此一体以限定连续壁的位置。例如，两个纵向肋部结构和两个横向肋部结构可彼此相交和/或邻接以形成具有连续壁的电池。例如，外加强肋部结构和多个横向或纵向肋部结构可彼此相交和/或邻接以用于形成具有连续壁的电池。一个或多个电池可暴露基部的表面，诸如一个或多个肋部结构从其突出的表面。一个或多个电池可位于端板的内部内。一个或多个电池可具有横截面积。横截面积可定义为形成于多个肋部结构之间的面积。横截面积可定义为形成于连续壁内的面积。横截面积可为大体平行于基部的表面(一个或多个肋部结构从该表面突出)的电池的横截面。一个或多个电池可具有小于、等于或大于一个或多个其它电池的横截面积。横截面积可为约10mm2或更大、约50mm2或更大或甚至约150mm2或更大。横截面积可为约1000mm2或更小、约750mm2或更小或甚至约650mm2或更小。一个或多个电池可包括一个或多个开口、一个或多个附接机构，或两者。
一个或多个端板可包括一个或多个开口。一个或多个开口可用于向附接机构提供开口以穿过其；可与一个或多个电极板和/或插件协作以形成通道的一部分；可允许电池组件的真空抽吸、填充和/或通风；或其任何组合。一个或多个开口具有任何尺寸、形状和/或配置以提供期望功能的任何组合。一个或多个开口可具有针对一个或多个电极板和/或基板中的开口和/或孔所描述的特征的任何组合。一个或多个端板的一个或多个开口可与一个或多个电极板和/或隔板的一个或多个开口对准(即，与之同心)以形成一个或多个通道。一个或多个开口具有类似于相邻于端板的电极板的一个或多个开口的形状或尺寸。一个或多个开口具有剖面形状，该剖面形状用于接纳附接结构，接纳柱，与插件协作，或开口的期望功能的任何组合；并且可一般为矩形的、圆形的、三角形的、椭圆形的、卵形的，或其任何组合。一个或多个开口可具有足以接纳一个或多个附接机构、一个或多个柱、一个或多个阀或其任何组合的剖面宽度。一个或多个开口可具有剖面宽度，该剖面宽度小于、等于或大于形成于相同端板和/或相邻电极板内的一个或多个开口的直径。一个或多个开口的剖面宽度可为连续的，锥形的，或可沿着开口的长度扩大。一个或多个开口可具有约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大的剖面宽度。一个或多个开口可具有约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小的剖面宽度。一个或多个开口可部分地或完全地穿过插件、基部、加强结构、肋部结构，或其任何组合。一个或多个开口可位于端板的周边、内部或两者周围，或与之相邻。一个或多个开口可位于一个或多个肋部结构附近，两个或更多个肋部结构之间，电池内，一个或多个插件附近，或其任何组合。一个或多个开口可形成重复图案，可与一个或多个其它开口对准，可与一个或多个其它开口交错或偏移，或其任何组合。一个或多个开口可包括一个或多个周边开口、一个或多个内部开口、一个或多个通道开口等，或其任何组合。
一个或多个开口可包括一个或多个周边开口。一个或多个周边开口可用于接纳一个或多个附接机构和与之协作以将端板的周边的至少一部分固定至电极板的周边的至少一部分。将端板的周边的至少一部分附接至相邻电极板可将压缩力施加于一个或多个电极板的周边周围。在电池的操作期间，周边周围的压缩力可阻止一个或多个电极板的向外鼓起。周边周围的压缩力在抽吸电池内的真空时可阻止一个或多个电极板的向内弯曲，这可保持电极板的叠堆的一个或多个边缘周围的一个或多个密封件。一个或多个周边开口可位于外加强肋部机构附近、端板的内部内、电池内，或其任何组合。一个或多个周边开口可与一个或多个其它开口对准或偏移。例如，一个或多个周边开口可在大体平行于一个或多个肋部结构的线上与一个或多个其它周边开口对准。例如，一个或多个周边开口可与所对准多个内部开口和/或通道开口偏移。一个或多个周边开口可具有附接机构能够穿过其至相邻电极板或从相邻电极板穿过其的任何剖面宽度或直径。一个或多个周边开口可小于、等于或大于一个或多个其它开口。例如，一个或多个周边开口可小于一个或多个通道开口。
一个或多个开口可包括一个或多个内部开口。一个或多个内部开口可用于接纳一个或多个附接机构和与之协作以将端板的内部的至少一部分固定至电极板的内部的至少一部分。电极板的内部可定义为电极板的一部分或位于电极板的隆起边缘或框架之间的电极板的基板。将端板的内部的至少一部分附接至相邻电极板可将压缩力施加于一个或多个电极板的内部周围。在电池的操作期间，电极板的内部内的压缩力可阻止一个或多个电极板的向外鼓起。电极板的内部内的压缩力在抽吸电池内的真空时可阻止一个或多个电极板的向内鼓起。一个或多个内部开口可位于一个或多个加强肋部结构附接或与之远离，端板的内部内，电池内，或其任何组合。一个或多个内部开口可与一个或多个其它开口对准或偏移。例如，一个或多个内部开口可在大体平行于一个或多个肋部结构的线上与一个或多个其它内部开口对准。例如，一个或多个内部开口可与所对准多个内部开口和/或通道开口偏移。一个或多个内部开口可具有附接机构能够穿过其至相邻电极板或从相邻电极板穿过其的任何剖面宽度或直径。一个或多个内部开口可小于、等于或大于一个或多个其它开口。例如，一个或多个内部开口可小于一个或多个通道开口。
一个或多个开口可包括一个或多个通道开口。一个或多个通道开口可用于与一个或多个电极板的一个或多个开口对准以形成一个或多个通道，可提供开口以用于通风、填充和/或对电池组件进行通风；可与一个或多个阀协作，可接纳一个或多个柱以压缩电极板的叠堆，或其任何组合。一个或多个通道开口可在横向方向上与一个或多个电极板和/或隔板的一个或多个开口和/或孔对准(即，同心对准)以形成穿过叠堆的一个或多个通道。一个或多个通道开口可具有大体等于一个或多个电极板和/或隔板的一个或多个孔的尺寸。一个或多个通道开口可具有一个或多个柱可穿过其的任何尺寸。一个或多个通道开口可具有相比于一个或多个其它通道开口的较小、相同或较大剖面宽度或横截面积。例如，一个通道开口可具有相比于一个或多个其它通道开口的较大直径以允许电池的填充、通风和/或冷却。一个或多个通道开口可连接至一个或多个阀或与之连通。例如，具有相比于其它通道开口的较大直径的通道开口可连接至阀。靠近和/或相邻于一个或多个通道开口的基部的表面可为密封表面。
一个或多个端板可包括密封表面。密封表面可用于与一个或多个柱协作以压缩和密封电极板的叠堆。密封表面可为相邻于端板的一个或多个开口的端板的表面、相邻于通道的端板的表面、插件和开口之间的端板的表面、插件的表面，或其任何组合。密封表面可为直接接触一部分的柱(诸如重叠部分)的端板的表面。密封表面可相对于端板的表面，该表面面向和/或接触单极板。当由柱施加压缩时，板的密封表面可调节以改善密封性。密封表面可为平滑的、具有波状外形的、粗糙的或表面处理的。平滑表面将具有大接触面积，该大接触面积使得电解质紧密密封而无允许液体流动的缺点。波状外形(诸如同心环、脊状物、波浪形)致使高压力接触的区域或“环”阻止液体电解质的流动。脊状物可填充衬垫材料，诸如可变形平坦片材或O形环以有利于液体密封。可变形材料的粗糙密封表面可压缩以形成可靠液体电解质密封件。对密封表面进行表面处理以使其不兼容于液体电解质的润湿将防止液体电解质流入通道中。如果使用亲水性电解质，那么密封表面可制备为疏水性的。同样，如果使用疏水性电解质，那么密封表面应为亲水性的。
一个或多个端板可包括一个或多个插件。一个或多个插件可用于与电极板的一个或多个插件互锁，限定穿过叠堆的一个或多个通道的一部分，沿着一个或多个通道形成防渗漏密封件，与一个或多个阀协作，或其任何组合。一个或多个插件可具有任何尺寸和/或形状以与电极板的一个或多个插件互锁，沿着一个或多个通道形成防渗漏密封件，与一个或多个阀协作，或其任何组合。一个或多个插件可以适于形成或附接一个或多个肋部结构的任何方式形成于或附接至端板的基部。一个或多个插件可从形成一个或多个隆起插件的端板的表面突出。一个或多个插件可从端板的基部突出。一个或多个插件可在与一个或多个肋部结构相同或相对的方向上从基部突出。一个或多个插件可具有与一个或多个肋部结构相同的高度和/或厚度。一个或多个插件可从基部的表面大体正交地突出，或从基部的表面倾斜。一个或多个插件可附接至端部的一部分或与之一体。与端板的一部分一体并且从端板的表面突出的插件可定义为凸台。一个或多个插件可具有通过其的一个或多个开口。一个或多个插件可与一个或多个开口同心，并且可形成于一个或多个开口周围。一个或多个插件可延伸开口的长度。密封表面可形成于一个或多个开口的外径和一个或多个插件的内部之间。例如，位于插件和开口之间的大体垂直于电池的纵向轴线的基部的表面可为密封表面。一个或多个插件可能够与相邻电极板的一个或多个插件互锁以在通道周围形成防渗漏密封件。例如，一个或多个端板可在与插件相对的表面上加工或形成以包括匹配相邻电极板的凸台、插件、套筒或衬套的凹痕。
一个或多个端板可包括一种或多种端板材料。端板材料可用于向一个或多个端板提供充分刚度以阻止变形，和当抽吸真空、填充和/或操作电池组件时向一个或多个电极板提供加强。一种或多种端板材料可包括能够满足期望功能的任何组合的任何材料或材料的组合。一种或多种端板材料可具有约200ksi(1379MPa)或更大、约400ksi(2758MPa)或更大或甚至约500ksi(3447MPa)或更大的硬度。一种或多种端板材料可具有约1500ksi(10342MPa)或更小、约1200ksi(8274MPa)或更小或甚至约1000ksi(6895MPa)或更小的硬度。一种或多种端板材料可具有约20MPa或更大、约40MPa或更大或甚至约60MPa或更大的压缩强度。一种或多种端板材料可具有约1300MPa或更小、约1200MPa或更小或甚至约1000MPa或更小的压缩强度。一种或多种端板材料可具有约300MPa或更大、约400MPa或更大或甚至约500MPa或更大的拉伸强度。一种或多种端板材料可具有约2000MPa或更小、约1900MPa或更小或甚至约1800MPa或更小的拉伸强度。一种或多种端板材料可为基部的一部分、加强结构、一个或多个肋部结构、一个或多个插件，或其任何组合。一种或多种端板材料可包括适用于电极板的任何材料，诸如基板的材料。一种或多种端板材料可包括金属、聚合物材料，或两者。金属可包括铁、钢、不锈钢、钛、铝、碳钢等，或其任何组合。聚合物材料可为可进行模制的任何材料。例如，聚合物材料可进行注射模制。聚合物材料可包括热固性聚合物、热塑性聚合物，或其组合。聚合物材料可以已知与聚合物一起使用的任何已知加强材料进行加强。加强材料可包括纤维、微球体、珠、气泡等，或其任何组合。加强材料可包括玻璃、聚合物、陶瓷或碳等，或其任何组合。
一个或多个端板可包括一个或多个附接机构。一个或多个附接机构可用于将一个或多个端板附接至一个或多个电极板、电极板的叠堆，或两者。在电池的操作之前、期间和/或之后，附接至一个或多个电极板或一个或多个端板的端板可在一个或多个电化学电池的真空抽吸、填充、通风、冷却、充电和/或放电期间防止一个或多个电极板的变形。一个或多个端板通过任何类型的附接机构(其能够在电池的操作之前、之后或期间耐受变形力)可附接至一个或多个电极板、电极板的叠堆，或两者。一个或多个附接机构可在端板的周边的至少一部分周围将一个或多个端板附接至电极板，将端板的内部的至少一部分附接至电极板，或两者。一个或多个附接机构可为能够将塑料互锁至金属、塑料互锁至塑料、金属互锁至金属或其任何组合的任何附接机构。一个或多个附接机构可与端板和/或电极板一体或与之分开。一个或多个附接机构可附接至电极板的外部表面，至少部分地穿过一个或多个电极板，从端板突出朝向和/或进入电极板，从电极板突出朝向和/或进入端板，或其任何组合。一个或多个附接机构可接纳于端板、电极板或两者的开口中。一个或多个附接机构可包括一种或多种粘合剂材料、机械紧固件、模制紧固件等，或其任何组合。机械紧固件可包括螺纹紧固件、夹具、钉等，或其任何组合。螺纹紧固件可包括螺杆、螺栓、螺柱、螺母等，或其任何组合。粘合剂材料可包括粘合剂、密封件、胶带等，或其任何组合。粘合剂可包括环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯等，或其任何组合。胶带可包括极高粘结胶带、双面胶带等，或其任何组合。模制紧固件可包括热桩、焊接等，或其任何组合。夹具可包括按扣配合夹具、按压配合夹具、悬臂夹具、具有钩面的夹具。
基部可具有一个或多个凹陷部分。一个或多个凹陷部分可用于接纳一个或多个电极板的一个或多个部分，与一个或多个电极板的周边互锁，或两者。一个或多个凹陷部分可具有任何尺寸、形状和/或配置以接纳一个或多个电极板的一个或多个部分，与一个或多个电极板的周边互锁，或两者。一个或多个凹陷部分可具有与一个或多个电极板的一部分(诸如框架和/或隆起边缘)大体类似、颠倒和/或负像的形状。一个或多个凹陷部分可位于基部的外部和/或内部周围。一个或多个凹陷部分可位于基部的周边周围。一个或多个凹陷部分可形成于接触一个或多个电极板的表面中。例如，一个或多个凹陷部分可形成于与具有内部加强结构的表面相对的基部的周边边缘周围。一个或多个凹陷部分可与一个或多个隆起边缘或框架对准并互锁。一个或多个凹陷部分可类似于电极板或隔板的框架或隆起边缘进行设计。
制品可包括多个电极板。多个电极板可用于在电池组件内传导电流(即，离子和电子的流)。多个电极板可形成一个或多个电化学电池。例如，一对电极板(其间可具有隔板)可形成电化学电池。多个电极板可具有期望剖面形状，并且该剖面形状可设计成配合在使用环境中可用的包装空间。剖面形状是指根据片材面的视角的板的形状。柔性剖面形状和尺寸允许所公开制品的制备，以适应其中使用电池的系统的电压和尺寸需求。相对端板可在其间夹置多个电极板。多个电极板可包括一个或多个单极板、一个或多个双极板，或其任何组合。
多个电极板包括一个或多个双极板。一个或多个双极板可包括多个双极板。如本文所用的多个意指，存在一个以上的板。双极板包括具有两个相对面的片材的形式的基板。阴极和阳极位于相对面上。在一些实施例中，双极板以叠堆布置于制品中，使得一个双极板的阴极面向另一双极板或单极板的阳极，并且每个双极板的阳极面向双极板或单极板的阴极。在制品中，空间可形成于相邻电极板的相邻阳极和阴极之间。电极板之间的空间可包括隔板和/或电解质。所存在电极板的数量可选择成提供电池的期望电压。双极电池设计提供了可产生的电压的灵活性。
多个电极板包括一个或多个单极板。一个或多个单极板可包括多个单极板。一个或多个单极板可包括位于多个电极板的每个相对端部处的单极板。相对单极板可包括位于其间的一个或多个双极板。一个或多个单极板可位于一个或多个端板附近，可为一个或多个端板的一部分，或可为一个或多个端板。例如，单极板的每一者可位于相邻端板和相邻双极板之间。一个或多个单极板可附接至一个或多个端板。一个或多个单极端板可附接于一个或多个端板周围、内部或两者周围。一个或多个单极板可由相同基板制备，并且阳极和阴极可用于一个或多个双极板中。与阳极或阴极相对和/或面向端板的单极板的表面或侧部可为基板的裸露表面。
一个或多个电极板可包括一个或多个基板。一个或多个基板用于向阴极和/或阳极提供结构支撑；用作电池分隔件以防止电解质在相邻电化学电池之间的流动；与其它电池部件协作以在双极板边缘周围形成电解质紧密密封件，该双极板边缘可处于电池的外表面上；和在一些实施例，用于将电子从一个表面传送至另一表面。基板根据功能或电池化学性质可由各种材料形成。基板可由这样的材料形成，该材料结构上足够稳健以提供期望双极电极板的脊柱，耐受超过用于电池构造中的任何导电材料的熔点的温度，并且在接触电解质(例如，硫酸溶液)期间具有高化学稳定性使得基板在接触电解质时不降解。基板可由合适材料形成，和/或以允许将电力从基板的一个表面传送至相对基板表面的方式进行配置。基板可由导电材料形成，例如金属材料，或可由非导电材料形成。示例性非导电材料包括聚合物，诸如热固性聚合物、弹性聚合物或热塑性聚合物，或其任何组合。非导电基板可具有构建于其中或其上的导电特征。可采用的聚合物材料的实例包括聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯(包括聚对苯二甲酸乙二酯、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯、聚氯乙烯、生物基塑料/生物聚合物(例如，聚乳酸)、硅酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，或其任何组合，诸如PC/ABS(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的共混物)。可使用复合物基板，该复合物可包括加强材料(诸如本领域中周知的纤维或填料)、两种不同聚合物材料(诸如热固性芯和热塑性壳或热固性聚合物的周边周围的热塑性边缘)，或设置于非导电聚合物中的导电材料。基板在板的周边可包括或具有热塑性材料，该热塑性材料为可粘结的，优选地可熔融粘结的。
一个或多个基板可在周边周围具有隆起边缘以有利于电极板的堆叠和电化学电池的形成。如本文所用的隆起边缘意指处于板的两个相对表面的至少一者上的隆起边缘。隆起边缘可包括热塑性边缘部分，该热塑性边缘部分形成于另一种基板材料周围。隆起边缘可用作如本文所描述的隔板。基板或基板的周边可为非导电材料，并且可为热塑性材料。一个或多个基板可包括框架。框架可包括或可不包括隆起边缘。基板周围或整合于基板上的框架可包括非导电材料，诸如热塑性材料。非导电材料的使用增强了对电池叠堆的外部的密封。
一个或多个电极板可包括如前文所描述的一个或多个附接机构。
电极板中的一者或多者可包括阴极。阴极可为任何材料，该材料能够用作电池中的阴极并且通常可以任何形式用于电池中。双极板可包括阴极，该阴极处于与具有阳极的表面相对的表面上，该阳极沉积于表面上并且与另一双极板或单极板的阳极相对。单极板可具有沉积于与阴极或阳极的裸露表面相对、与相邻于端板的表面相对或两者的表面上的阴极。阴极也称为正极活性材料。正极活性材料可包括复合氧化物，锂、铅、碳或过渡金属的硫酸盐化合物或磷酸盐化合物，该过渡金属通常用于锂离子、镍金属氢化物或铅酸二次电池中。复合氧化物的实例包括Li/Co基复合氧化物(诸如LiCoO2)、Li/Ni基复合氧化物(诸如LiNiO2)、Li/Mn基复合氧化物(诸如尖晶石LiMn2O4)和Li/Fe基复合材料(诸如LiFeO2)。过渡金属和锂的示例性磷酸盐化合物和硫化合物包括LiFePO4、V2O5、MnO2、TiS2、MoS2、MoO3、PbO2、AgO、NiOOH，等等。阴极材料可为允许阴极材料用作电化学电池中的阴极的任何形式。示例性形式包括所形成部件、糊剂形式、预制片材或膜。对于铅酸电池，优选的阴极材料为二氧化铅(PbO2)。
电极板中的一者或多者可包括阳极。阳极可为任何材料，该材料能够用作电池中的阳极并且通常可以任何形式用于电池中。双极板可包括阳极，该阳极处于与具有阴极的表面相对的表面上，该阴极积于表面上并且与另一双极板或单极板的阴极相对。单极板可具有沉积于与阴极或阳极的裸露表面相对、与相邻于端板的表面相对或两者的表面上的阳极。阳极也称为负极活性材料。阳极材料可包括用于二次电池中的任何材料，包括铅酸电池、镍金属氢化物电池和锂离子电池。可用于构建阳极的示例性材料包括铅、碳或锂和过渡金属的复合氧化物(诸如钛氧化物或钛和锂的复合氧化物)，等等。铅酸电池的阳极材料可为海绵铅。阴极材料可为允许阴极材料用作电化学电池中的阴极的任何形式。示例性形式包括所形成部件、糊剂形式、预制片材或膜。糊剂组合物可包括多种有益添加剂(包括用于加强的絮凝物或玻璃纤维、用于糊剂稳定性的各种配体有机化合物)和导电添加剂(诸如特别地用于负极活性材料的碳)。对于铅酸电池，阳极材料的优选形式为海绵铅。一旦形成包括电池的电路，则阳极和阴极选择成一起工作以用作电化学电池。
制品可包括一个或多个电化学电池。电化学电池可由在其间具有相对阳极和阴极对的一对相对电极板形成。一个或多个电化学电池可被密封。电化学电池的空间(即，在相对阳极和阴极对之间)可包括电解质。电化学电池可通过形成于一个或多个通道周围的一个或多个密封件、电极板的一个或多个边缘或两者进行密封，这可形成封闭电化学电池。封闭电化学电池可与环境密封以防止电池的渗漏和短路。
制品可包括电解质。电解质可允许电子和离子在阳极和阴极之间流动。电解质可位于电化学电池内。由于一个或多个电化学电池可被密封，电解质可为液体电解质。电解质可为有利于与所用阳极和阴极的电化学反应的任何液体电解质。电解质可为水基的或有机基的。可用于本文的有机基电解质包括溶解于有机溶剂中的电解质盐。在锂离子二次电池中，要求锂包含于电解质盐中。对于含锂电解质盐，例如，可由LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSO3CF3和LiN(CF3SO2)2制成。这些电解质盐可单独地使用，或两者或更多者组合地使用。有机溶剂应兼容隔板、阴极和阳极以及电解质盐。优选是是使用有机溶剂，该有机溶剂甚至当对其施加高电压时不分解。例如，优选的是使用碳酸酯(诸如乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、丁烯碳酸酯、二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯和乙基甲基碳酸酯)、环醚(诸如四氢呋喃(THF)和2-甲基四氢呋喃)、环酯(诸如1,3-二氧戊烷和4-甲基二氧戊烷)、内酯(诸如γ-丁内酯)、环丁砜、3-甲基环丁砜、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基甲烷和乙基二甘醚。这些溶剂可单独地使用，或两者或更多者组合地使用。液体电解质中电解质的浓度应优选地为0.3至5mol/l。通常，电解质在约1mol/l的浓度下示出最高导电性。液体电解质应优选地占电解质的30重量％至70重量％并且特别地40重量％至60重量％。水性电解质包括增强电池的功能的水中的酸或盐优选的盐和酸包括硫酸、硫酸钠或硫酸钾盐。盐或酸以合适量存在以有利于电池的操作。基于电解质的重量，浓度可为约0.5重量％或更大、约1.0重量％或更大或约1.5重量％或更大。铅酸电池中的优选电解质为水中的硫酸。电解质可能够穿过电化学电池的隔板。
制品可包括一个或多个隔板。一个或多个隔板可用于分隔电化学电池(即，使电化学电池的阴极与电化学电池的阳极分开)；防止电池由于枝晶形成的短路；用于允许液体电解质、离子、电子或这些元素的任何组合穿过；或其任何组合。执行所叙述功能的一者或多者的任何已知电池隔板可用于本发明的组件中。一个或多个隔板可位于电化学电池的阳极和阴极之间。一个或多个隔板可位于一对相邻电极板之间，该对相邻电极板可包括于双极板之间或双极板和单极板之间。隔板可由非导电材料制备，诸如多孔聚合物膜、玻璃垫、多孔橡胶、离子传导性凝胶或天然材料(诸如木材)，等等。隔板可包括穿过隔板的孔隙或曲折路径，该孔隙或曲折路径允许电解质、离子、电子或其组合穿过隔板。在示例性材料之间，可用作隔板的是吸收性玻璃垫和多孔超高分子量聚烯烃膜等。隔板可在其周边和/或内部周围附接至一个或多个端板、电极板、其它隔板，或其任何组合。隔板可接纳一个或多个附接机构、柱或两者。例如，延伸通过一个或多个端板、一个或多个电极板和/或一个或多个隔板的叠堆的一个或多个附接机构和/或柱可将多个电极板的叠堆和一个或多个隔板保持在一起。一个或多个附接机构可位于隔板的周边周围、紧邻于隔板的框架、隔板的框架和开口之间，或其任何组合。隔板可具有大于相邻阴极和阳极的面积的面积。隔板使电池的阴极部分与电池的阳极部分完全分开。隔板的边缘可接触相邻电极板的周边边缘(该周边边缘可不具有设置于其上的阳极或阴极)，以使电池的阳极部分与电池的阴极部分完全分开。
一个或多个隔板可包括框架。框架可用于匹配相邻电极板的边缘或框架，并且在电化学电池和电池的外部之间形成密封件。框架可附接至隔板或与之一体。框架可在片材的周边周围附接至隔板，该片材利用任何手段形成隔板，该手段将隔板粘结至框架并且该片材可耐受暴露于电解质溶液。例如，框架可通过粘合剂粘结、熔融粘结或模制框架附接于隔板的周边周围。框架可通过任何已知模制技术(例如，热成形、注射模制、旋转模制、吹塑、压缩模制等)进行原位模制。框架可通过注射模制形成于隔板片材周围。框架可包括隆起边缘，该隆起边缘适于匹配设置于电极板的基板的周边周围的隆起边缘。电极板基板的一者或两者中的隆起边缘和隔板的框架可匹配以形成电池叠堆的共同边缘，和以增强电化学电池和电池的外部之间的密封件。为在多个电极板和一个或多个隔板的边缘周围进行密封以防止电解质和所放出气体从电化学电池的渗漏，为分离电化学电池以防止短路，制品可利用如共同拥有的美国专利公布2010/0183920、2014/0349147、2015/0140376和2016/0197373所公开的内源性或外源性密封系统进行密封，这些专利公布全文以引用方式并入。
隔板可具有一个或多个插件和/或凸台。插件和/或凸台可整合于隔板中。该一个或多个插件和/或凸台可与一个或多个电极板、端板或两者的一个或多个插件和/或凸台对准。一个或多个插件和/或凸台可限定穿过一个或多个电极板、端板和/或隔板(即，穿过叠堆)的一个或多个通道。一个或多个插件和/或凸台可通过任何已知机构来形成并且优选地原位模制(优选地通过注射模制)。在隔板具有插件和/或凸台和框架两者的情况下，部件可例如通过注射模制以一个步骤进行模制。一个或多个隔板的插件和/或凸台可包括一个或多个通风孔。一个或多个通风孔可允许所选流体从一个或多个电化学电池至一个或多个通道的连通。电化学电池中的每一者可独立地以电化学方式形成。
多个电极板和/或隔板可包括一个或多个开口。开口可用于形成一个或多个通道，容纳一个或多个密封件，将一个或多个电极板附连至一个或多个端板，或其任何组合。一个或多个开口可形成于电极板和隔板中。电极板的一个或多个开口可与一个或多个端板、一个或多个其它电极板、基板或其组合的一个或多个开口对准(即，大体同心)。一个或多个开口可在横穿制品的长度的横向方向上对准。横向方向可大体平行于制品的纵向轴线。横向方向可大体垂直于基板的相对表面，阴极和/或阳极可沉积于该相对表面上。开口可在基板的制造(例如，通过模制或成形操作)期间进行加工(例如，研磨)、形成，或以其它方式制造。开口可具有平直和/或平滑内部壁或表面。形成于基板中的开口的尺寸和出现率可影响电池的电阻率。一个或多个开口具有能够接纳穿过其的柱的直径。开口可具有约0.2mm或更大、约1mm或更大、约2mm或更大或甚至约5mm或更大的直径。开口可具有约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小的直径。电极板和/或基板的一个或多个开口可具有相比于相同电极板和/或基板的一个或多个其它开口的较大直径。开口可约大于另一开口至少约1.5倍、至少约2倍或甚至至少约2.5倍。开口可大于另一开口约4倍或更小、约3.5倍或更小或甚至约3倍或更小。开口可形成具有至少约0.02个开口/cm2的密度。开口可形成具有小于约4个开口/cm2的密度。开口可形成具有从约2.0个开口/cm2至约2.8个开口/cm2的密度。
一个或多个端板、电极板和/或基板的一个或多个开口可填充导电材料，例如含金属材料。导电材料可为这样的材料，该材料在低于基板的热降解温度的温度下经历相位转变，使得在低于相位转变温度的电池组件的操作温度下，介电基板具有经由基板第一表面和第二表面之间的材料掺合物的导电路径。另外，在高于相位转变温度的温度下，导电材料掺合物经历相位转变，该相位转变禁用经由导电路径的导电性。例如，导电材料可为或可包括焊料材料，例如，包括铅、锡、镍、锌、锂、锑、铜、铋、铟或银中的至少一者或任何两者或更多者的混合物的焊料材料。导电材料可大体不含任何铅(即，其包含至多痕量的铅)，或其可包括功能上操作量的铅。该材料可包括铅和锡的混合物。例如，其可包括大部分的锡和小部分的铅(例如，约55重量份至约65重量份的锡和约35重量份至约45重量份的铅)。该材料可表现出低于约240℃、低于约230℃、低于约220℃、低于210℃或甚至低于约200℃(例如，在约180℃至约190℃的范围内)的熔融温度。该材料可包括低共熔混合物。将焊料用作导电材料以用于填充开口的特征为，该焊料具有根据所用焊料的类型可定制的限定熔融温度以在对于连续电池操作可为不安全的温度下熔化。一旦焊料熔化，则含有熔融焊料的基板开口不再为导电性的，并且为电极板内的开式电路结果。开式电路可操作以动态地增加双极电池内的电阻，从而进一步停止电流并且关闭电池内的不安全反应。因此，根据是否期望将此类内部关闭机构包括于电池内，和如果包括，那么期望在什么温度下影响此类内部关闭，填充开口的所选导电材料的类型可改变。基板将配置成使得，在超过预定条件的操作条件的情况下，基板将用于通过中断穿过基板的导电性而禁止电池的操作。例如，填充介电基板中的孔的导电材料将经历相位转变(例如，其将熔化)，使得横穿基板的导电性中断。中断的程度可部分地或甚至完整地再现将电力传导通过所禁用基板的功能。
制品可包括一个或多个通道。一个或多个通道可用作一个或多个通风、填充和/或冷却通道；容纳一个或多个柱；将一个或多个柱分布遍布于电池组件的内部；防止液体电解质接触一个或多个柱或其它部件；或其任何组合。一个或多个通道可由对准的一个或多个端板、电极板和/或隔板的一个或多个开口形成。一个或多个通道可称为一个或多个整合通道。一个或多个通道可穿过一个或多个电化学电池，还可穿过液体电解质。通道可被密封以防止电解质和在操作期间所放出的气体进入通道。可使用实现该目标的任何密封方法。一个或多个端板、电极板和隔板的一个或多个密封件(诸如插件和/或凸台)可互锁和围绕一个或多个通道以防止液体电解质渗漏于一个或多个通道中。一个或多个通道可在横向方向上穿过制品以形成一个或多个横向通道。通道的尺寸和形状可为允许它们容纳一个或多个柱的任何尺寸和形状。通道的形状可为圆形的、椭圆形的或多边形的，诸如方形、矩形、六边形等。容纳一个或多个柱的通道的尺寸选择成容纳所用柱。通道的直径可等于开口的直径，这些开口对准以形成一个或多个通道。一个或多个通道包括布置于部件中的一系列的开口，因此柱可放置于所形成通道中，因此流体可被传送通过通道以用于冷却和/或通风以及填充。通道的数量选择成支撑端板和端板的边缘、电极板和基板以防止电解质和所放出气体在操作期间的渗漏和以防止在操作期间所产生的压缩力损坏个体电化学电池的部件和密封件。多个通道可存在，以展开在操作期间所生成的压缩力。通道的数量和设计足以使超过密封件的疲劳强度的边缘应力最小化。多个通道的位置选择成展开在操作期间所生成的压缩力。通道可均匀地展开通过叠堆以更好地处理应力。多个通道可具有约2mm或更大、约4mm或更大或约6mm或更大的剖面尺寸。通道的剖面尺寸的上限为实用性，如果尺寸太大，那么组件的效率降低。通道可具有约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小的剖面尺寸。
制品可包括一个或多个通道和一个或多个柱之间的密封件。一个或多个密封件可位于通道中、通道的外部周围，和/或柱周围。密封件可包括防止电解质和在操作期间所放出的气体从电化学电池渗漏的任何材料或形式。密封件可为端板、电极板和/或隔板中的或插入通道中的膜、套筒或系列的匹配插件和/或凸台。膜可为弹性的。通道可由插入和整合于板和/或隔板中的一系列的套筒、衬套、插件和/或凸台形成。插件和/或凸台可为可压缩的，或能够彼此互锁以沿着通道形成防渗漏密封件。插件和/或凸台通过将它们原位模制可原位形成于电极板和/或隔板中。插件和/或凸台通过注射模制可原位模制。密封件可由任何材料制备，该材料可耐受暴露于电解质、电化学电池的操作条件，和通过插入柱或通过通道中的柱所施加的力。所描述的优选聚合物材料可用于柱和基板。密封件可由放置于双极板和单极板之间的套筒、插件或衬套形成。套筒或插件可为较刚性的，并且衬套一般将为弹性的。插件、凸台、套筒和/或衬套可适于装配于双极板和单极板和/或隔板中的压痕内，或具有插入于形成一个或多个通道的板的开口中的端部。双极性板、双极板和单极板可形成或加工成含有用于凸台、插件、套筒和/或衬套的匹配凹痕。板的叠堆与凸台、插件、套筒或衬套的组件可形成过盈配合以有效地密封通道。另选地，凸台、插件、套筒和/或衬套可熔融粘结或粘接性地粘结至板，以在接合点形成密封件。另选地，凸台、插件、套筒和/或衬套可在内部涂布有涂层，该涂层用于密封通道。如上文所述及，柱可用于密封通道。据设想，这些密封解决方案的组合可用于单个通道或不同通道中。板的叠堆的部件(包括双极性板、单极板和双极板)优选地具有相同形状和共同边缘。这有利于边缘的密封。在存在隔板的情况下，隔板一般具有与电极板类似的结构以适应横向通道的成形或形成。在另一个实施例中，密封件可为注射于螺栓和横向通道之间的热固性聚合物，诸如环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸聚合物。一个或多个通道可由插件、凸台、套筒和/或衬套形成，该插件、凸台、套筒和/或衬套粘结于一个或多个电极板和/或一个或多个隔板中的开口，和/或与之一体。一个或多个通道中的一个或多个柱可施加足够压力以将插件、孔、凸台、套筒和/或衬套保持在原位以形成密封通路。一个或多个通道可由插件和/或凸台形成，该插件和/或凸台粘结和/或整合于一个或多个电极板和一个或多个隔板。一个或多个柱通过粘合剂粘结或通过热塑性聚合物的融合或两者可粘结至电池的一个或多个插件、凸台和/或基板。插件和/或凸台可通过过盈配合插入一个或多个电极板和/或隔板中或通过粘合剂原位粘结。一个或多个隔板中的插件和/或凸台可包括一个或多个通风孔，该一个或多个通风孔可允许一个或多个电化学电池和一个或多个通道之间的连通。一个或多个通风孔可允许气体从一个或多个电化学电池至一个或多个通道的传送，并且可防止一种或多种液体(即，电解质)从一个或多个电化学电池至一个或多个通道的传送。
制品可包括膜。膜可用于密封一个或多个端板的边缘、多个电极板、一个或多个隔板、一个或多个通道，或其任何组合。通过密封端板的边缘、电极板和隔板并且隔离一个或多个电化学电池的任何机构，膜可粘结至一个或多个端板的边缘、多个电极板和/或一个或多个隔板。示例性粘结方法包括粘合剂粘结、熔融粘结、振动焊接、RF焊接和微波焊接，等等。膜可为聚合物材料的片材，该材料可密封端板的边缘、单极板和双极板并且可耐受暴露于电解质和其中电池从内部和从外部暴露的条件。可用于电极板的基板的相同材料可用于膜。膜可为热塑性聚合物，该热塑性聚合物可熔融粘结、振动焊接或模制于单极板和双极板的基板周围。相同热塑性聚合物可用于单极基板和双极基板和膜。示例性材料为聚乙烯、聚丙烯、ABS和聚酯，其中ABS为最优选的。膜可为它们粘结至其的叠堆的侧部的尺寸，并且膜粘结至叠堆的每个侧部。相邻膜的边缘可被密封。边缘可利用粘合剂、熔融粘结或模制工艺进行密封。膜可包括单个一体片材，该单个一体片材缠绕于叠堆的整个周边周围。膜的前缘(接触叠堆的第一边缘)和叠堆的尾缘(所应用膜片材的端部)可彼此粘结以完成密封件。这可利用粘合剂、熔融粘结或模制工艺来执行。在熔融粘结中，膜的表面和/或叠堆的边缘暴露于这样的条件：一者或两者的表面融化，并且然后膜和叠堆的边缘在表面融化时接触。膜和叠堆的边缘随着表面凝固而粘结，从而形成能够将这些部件密封在一起的粘结部。膜可得自膜材料的连续片材并且切割成期望长度。膜的宽度可匹配单极板和双极板的叠堆的高度。膜具有充分厚度以密封单极片材和双极片材的叠堆的边缘来隔离电池。膜还可用作围绕叠堆的边缘的保护壳体。膜可具有约1mm或更大、约1.6mm或更大或约2mm或更大的厚度。膜可具有约5mm或更小、4mm或更小或约2.5mm或更小的厚度。当膜粘结至叠堆的边缘时，可使用可耐受暴露于电解质和电池的操作条件的任何粘合剂。示例性粘合剂为塑性水泥、环氧树脂、氰基丙烯酸酯胶或丙烯酸树脂。另选地，膜可通过将热塑性材料或热固性材料模制于一部分或全部的电极板的叠堆周围而形成。可使用任何已知模制方法，包括热成形、反应注射模制、注射模制、旋转模制、吹塑、压缩模制等。膜可通过将膜注射模制于一部分或全部的电极板的叠堆周围而形成。在膜形成于一部分的板的叠堆周围的情况下，膜可形成于电极板的边缘或电极板和隔板周围。
制品可包括一个或多个柱。一个或多个柱可用于以某种方式将部件的叠堆保持在一起使得对部件的损坏或叠堆的部件的边缘之间的密封件的破裂得以防止，确保横穿隔板材料的均匀压缩，并且确保隔板材料的均一厚度。一个或多个柱可在每个端部上具有重叠部分，该重叠部分接合相对端板的外表面，诸如每个端板的密封表面。重叠部分可用于以某种方式将压力施加于相对端板的外表面上，以防止对部件的损坏或叠堆的部件的边缘之间的密封件的破裂，和防止叠堆在电池操作期间的鼓起和其它移位。重叠部分可接触端板的密封表面。叠堆在单极端板上可具有独立结构或保护端件，并且重叠部分将接触结构或保护端件的外表面。重叠部分可为任何结构，该结构结合柱防止对部件的损坏或叠堆的部件的边缘之间的密封件的破裂。示例性重叠部分包括螺栓头部、螺母、模制头部、平头钉、开口销、轴套环等。柱的长度穿过整个叠堆，并且该长度基于电池的期望容量而改变。柱可表现出便于填充通道的剖面形状和尺寸。柱可具有大于一个或多个通道的剖面尺寸的剖面尺寸，使得柱与通道中的一者或多者形成过盈配合。柱的数量选择成支撑基板的边缘和端板以防止电解质和所放出气体在操作期间的渗漏，以防止在操作期间所产生的压缩力损坏个体电化学电池的部件和密封件，和以使超过密封件的疲劳强度的边缘应力最小化。多个柱可存在，以展开在操作期间所生成的压缩力。可存在少于通道的柱，其中通道中的一者或多者用作冷却通道或通风/填充通道。例如，可存在四个通道，其中三个通道具有位于其中的柱并且一个通道可用作冷却通道、通风通道和/或填充通道。柱可包括执行所需功能的任何材料。如果柱用于密封通道，那么所用材料选择成耐受电池的操作条件，在暴露于电解质时将不腐蚀，并且可耐受在电池的操作期间所生成的温度和压力。在柱执行密封功能的情况下，柱可包括可耐受所叙述条件的聚合物材料或陶瓷材料。在该实施例中，材料必须为非导电的，以防止电池的短路。柱可包括聚合物材料，诸如热固性聚合物或热塑性材料。柱可包括热塑性材料。示例性热塑性材料包括ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚丙烯、聚酯、热塑性聚氨酯、聚烯烃、配混热塑性树脂、聚碳酸酯等。ABS为最优选的。在通道被单独地密封的情况下，柱可包括具有结构完整性以执行期望功能的任何材料。可使用聚合物材料(上文所叙述)、陶瓷和金属。合适金属可为钢、黄铜、铝、铜等。柱可包括模制柱、螺纹柱，或具有一个或多个端部附接件的柱。柱可粘结至叠堆的部件，例如基板、通道中的插件或凸台，等等。粘结部可由粘合剂或聚合物材料(诸如热塑性材料)的融合形成。在部件带螺纹的情况下，叠堆的结构部件带螺纹以接纳螺纹柱。柱可在一个端部上具有头部并且在另一端部上具有螺母、用于平头钉或开口销的孔，或可在两个端部上具有螺母、用于平头钉或开口销的孔。这一般为非模制柱的情况。柱可以作为单向棘轮装置的方式来构造，该单向棘轮装置允许缩短但不允许伸长。该柱将放置于原位，然后随着叠堆被压缩，柱缩短使得其保持该叠堆上的压力。在该实施例中，柱可具有脊状物，该脊状物有利于棘轮效应以允许柱用作如同结构的拉链结(zip tie)的一部分。匹配螺母和/或垫片可与柱一起使用以压缩当处于原位时与之相邻的板。螺母和/或垫片可在柱上单向行进，并且脊状物可存在以防止螺母和/或垫片沿着柱在其它方向上移动。在使用中，柱中的孔将具有适当平头钉、开口销等以执行所叙述功能。如果柱被模制，那么其可单独地或原位模制。如果原位模制，那么密封件需存在于通道中以将熔融塑料保持在原位。带螺纹的非导电柱可使用，并且可提供所需密封。另选地，预模制非导电聚合物柱可设计成以密封通道的方式在通道中形成过盈配合。柱可通过模制(诸如，注射模制)而原位形成。
制品可包括一个或多个阀。一个或多个阀可用于从电池组件的内部抽吸真空，以电解质填充电池组件，和/或在操作期间对电池组件进行通风。一个或多个阀可包括压力释放阀、止回阀、填充阀、突开阀等，或其任何组合。一个或多个阀可连接至一个或多个通道和/或与之连通，该一个或多个通道由端板、电极板、隔板或其任何组合的一个或多个开口形成。一个或多个阀可与通道连通，诸如具有穿过其的柱或不含柱的通道。制品可包括如US2014/0349147所描述的一个或多个阀，该专利以引用方式并入本文。
制品可包括一个或多个端子。一个或多个端子可用于将电化学电池中所生成的电子传送至以电力的形式利用所生成电子的系统。一个或多个端子可穿过一个或多个端板、一个或多个电极板、膜和/或壳体。一个或多个端子可从端板穿过电极板至外部，或穿过基本上平行于端板的平面的组件周围的壳体或膜的侧部。端子匹配单极板的阳极或阴极的极性。单极板的阴极和具有阴极电流收集器的双极板的一者或多者的阴极可连接至独立正端子。单极板的阳极和具有阳极电流收集器的双极板的一者或多者的阳极可连接至独立负端子。阴极电流收集器和阳极电流收集器可并行连接。个体端子可覆盖于膜中，从而仅使单个连接正端子和单个连接负端子暴露。
组件可包括一对或多对的导电端子，每对连接至正端子和负端子。端子适于将每个电池叠堆连接至负载(本质上，系统)。该负载利用电池所生成的电力。端子接触组件中的导电管道。组件可包括用于一个或多个电池的压力释放阀以在电池达到危险内部压力的情况下释放压力。压力释放阀设计成以与电池一起使用的方式防止损坏系统的严重故障。一旦压力释放阀已释放，则电池不再起作用。所公开的组件可包括单个止回阀，当达到危险压力时或在其之前，该单个止回阀从整个组件释放压力。
密封叠堆可放置于壳体中以保护所形成电池。另选地，膜结合叠堆的端部处的单极板上方的护盖可用作电池的壳体。单极板可具有适当护盖，该适当护盖附接或粘结至与阳极或阴极相对的表面。盖可为与膜相同的材料，或可为可粘接性地粘结或熔融粘结至膜并且可具有膜的所叙述范围内的厚度的材料。如果附连至板的端部，那么盖可与任何机械附接件附连，该机械附接件包括具有重叠部分的柱。壳体可通过将膜模制于电极板的叠堆和/或单极板的相对侧部周围而形成。
所公开的组件附接至负载，并且包括电池的电路得以形成。电子利用电力流动至端子和负载、系统。只要电池可生成电力，该流动保持。如果电池的叠堆完全放电，那么电池需要在再次使用之前经历充电步骤。如果双极板的基板在电池组件的操作温度(该操作温度低于其相位转变温度)下包括导电材料掺合物，基板在基板的第一表面和相对第二表面之间和在高于导电材料掺合物的相位转变温度的温度下具有经由材料掺合物的导电路径，那么导电材料掺合物经历相位转变，该相位转变禁用经由导电路径的导电性。这允许电池的在意外后果发生之前的禁用。一旦电池放电，那么该电池可通过与电子源形成电路而再次充电。在充电期间，电极改变功能，并且阳极在放电期间变为阴极并且阴极在放电期间变为阳极。本质上，电化学电池在相比于放电的相对方向上流动电子和离子。
当从一个或多个端板抽吸内部真空而无由于加强的变形、翘曲、渗漏或断裂时或在其之后，制品可能够耐受内部压力。当抽吸内部真空或在其之后，在填充电解质之前，和/或在操作制品之前，内部压力可包括约5psi或更大、约10psi或更大，或甚至约15psi或更大的排空。当抽吸内部真空或在其之后，在填充电解质之前，和/或在操作制品之前，内部压力可包括约30psi或更小、约25psi或更小，或甚至约20psi或更小的排空。制品可能够在操作期间耐受约10psi或更大、约20psi或更大、约50或更大和约100psi或更小的内部压力，而无由于内部压力的渗漏或翘曲。组件可能够在操作期间耐受约6psi至约10psi的内部压力。组件可提供约35瓦特时/千克、约40瓦特时/千克或约50瓦特时/千克的能量密度。本发明的组件可生成任何期望电压，诸如6伏特、12伏特、24伏特、48伏特或96伏特。电压可更高，尽管约200伏特为实际上限。
本公开的制品可包括美国公布2014/0349147、2015/0140376、2016/0197373中所描述特征的任一者，这些公布全文以引用方式并入本文。
示例性实施例
附图的下述描述提供用于说明本文的教导内容，但不旨在限制其范围。任一个实施例的特征可用于另一实施例中。
图1示出了端板10。端板10包括内部加强结构12。内部加强结构12包括从基部15突出的多个肋部14。多个肋部14包括端部10的周边周围的外加强肋部16。多个肋部14包括多个横向肋部18和纵向肋部20。横向肋部18大体垂直于纵向肋部20。多个肋部14形成多个电池22，多个电池22暴露肋部14之间的基部15。端板10包括多个开口24。多个开口24包括多个周边开口26。每个周边开口26至少部分地由从端板10的基部15突出的隆起凸台27围绕。周边开口26处于外加强肋部16和横向肋部18和/或纵向肋部20之间。多个开口24还包括多个内部开口28。内部开口28设置于形成于多个肋部14之间的电池22中。内部开口28延伸通过基部15。多个开口24包括多个通道开口30。每个通道开口30至少部分地由从端板10的基部15突出的插件32围绕。
图2示出了将膜52施加于电极板50的叠堆的边缘周围。端板10中的两者位于电极板50的叠堆的相对端部54处。两个端板10包括第一端板56和第二端板58，第一端板56如同第二端板58位于电极板50的叠堆的相对端部54处。每个端板10包括基部15，多个肋部14从基部15突出以形成内部加强结构12。框架60设置于电极板50周围。隔板62夹置于个体电极板50之间。隔板的框架64设置于每个隔板62周围。隔板的框架64处于电极板50的框架60之间。膜52利用热源66和压力源68被施加至框架60、64以将膜52密封至电极板50的叠堆的边缘和框架60、64。
图3示出了电极板50的多个分解叠堆。示出的是端板10，端板10为第一端板56。第一端板56包括内部加强结构12。端板10包括多个通道开口30。每个通道开口30至少部分地由从端板10的基部15突出的隆起插件32围绕。单极板68相邻于第一端板10、56。单极板68包括基板69和框架60。框架60形成基板69的周边周围的隆起边缘。单极板68包括基板69中的多个通道开口70。每个通道开口70至少部分地由从单极板68的基板69突出的隆起插件72围绕。隔板62相邻于单极板68。隔板62包括框架64。框架64形成隔板62的周边周围的隆起边缘。隔板62还包括玻璃垫74，玻璃垫74位于框架64的内部并且相邻于框架64。隔板还包括多个通道开口76。每个通道开口76至少部分地由从隔板64突出的隆起插件78围绕。双极板80相邻于隔板64。双极板80包括基板69和框架60。框架60形成双极板80的基板60的周边周围的隆起边缘。双极板80包括多个通道开口84。每个通道开口84至少部分地由从双极板80的基板60突出的隆起插件86围绕。隆起插件72、78、86和通道开口70、76、84对准并互锁以形成穿过电极板50的叠堆和相对端板56、58的一个或多个横向通道88。横向通道88中的一者或多者可接纳如US2014/0349147所公开的一个或多个柱96(未示出)，使得一个或多个柱96(未示出)延伸通过横向通道88中的一者或多者。
图4示出了沿着如图1所示的平面A-A穿过两个周边开口26的端板10的剖面图。端板10附连至电极板50(其为单极板68)，诸如当端板10组装于电极板50(未示出)的叠堆的端部处时。端板10包括基部15的周边周围的凹陷边缘13。凹陷边缘13如同多个肋部14处于基部15的相对表面上。凹陷边缘13接纳单极板68的框架60。单极板68包括基板69和阳极92。阳极92在与面向端板10的表面相对的表面上沉积于基板60上。端板10包括多个周边开口26。周边开口26的每一者定位成相邻于外加强肋部16并且部分地由隆起凸台27围绕。螺纹紧固件34延伸通过每个周边开口26。螺纹紧固件34接纳于螺母36内，螺母36嵌入单极板68的基板69中。螺纹紧固件34与螺母36协作以将端板10固定至端部10的周边周围的单极板68。
图5示出了沿着图1中的平面B-B穿过多个内部开口28的端板10的剖面图。端板10附连至单极板68，诸如当组装至电极板50的叠堆时。单极板68包括基板69和阳极92。阳极92在与面向端板10的表面相对的表面上沉积于基板60上。端板10包括多个内部开口28。内部开口28的每一者位于电池22中的个体肋部14之间。内部开口28延伸通过基部15。多个热桩38从单极板68的基板69突出并且穿过内部开口28。热桩38形成为从单极板68凸出的凸台39。凸台39接纳于内部开口28内。凸台39因热量而变形以在热桩38上形成头部40。热桩38将单极板68与端板10互锁。
图6示出了沿着线C-C所示的平面穿过横向通道88的剖面图，横向通道88由通道开口30形成。示出的是具有基板69和阴极94的单极板68，阴极94在基板60的端部处具有框架60。在各端部上具有框架64的隔板62相邻于单极板68上的阴极94。双极板80相邻于隔板62。双极板80包括阳极92，阳极92设置于相邻于隔板62的基板69上。基板69包括阴极94，阴极94如同阳极92设置于相对表面上。双极板80在各端部上包括框架60。在该视图中，存在如所描述布置的多个双极板80。隔板62处于双极板80之间。具有基板69的单极板68处于叠堆的相对端部，其中框架60在该视图中示于端部处并且阳极92面向相邻隔板62。电极板50的叠堆与隔板62形成电化学电池，隔板62位于电池中。还示出的是横向通道88。柱96设置于横向通道88内。柱96包括形成于各端部处的重叠部分98，重叠部分98密封横向通道88。
附图标记列表
10 端板
12 端板的内部加强结构
14 内部加强结构的多个肋部
15 端板的基部
16 外加强肋部
18 横向肋部
20 纵向肋部
22 电池
24 多个开口
26 周边开口
27 隆起凸台
28 内部开口
30 通道开口
32 通道开口的隆起插件
34 螺纹紧固件
36 螺母
38 热桩
40 热桩的头部
50 电极板的叠堆
52 膜
54 电极板的叠堆的相对端部
56 第一端板
58 第二端板
60 电极板的框架
62 隔板
64 隔板的框架
68 单极板
69 单极板基板
70 单极板中的通道开口
72 单极板的隆起插件
74 玻璃垫
76 隔板中的通道开口
78 隔板的隆起插件
80 双极板
82 双极板的框架
84 双极板中的通道开口
86 双极板的隆起插件
88 横向通道
90 单极板的基板
92 阳极
94 阴极
上述应用中所叙述的任何数值包括以一个单位的增量从较低值至较高值的所有值，前提条件是在任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的分离。这些仅为具体预期的实例，并且所枚举的在最低值和最高值之间的数值的所有可能组合视为以类似方式明确地陈述于本申请中。除非另行指出，否则所有范围包括两个端点和端点之间的所有数值。用于描述组合的术语“基本上由......组成”应包括所确认的元件、成分、部件或步骤，和不实质上影响该组合的基本和新颖性特性的此类其它元件、成分、部件或步骤。本文用于描述元件、成分、部件或步骤的组合的术语“包含”或“包括”的使用还设想出基本上由这些元件、成分、部件或步骤组成的实施例。
复数的元件、成分、部件或步骤可由单个整合元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个整合元件、成分、部分或步骤可分成独立复数的元件、成分、部件或步骤。用于描述元件、成分、部件或步骤的“一个”或“一种”的公开不旨在排除额外元件、成分、部件或步骤。

Claims (13)

1.一种电池组件，所述电池组件包括：
（a）多个电极板的一个或多个叠堆，所述一个或多个叠堆包括：
（i）一个或多个双极板，所述一个或多个双极板包括基板，所述基板在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极；
（ii）隔板和液体电解质，所述隔板和所述液体电解质位于各个所述电极板之间；
（iii）第一单极板，所述第一单极板具有第一基板，所述第一基板具有沉积于一个表面上的阴极，所述第一单极板位于所述一个或多个叠堆的端部；和
（iv）第二单极板，所述第二单极板具有第二基板，所述第二基板具有沉积于一个表面上的阳极，所述第二单极板如同所述第一单极板位于所述一个或多个叠堆的相对端部；
（b）第一端板，所述第一端板具有第一端板内部加强结构，附接于所述电池组件的端部，其所述第一端板为一件式结构；
（c）第二端板，所述第二端板具有第二端板内部加强结构，如同所述第一端板附接于所述电池组件的相对端部，其中所述第二端板为一件式结构；
其中所述第一端板附接至所述第一单极板，其中以第一多个周边附接机构围绕所述第一单极板的一周边的至少一部分，并且以第一多个内附接机构围绕所述周边内的内表面；
所述第二端板附接至所述第二单极板，其中以第二多个周边附接机构围绕所述第二单极板的一周边的至少一部分，并且以第二多个内附接机构围绕所述周边内的内表面；
其中所述第一端板和所述第二端板在充电周期、放电周期，或所述充电周期和所述放电周期两者期间加强所述多个电极板；
其中所述第一端板内部加强结构模制于所述第一端板中并且所述第二端板内部加强结构模制于所述第二端板中；和
其中在填充所述液体电解质之前，所述第一端板和所述第二端板在5psi至30psi的排空期间加强所述多个电极板，以防止所述多个电极板的向内变形。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中所述第一端板内部加强结构导致所述第一端板具有400ksi或更大的硬度，并且第二端板内部加强结构导致所述第二端板具有400ksi或更大的硬度。
3.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一端板附接至所述第一单极板并且所述第二端板附接至所述第二单极板，使得所述第一单极板和所述第二单极板在所述电池组件在所述充电周期期间进行真空填充时防止变形。
4.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一端板内部加强结构、所述第二端板内部加强结构或两者包括一个或多个肋部结构。
5.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一多个周边附接机构、所述第一多个内附接机构、所述第二多个周边附接机构和所述第二多个内附接机构包括粘合剂材料、胶带、热桩、机械紧固件或其组合。
6.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一多个周边附接机构和所述第一多个内附接机构为多个第一热桩、多个第一机械紧固件或两者；并且所述第二多个周边附接机构和所述第二多个内附接机构为多个第二热桩、多个第二机械紧固件或两者；和
其中所述多个第一热桩、所述多个第一机械紧固件或两者各个地设置于所述第一端板的至少两个或更多个肋部结构之间；并且所述多个第二热桩、所述多个第二机械紧固件或两者各个地设置于所述第二端板的至少两个或更多个肋部结构之间。
7.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一多个周边附接机构为多个第一机械紧固件并且第二多个周边附接机构为多个第二机械紧固件；和
其中所述第一单极板、所述第二单极板，或所述第一单极板和所述第二单极板两者包括多个螺母，所述多个螺母接纳所述第一机械紧固件、所述第二机械紧固件或两者。
8.根据权利要求6所述的电池组件，其中将所述第一端板附接至所述第一单极板内表面处的所述多个第一机械紧固件、所述多个第一热桩或其组合不延伸至所述一个或多个双极板中的任一个中；和
其中将所述第二端板附接至所述第二单极板内表面处的所述多个第二机械紧固件、多个第二热桩或其组合不延伸至所述一个或多个双极板中的任一个中。
9.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述多个电极板的所述一个或多个叠堆组装至电化学电池中；和
其中所述一个或多个叠堆包括在横向方向上彼此对准的所述一个或多个双极板、所述第一单极板、所述第二单极板、所述隔板、所述第一端板和所述第二端板中每一个中的一个或多个开口，所述一个或多个开口包括模制于其中的插件，这些插件对准以形成整合的通道，并且所述隔板中的所述插件具有通风孔，所述通风孔在所述通道和所述电化学电池之间连通。
10.根据权利要求9所述的电池组件，其中所述一个或多个通道穿过所述多个电极板、所述第一端板、所述第二端板和所述液体电解质；和
其中形成所述一个或多个通道的一部分的所述一个或多个开口穿过所述第一端板、所述第二端板或两者的所述内部加强结构。
11.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一多个内附接机构和所述第二多个内附接机构各自包括多个热桩；和
其中所述第一多个周边附接机构和所述第二多个周边附接机构各自包括多个螺纹紧固件。
12.根据权利要求4所述的电池组件，其中所述一个或多个肋部结构包括多个以格栅、和网格/或蜂窝作为图案的肋部结构。
13.根据权利要求9所述的电池组件，其中所述第一端板内部加强结构、所述第二端板内部加强结构或两者包括多个肋部结构；和
其中所述多个肋部结构中的一者或多者与所述第一端板、所述第二端板或两者的插件和/或开口相交和/或合并。
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