CN109411638B - 一种锂浆料电池、模块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂浆料电池和锂浆料电池模块，其包括由电芯、电芯袋和单体壳盖构成的电芯单元，单体壳盖的电芯袋连接部能够与电芯袋开口的尺寸相匹配使得电芯袋开口能够套于电芯袋连接部并密封连接。单个电芯单元可以进一步置于单体壳体中形成锂浆料电池或者多个电芯单元可以进一步置于多格模块壳体的多个容置腔中形成锂浆料电池模块。另外，在单体壳盖和/或模块壳盖上还可设有锂浆料电池维护再生设备的连接接口。根据本发明的锂浆料电池和锂浆料电池模块密封性能好、可在线维护、结构简单、拆卸方便，有利于电池自动化组装以及电池回收再利用。另外，本发明还提供了锂浆料电池和锂浆料电池模块的制备方法。

Description

一种锂浆料电池、模块及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学动力电池领域，具体地涉及一种锂浆料电池、模块及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料的新型高能电池，与铅酸电池、镍氢电池相比具有比能量高、电压高、自放电小、循环性能好和寿命长等一系列的优点，越来越受到人们的关注。目前，锂离子电池封装工艺主要包括软包、圆柱硬壳封装和方形硬壳封装，但是现有封装结构均无法实现对电池进行维护和再生，进而不能延长电池的使用寿命。并且，方形硬壳电池采用焊接的方式连接电池壳盖和下壳体，在电池回收的时候需采用切割等破坏性方式将电池壳盖和下壳体分开，因此增加了电池回收成本并且降低了电池回收效率和利用率。
锂浆料电池是一种新型的锂电池。锂浆料电池包含电极片和电解液，电极片中含有导电浆料。导电浆料含有一定比例在电解液中悬浮或沉淀的导电颗粒，当电池受到外部冲击或震荡时，由于此部分导电颗粒没有粘接固定，因此可以在电解液中局部移动，形成动态的导电网络。锂浆料电池中的导电浆料可以避免传统锂电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减问题。而且，锂浆料电池可通过定期加注/更换电解液、注气/排气等方式有效地延长使用寿命，因此采用传统的锂离子电池壳体焊接密封的方式显然已经不能够满足上述的定期加注/更换电解液、注气/排气等方面的需求。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明提供一种锂浆料电池和锂浆料电池模块，其包括由电芯、电芯袋和单体壳盖构成的电芯单元，单体壳盖的电芯袋连接部与电芯袋开口的尺寸相匹配使得电芯袋开口能够套于电芯袋连接部并密封连接。单个电芯单元可以进一步置于单体壳体中形成锂浆料电池或者多个电芯单元可以进一步置于多格模块壳体的多个容置腔中形成锂浆料电池模块。另外，在单体壳盖和/或模块壳盖上还可设有锂浆料电池维护再生设备的连接接口。根据本发明的锂浆料电池和锂浆料电池模块采用电芯袋加外壳体的方式，可以起到双重密封保护的作用；通过在壳盖上设置维护再生设备的连接接口可以便于对锂浆料电池和锂浆料电池模块进行在线维护；锂浆料电池和锂浆料电池模块的结构简单、组装工艺简便、拆卸方便，有利于电池自动化组装以及电池回收再利用。
本发明提供的技术方案如下：
根据本发明提供一种锂浆料电池，其包括：电芯，该电芯由多个正极片和多个负极片交叉叠置构成，正极片和负极片之间设有隔离层，全部正极片的正极极耳电连接并电连接至正极柱，全部负极片的负极极耳电连接并电连接至负极柱；电芯袋，该电芯袋可容置电芯；单体壳盖，该单体壳盖设有单体壳体连接部、电芯袋连接部、正极柱伸出口和负极柱伸出口，电芯袋连接部位于单体壳体连接部的内侧，电芯袋连接部与电芯袋开口的尺寸相匹配使得电芯袋开口能够套于电芯袋连接部并密封连接，正极柱和负极柱能够分别从正极柱伸出口和负极柱伸出口伸出并绝缘密封，由电芯、电芯袋和单体壳盖构成电芯单元；单体壳体，电芯单元的装有电芯的电芯袋能够容置于单体壳体中，并且单体壳盖的单体壳体连接部能够与单体壳体尺寸相匹配并能够密封连接。也就是说，将电芯袋套接于单体壳盖的电芯袋连接部从而形成对电芯的第一层密封保护，将单体壳体密封连接于单体壳盖的单体壳体连接部从而形成对电芯的第二层密封保护。电芯袋与单体壳盖的电芯袋连接部相连接时，电芯袋的开口尺寸适于平整地套接于电芯袋连接部，从而便于进行热封、粘接等密封连接，避免了直接将电芯袋开口进行密封时由于多个极耳以及流体管路伸出电芯袋所造成的极耳伸出处和管路伸出处易渗漏、密封性差的问题。电芯袋连接部可以为从单体壳盖向下延伸的突台或突肋，突台或突肋的外形形状可以为长方形、方形、椭圆形、圆形或多边形等。单体壳体和单体壳盖的材料可以为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)等，电芯袋的材料可以为铝塑复合膜等。
单体壳盖上还可设有维护再生接口，维护再生接口设有第一端口和第二端口。第一端口内设有第一内置阀，第一端口通过第一连通管连通至电芯的底部；第二端口内设有第二内置阀，第二端口通过第二连通管连通至电芯的顶部，换句话说，第一连通管延伸至电芯的底部并且第二连通管延伸至电芯的顶部。维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得第一端口和第二端口与锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开。锂浆料电池单体壳盖上的维护再生接口和维护再生设备的连接接口可以是现有技术中的任意接口，只要锂浆料电池单体壳盖上的维护再生接口设置成使其适于与维护再生设备的连接接口快速连接或断开，从而使得维护再生接口的第一端口和第二端口可以与维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口分别连接或断开即可，进而实现锂浆料电池的例如补液、换液、排气等维护再生操作。第一内置阀和第二内置阀平时处于关闭的状态，当第一端口和第二端口分别与设备第一端口和设备第二端口密封对接时，第一内置阀和第二内置阀开启，从而保证空气与水汽不能进入电池壳内部与电芯接触。与第一端口连通的第一连通管延伸至电芯的底部，也就是延伸至电芯袋内部的底部，从而对电芯的底部进行气液的抽吸和注入；与第二端口连通的第二连通管延伸至电芯的顶部，也就是延伸至电芯袋内部的顶部，从而对电芯的顶部进行气液的抽吸和注入。
在电芯袋连接部为突肋的情况下，可在电芯袋连接部内设有挡板，用以将正极柱、正极极耳电连接区与负极柱、负极极耳电连接区隔离开并且将第一端口和第二端口与正极柱伸出口、负极柱伸出口隔离开。正极柱、正极极耳电连接区与负极柱、负极极耳电连接区的隔离避免了正极柱与负极柱之间的短路。将第一端口和第二端口与电极隔离，使得液/气与电隔离，从而降低了电池的自放电能力，提高了电池的耐腐蚀性、安全性和可靠性。
为了防止维护再生接口的第一端口和第二端口与维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口的反接，造成安全隐患，提出如下防反接方式：维护再生接口可设有防反接部，防反接部可以为凸起部或凹进部，该凸起部或凹进部能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口的凹进部或凸起部相配合从而防止第一端口和第二端口与设备第一端口和设备第二端口的反接；或者维护再生接口的形状为非完全对称形状，非完全对称形状可以为三角形、梯形或五边形等，非完全对称形状的维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的非完全对称形状的连接接口相配合从而防止第一端口和第二端口与设备第一端口和设备第二端口的反接；或者维护再生接口的第一端口和第二端口的尺寸不同，第一端口和第二端口能够与锂浆料电池维护再生设备的不同尺寸的设备第一端口和设备第二端口相配合从而防止第一端口和第二端口与设备第一端口和设备第二端口的反接。
维护再生接口还可设有顶盖数据传输端口，顶盖数据传输端口与设于锂浆料电池内的检测装置相连。设于锂浆料电池内的检测装置可以检测锂浆料电池内部的电解液液位、压力等数据。顶盖数据传输端口可与维护再生设备的设备数据传输端口对接，用以将检测装置检测到的数据传输至维护再生设备的控制装置，从而根据维护再生过程中的液位、气压等进行控制。
在电芯袋内的底部可设有沟槽板，沟槽板上的沟槽的形状可以为U型、S型、波浪形、网格型、川型等，沟槽用于容纳电芯中脱落的电极浆料并通过电池维护再生过程中注入电芯袋的清洗液将沟槽中的电极浆料冲出。电芯中电极片内的电极浆料有可能会从电极片渗漏并沉积于电芯袋的底部。通过沟槽板上的沟槽可以收集脱落的电极浆料，避免隔离层两侧的电极活性材料通过脱落的电极浆料导电连接形成短路，并且沟槽设计可以更有利于清洗液的冲洗从而将脱落的电极活性材料抽吸出电芯袋。
在电芯袋内的两侧可设有两个保持件，每个保持件具有与电芯的正极片和负极片相互垂直的第一保持部以及与电芯的正极片和负极片相互平行的两个第二保持部，两个第二保持部位于第一保持部的两端并且两个第二保持部之间的距离与电芯的厚度相匹配。由于正极片和负极片的厚度较薄且缺少一定刚性，因此优选地利用两个保持件从电芯的两侧对其进行形状和位置的保持固定。保持件优选地具有一定的强度和刚度，并且其尺寸设置成可以对电芯进行夹持固定、并对电芯施加一定的压力(支撑力)。另外，在保持件上可设有通向电芯底部的通道，该通道用于引导第一连通管延伸到电芯的底部，从而便于对柔性的第一连通管进行引导和位置保持。另外，在两个保持件的第二保持部与电芯之间的空间可设有保护板，保护板的材料可以为散热材料或阻燃材料。散热材料可包括导热硅胶片、相变材料、金属材料等，阻燃材料可包括碳纤维、石棉、玻璃纤维、芳纶等。保护板的厚度可以与保持件的第二保持部的厚度相同。
单体壳盖还可包括保护壁和顶盖，保护壁可围绕正极柱伸出口、负极柱伸出口和维护再生接口设置，顶盖能够以可拆卸的方式连接于保护壁。可拆卸的连接方式包括螺栓连接、卡接等，从而便于将顶盖从保护壁上取下以便完成电池的串并联和维护再生操作。通过保护壁和顶盖可以将锂浆料电池的正极柱、负极柱和维护再生接口进行保护，防止意外将正极柱、负极柱进行连接或开启维护再生接口。在保护壁上可设有开口，用以实现多个锂浆料电池之间的导电连接件的连接。开口的形状和尺寸可根据导电连接件——例如，导电线、导电片——的形状和尺寸来确定。
单体壳体的外壁上可设有加强肋，加强肋一方面有助于提高电池单体的机械强度，防止外界机械压力和冲击的破坏；另一方面，电池单体成组后，加强肋之间形成空间，有利于空气或冷却液的流动，从而有利于电池的散热。
根据本发明还提供一种锂浆料电池模块，其中，锂浆料电池模块包括：多个电芯，每个电芯由多个正极片和多个负极片交叉叠置构成，正极片和负极片之间设有隔离层，并且全部正极片的正极极耳电连接并电连接至正极柱、全部负极片的负极极耳电连接并电连接至负极柱；多个电芯袋，每个电芯袋容置一电芯；多个单体壳盖，单体壳盖设有模块壳体连接部、电芯袋连接部、正极柱伸出口和负极柱伸出口，电芯袋连接部位于模块壳体连接部的内侧，电芯袋连接部与电芯袋开口的尺寸相匹配使得电芯袋开口能够套于电芯袋连接部并密封连接，正极柱和负极柱能够分别从单体壳盖的正极柱伸出口和负极柱伸出口伸出并绝缘密封，由多个电芯、多个电芯袋和多个单体壳盖构成多个电芯单元；多格模块壳体，多格模块壳体设有通过模块壳体壁和隔板分隔出的多个容置腔，多个电芯单元的装有电芯的电芯袋能够分别容置于多格模块壳体的多个容置腔中，并且单体壳盖的模块壳体连接部能够与容置腔的尺寸相匹配并能够密封连接。
锂浆料电池模块也是通过将电芯袋套接于单体壳盖的电芯袋连接部从而形成对电芯的第一层密封保护，并且通过单体壳盖的模块壳体连接部和多格模块壳体的容置腔的密封连接形成对电芯的第二层密封保护。通过由电芯、电芯袋和单体壳盖构成的密封的电芯单元，能够避免直接将电芯袋开口进行密封时由于多个极耳以及流体管路伸出电芯袋所造成的极耳伸出处和管路伸出处易渗漏、密封性差的问题。该锂浆料电池模块与上述的锂浆料电池的不同之处在于，锂浆料电池模块的电芯单元不是设置于单体壳体中，而是将多个电芯单元设置于单个多格模块壳体的多个独立的容置腔中。这样，无需多个单体壳体，从而可以节省成本并便于组装，而且多个电芯单元可以在多格模块壳体内进行内串联。多格模块壳体和模块壳盖的材料可以为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)等。
如上所述，在电芯单元的单体壳盖上可设有维护再生接口，在维护再生接口内可设有第一端口和第二端口。第一端口可设有第一内置阀，第一端口通过第一连通管连通至电芯的底部；第二端口可设有第二内置阀，第二端口通过第二连通管连通至电芯的顶部。维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得第一端口和第二端口与锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开。
电芯单元的单体壳盖还可包括保护壁，保护壁围绕电芯单元的正极柱伸出口、负极柱伸出口和维护再生接口设置。另外，锂浆料电池模块还可包括模块顶盖，模块顶盖能够以可拆卸的方式覆盖连接于全部单体壳盖的保护壁。通过一个整体的模块顶盖能够对全部的电芯单元的正极柱、负极柱和维护再生接口进行保护，防止意外将正极柱、负极柱进行连接或开启维护再生接口。
单体壳盖的保护壁上可设有开口用以实现多个电芯单元之间的导电连接件的连接以及引出。或者，在模块顶盖上可设有模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口，模块正极柱和模块负极柱能够与内串联的多个电芯的首端正极柱和末端负极柱分别电连接并且分别从模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口伸出并绝缘密封，这样单体壳盖的保护壁可无需设置开口。
在对各个电芯单元进行维护再生时，可将模块顶盖拆下，然后对各个电芯单元进行补液、换液、排气等操作。另外，在模块顶盖上可设有模块维护再生接口，模块维护再生接口设有模块第一端口和模块第二端口。模块第一端口可设有模块第一内置阀并且模块第二端口可设有模块第二内置阀。模块第一端口可通过多个连通管路与各个电芯单元的第一端口连接，模块第二端口可通过多个连通管路与各个电芯单元的第二端口连接，模块维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得模块第一端口和模块第二端口与锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开。这样，可通过控制阀门对单个电芯单元进行操作或者对全部电芯单元同时进行操作。当在模块顶盖上设有的模块维护再生接口与维护再生设备的连接接口相匹配时，在各个电芯单元上设置的维护再生接口可以不与维护再生设备的连接接口相匹配，也就是说，可以仅利用模块维护再生接口对各个电芯单元实现维护再生的目的，各个电芯单元的维护再生接口可以设置得较小、较简单并且仅需完成与模块维护再生接口的对接即可。
在锂浆料电池模块中，同样可设置上述关于锂浆料电池的例如沟槽板、保持件、保护板、加强肋等各种结构和部件，此处不再赘述。
根据本发明还提供一种上述锂浆料电池的制备方法，其中，该制备方法包括如下步骤：(1)将正极片与负极片交叉叠置形成电芯，正极片和负极片之间设有隔离层，并将所有正极片的正极极耳电连接以及将负极片的负极极耳电连接；(2)将已电连接的正极极耳与单体壳盖上的正极柱导电连接，将已电连接的负极极耳与单体壳盖上的负极柱导电连接，将单体壳盖的维护再生接口的第一端口通过第一连通管延伸至电芯的底部并且将单体壳盖的维护再生接口的第二端口通过第二连通管延伸至电芯的顶部；(3)将电芯袋包覆于电芯上，将电芯袋的开口套于单体壳盖的电芯袋连接部并密封连接从而形成电芯单元；(4)将电芯单元的装有电芯的电芯袋置于单体壳体内并将单体壳盖的壳体连接部与单体壳体密封连接；(5)将单体壳盖的顶盖连接于单体壳盖的保护壁。
另外，在步骤(3)中，在将电芯袋包覆于电芯之前，在电芯袋内的底部放置沟槽板，在电芯袋内的两侧放置两个保持件和两个保护板。
根据本发明还提供一种上述锂浆料电池模块的制备方法，其中，该制备方法包括如下步骤：(1)将正极片与负极片交叉叠置形成电芯，正极片和负极片之间设有隔离层，并将所有正极片的正极极耳电连接以及将负极片的负极极耳电连接；(2)将已电连接的正极极耳与正极柱导电连接，将已电连接的负极极耳与负极柱导电连接，将单体壳盖的维护再生接口的第一端口通过第一连通管延伸至电芯的底部并且单体壳盖的维护再生接口的第二端口通过第二连通管延伸至电芯的顶部；(3)将电芯袋包覆于电芯上，将电芯袋的开口套于单体壳盖的电芯袋连接部并密封连接从而形成电芯单元；(4)将多个电芯单元的装有电芯的电芯袋分别置于多格模块壳体的多个容置腔内并将单体壳盖的壳体连接部与多格模块壳体的容置腔密封连接，之后将多个电芯进行内串联连接。
另外，在步骤(3)中，在将电芯袋包覆于电芯之前，在电芯袋内的底部放置沟槽板，在电芯袋内的两侧放置两个保持件和两个保护板。
在电芯单元的单体壳盖具有保护壁并且电池模块具有模块顶盖的情况下，还包括如下步骤：通过多个连通管路将多个第一端口连接至模块顶盖的模块维护再生接口的模块第一端口并通过多个连通管路将多个第二端口连接至模块顶盖的模块维护再生接口的模块第二端口，将分别电连接于首端正极柱和末端负极柱的模块正极柱和模块负极柱从模块顶盖的模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口伸出并进行绝缘密封；或者，将内串联后的多个电芯的首端正极柱和末端负极柱通过导电连接件从单体壳盖的保护壁的开口引出，以及将模块顶盖与单体壳盖的保护壁密封连接。
本发明的优势在于：
1)锂浆料电池壳体采用电芯袋加外壳体的方式，电芯袋能够防止锂浆料电池电解液渗透，能够有效提高锂浆料电池的密封性、防腐蚀性和绝缘性，外壳体采用阻燃材料，能够有效提高电池安全性；
2)锂浆料电池的单体壳盖设有第一端口和第二端口，第一端口通过柔性连通管路连通延伸至电芯底部，第二端口通过柔性连通管路连通延伸至电芯顶部，能够有效完成锂浆料电池定期加注/更换电解液、注气/排气等功能要求；
3)锂浆料电池模块的壳体采用多格的结构方式，将电芯单元放置于多格内，电芯单元在多格模块壳内串联连接，节省了单体外壳以及单体成组电池包的结构重量和体积，有效提高了电池的功率密度和能量效率，实现了电池模块的集成化、整体化；
4)本发明的锂浆料电池和锂浆料电池模块结构简单、组装工艺简单、拆卸方便，一方面有利于电池自动化组装，另一方面方便电池回收再利用，降低回收成本。
附图说明
图1为根据本发明的锂浆料电池的(a)分解图和(b)组装图；
图2为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的分解图；
图3为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的电芯袋内各部件的分解图；
图4为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的单体壳盖，图4(a)和4(b)为从不同角度观察的立体图；
图5为根据本发明一实施方式的锂浆料电池模块的(a)多格模块壳体、(b)分解图和(c)组装图；
图6为根据本发明另一实施方式的锂浆料电池模块的制备方法的示意图，图6(a)-6(c)示出制备方法的各个步骤。
附图标记列表
1——锂浆料电池
2——电芯单元
201——单体壳盖
201a——电芯袋连接部
201b——单体壳体连接部(模块壳体连接部)
201c——正极柱伸出口
201d——负极柱伸出口
201e——维护再生接口
201f——防反接部
201g——第一端口
201h——第二端口
201i——保护壁
201j——顶盖
201k——开口
201m——挡板
202——电芯袋
203——电芯
204——保持件
204a——第一保持部
204b——第二保持部
205——保护板
206——沟槽板
207——正极极耳
208——负极极耳
209——正极柱
210——负极柱
211——绝缘密封件
212——螺母
3——单体壳体
301——加强肋
4——锂浆料电池模块
5——多格模块壳体
501——隔板
502——容置腔
503——容置腔连接部
6——模块顶盖
601——模块维护再生接口
601a——模块第一端口
601b——模块第二端口
602——接口盖
7——导电连接件
具体实施方式
下面将结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
图1为根据本发明的锂浆料电池的(a)分解图和(b)组装图。锂浆料电池1包括电芯单元2和单体壳体3，电芯单元2可放置于单体壳体3中并与其密封连接。在单体壳体3上设有加强肋301，加强肋之间形成可供空气流通的散热空间。
图2为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的分解图。电芯单元2包括单体壳盖201、电芯袋202和电芯203。另外，保持件204、保护板205和沟槽板206也可以围绕电芯203设置于电芯袋202中。在将电芯203装于电芯袋202中之后，可将电芯袋202的开口与单体壳盖201的电芯袋连接部201a进行密封连接。电芯203的全部正极极耳207与正极柱209电连接，正极柱209从单体壳盖的正极柱伸出口伸出、通过绝缘密封件211密封并通过螺母212紧固；电芯203的全部负极极耳208与负极柱210电连接，负极柱210从单体壳盖的负极柱伸出口伸出、通过绝缘密封件211密封并通过螺母212紧固。
图3为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的电芯袋内各部件的分解图。在电芯的两侧设有两个保持件204，保持件的第一保持部204a与电芯的正极片和负极片相互垂直并且保持件的第二保持部204b与电芯的正极片和负极片相互平行。保持件的两个第二保持部204b之间的距离D设置成可以允许电芯的插入并对电芯的形状进行保持。保护板205设于两个保持件204的位于一侧的两个第二保持部204b之间，保护板的材料是例如金属的散热材料。沟槽板206设于电芯的下方，在沟槽板206上设有波浪形沟槽。当正、负极片内的非粘接固定的电极活性材料从电极片渗漏时，沟槽板上的沟槽可以对电极活性材料起到收集的作用，并且当对电芯冲入清洗液时沟槽中的电极活性材料易于连同清洗液一起被抽吸出电芯袋。
图4为根据本发明的锂浆料电池的电芯单元的单体壳盖，图4(a)和4(b)为从不同角度观察的立体图。单体壳盖201设有电芯袋连接部201a、单体壳体连接部201b、正极柱伸出口201c、负极柱伸出口201d、维护再生接口201e、保护壁201i和顶盖201j(图1中示出)。电芯袋连接部201a设置于单体壳体连接部201b的内侧。电芯袋连接部201a为长方形的突肋，可以伸入电芯袋开口中并与其密封连接。电芯袋连接部201a内设有挡板201m，用于将正极柱伸出口、负极柱伸出口和第一端口及第二端口隔离开。单体壳体连接部201b为长方形凹槽，该长方形凹槽可以与单体壳体的长方形凸起边缘卡接，从而形成密封连接。正极柱伸出口201c和负极柱伸出口201d的尺寸分别与正极柱和负极柱相匹配。维护再生接口201e内设有第一端口201g和第二端口201h，另外，维护再生接口201e内还可设有防反接部201f，其中，维护再生接口201e、第一端口201g、第二端口201h和防反接部201f分别与锂浆料电池维护再生设备的连接接口、设备第一端口、设备第二端口和防反接部的形状及尺寸相对应。保护壁201i围绕正极柱伸出口201c、负极柱伸出口201d和维护再生接口201e设置，保护壁201i和顶盖201j以螺栓连接的方式连接，从而对锂浆料电池的正极柱、负极柱和维护再生接口201e形成保护。在保护壁201i上设有开口201k，导电连接件可穿过开口201k并对不同电池的正、负极柱进行电连接。
下面，将结合图1至图4说明锂浆料电池的制备方法。首先，将锂浆料电池的正极片与负极片交叉叠置形成电芯，并将所有正极片的正极极耳207电连接以及将负极片的负极极耳208电连接。之后，将正极柱209和负极柱210从单体壳盖201的正极柱伸出口201c和负极柱伸出口201d伸出、利用绝缘密封件211进行绝缘密封并通过螺母212进行紧固。接下来，将已电连接的正极极耳207与正极柱209焊接到一起，将已电连接的负极极耳208与负极柱210焊接到一起，将单体壳盖的维护再生接口201e的第一端口201g通过第一连通管延伸至电芯的底部并且将单体壳盖的维护再生接口201e的第二端口201h通过第二连通管延伸至电芯的顶部。然后，将沟槽板206、由保持件204和保护板保持的电芯203放置于电芯袋202中，将电芯袋202的开口套于单体壳盖的电芯袋连接部201a并热封从而形成电芯单元2，将组装后的电芯单元2的电芯袋置于单体壳体3内并将单体壳盖的单体壳体连接部201b与单体壳体3进行粘接。最后，将单体壳盖的顶盖201j螺栓连接于单体壳盖的保护壁201i。
图5为根据本发明一实施方式的锂浆料电池模块的(a)多格模块壳体、(b)分解图和(c)组装图。锂浆料电池模块4包括多个电芯单元2、多格模块壳体5和模块顶盖6。电芯单元的部件和结构已在图2至图4中说明，此处不再赘述。多格模块壳体5通过隔板501分隔出多个容置腔502。将多个电芯单元2分别放置于多格模块壳体5的各个容置腔502中，将电芯单元2的单体壳盖上的模块壳体连接部(即图(4)中的单体壳体连接部201b)与容置腔502进行密封连接、优选地与在模块壳体壁和隔板501上形成的容置腔连接部503进行密封连接。通过导电连接件7将容置于同一多格模块壳体5的各个容置腔502内的各个电芯单元2进行内串联，首端导电连接件和末端导电连接件从单体壳盖的保护壁上的开口引出。设置于模块顶盖6上的模块维护再生接口601的模块第一端口601a通过多个连通管路与各个电芯单元的第一端口连接，模块维护再生接口601的模块第二端口601b通过多个连通管路与各个电芯单元的第二端口连接，在模块第一端口601a和模块第二端口601b内设有模块第一内置阀和模块第二内置阀。在模块维护再生接口601上还可设有与其相匹配的接口盖602。
图6为根据本发明另一实施方式的锂浆料电池模块的制备方法的示意图，图6(a)-6(c)示出制备方法的各个步骤。下面将结合图6说明根据该实施方式的锂浆料电池模块的制备方法。首先，制备电芯单元：第一步，将正极片与负极片交叉叠置形成电芯，并将所有正极片的正极极耳电连接以及将负极片的负极极耳电连接；第二步，将正极柱和负极柱从单体壳盖的正极柱伸出口和负极柱伸出口伸出并进行绝缘密封；第三步，将已电连接的正极极耳与正极柱导电连接，将已电连接的负极极耳与负极柱导电连接，将单体壳盖的维护再生接口的第一端口通过第一连通管延伸至电芯的底部并且单体壳盖的维护再生接口的第二端口通过第二连通管延伸至电芯的顶部；第四步，将电芯袋包覆于电芯上，将电芯袋的开口套于单体壳盖的电芯袋连接部并密封连接从而形成电芯单元2。然后，将多个电芯单元2分别置于多格模块壳体5的容置腔内并将单体壳盖的单体壳体连接部与多格模块壳体的容置腔连接部卡接并胶封(参见图6(a))。之后，通过多个导电连接件7将多个电芯单元进行内串联连接，将首端导电连接件和末端导电连接件从保护壁的开口引出(参见图6(b))。最后，将模块顶盖6连接于电芯单元的保护壁顶面(参见图6(c))。
本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (18)

1.一种锂浆料电池，其特征在于，所述锂浆料电池包括：电芯，所述电芯由多个正极片和多个负极片交叉叠置构成，正极片和负极片之间设有隔离层，全部正极片的正极极耳电连接并电连接至正极柱，全部负极片的负极极耳电连接并电连接至负极柱；电芯袋，所述电芯袋用于容置所述电芯；单体壳盖，所述单体壳盖设有电芯袋连接部、单体壳体连接部、正极柱伸出口以及负极柱伸出口，所述电芯袋连接部位于所述单体壳体连接部的内侧，所述电芯袋连接部与电芯袋开口的尺寸相匹配使得所述电芯袋开口能够套于所述电芯袋连接部并密封连接，所述正极柱和负极柱能够分别从所述正极柱伸出口和负极柱伸出口伸出并绝缘密封，其中，由所述电芯、电芯袋和单体壳盖构成电芯单元，所述单体壳盖上设有维护再生接口，所述维护再生接口设有第一端口和第二端口，所述第一端口内设有第一内置阀，所述第一端口通过第一连通管连通至所述电芯的底部，所述第二端口内设有第二内置阀，所述第二端口通过第二连通管连通至所述电芯的顶部，所述维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得所述第一端口和第二端口与所述锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开；单体壳体，所述电芯单元的装有电芯的电芯袋能够容置于所述单体壳体中，并且所述单体壳盖的单体壳体连接部能够与所述单体壳体尺寸相匹配并能够密封连接。
2.根据权利要求1所述的锂浆料电池，其中，所述维护再生接口设有防反接部，所述防反接部为凸起部或凹进部，所述凸起部或凹进部能够与所述锂浆料电池维护再生设备的连接接口的凹进部或凸起部相配合从而防止所述第一端口和第二端口与所述设备第一端口和设备第二端口的反接；或者
所述维护再生接口的形状为非完全对称形状，所述非完全对称形状为三角形、梯形或五边形，非完全对称形状的所述维护再生接口能够与所述锂浆料电池维护再生设备的非完全对称形状的连接接口相配合从而防止所述第一端口和第二端口与所述设备第一端口和设备第二端口的反接；或者
所述维护再生接口的第一端口和第二端口的尺寸不同，所述第一端口和第二端口能够与所述锂浆料电池维护再生设备的不同尺寸的设备第一端口和设备第二端口相配合从而防止所述第一端口和第二端口与所述设备第一端口和设备第二端口的反接。
3.根据权利要求1或2所述的锂浆料电池，其中，所述维护再生接口还设有顶盖数据传输端口，所述顶盖数据传输端口与设于所述电芯单元内的检测装置相连，所述顶盖数据传输端口能够与所述维护再生设备的设备数据传输端口对接用以将所述检测装置检测到的数据传输至所述维护再生设备的控制装置。
4.根据权利要求1或2所述的锂浆料电池，其中，在所述电芯袋内的底部设有沟槽板，所述沟槽板上的沟槽的形状为U型、S型、波浪形、网格型或川型，所述沟槽用于容纳所述电芯中脱落的电极浆料并通过电池维护再生过程中注入所述电芯袋的清洗液将所述沟槽中的电极浆料冲出。
5.根据权利要求1所述的锂浆料电池，其中，在所述电芯袋内的两侧设有两个保持件，每个所述保持件具有与所述电芯的正极片和负极片相互垂直的第一保持部以及与所述电芯的正极片和负极片相互平行的两个第二保持部，两个所述第二保持部位于所述第一保持部的两端并且两个所述第二保持部之间的距离与所述电芯的厚度相对应，其中，在所述保持件上设有通向所述电芯底部的通道，所述通道用于引导所述第一连通管延伸到所述电芯的底部。
6.根据权利要求5所述的锂浆料电池，其中，在两个所述保持件的位于同一侧的两个第二保持部与所述电芯之间的空间设有保护板，所述保护板的材料为散热材料或阻燃材料。
7.根据权利要求1所述的锂浆料电池，其中，所述电芯袋连接部为从所述单体壳盖向下延伸的突肋，在所述电芯连接部内设有挡板，所述挡板用以将所述正极柱伸出口、所述负极柱伸出口和所述维护再生设备接口间隔开。
8.根据权利要求1所述的锂浆料电池，其中，所述单体壳盖还包括保护壁和顶盖，所述保护壁围绕所述正极柱伸出口、所述负极柱伸出口和所述维护再生接口设置，所述顶盖能够以可拆卸的方式连接于所述保护壁，在所述保护壁上设有开口用以实现多个锂浆料电池之间的导电连接件的连接。
9.根据权利要求1或2所述的锂浆料电池，其中，所述单体壳体的外壁上设有用于加强壳体强度并能够在单体壳体之间产生间隙的加强肋。
10.根据权利要求1或2所述的锂浆料电池，其中，所述单体壳体和所述单体壳盖的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯，所述电芯袋的材料为铝塑复合膜。
11.一种锂浆料电池模块，其特征在于，所述锂浆料电池模块包括：多个电芯，每个所述电芯由多个正极片和多个负极片交叉叠置构成，正极片和负极片之间设有隔离层，并且全部正极片的正极极耳电连接并电连接至正极柱、全部负极片的负极极耳电连接并电连接至负极柱；多个电芯袋，每个所述电芯袋容置一所述电芯；多个单体壳盖，所述单体壳盖设有模块壳体连接部、电芯袋连接部、正极柱伸出口以及负极柱伸出口，所述电芯袋连接部位于所述模块壳体连接部的内侧，所述电芯袋连接部与电芯袋开口的尺寸相匹配使得所述电芯袋开口能够套于所述电芯袋连接部并密封连接，所述正极柱和负极柱能够分别从所述正极柱伸出口和负极柱伸出口伸出并绝缘密封，其中，由所述多个电芯、多个电芯袋和多个单体壳盖构成多个电芯单元，在所述单体壳盖上设有维护再生接口，所述维护再生接口内设有第一端口和第二端口，所述第一端口设有第一内置阀，所述第一端口通过第一连通管连通至所述电芯的底部，所述第二端口设有第二内置阀，所述第二端口通过第二连通管连通至所述电芯的顶部，所述维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得所述第一端口和第二端口与所述锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开；多格模块壳体，所述多格模块壳体设有通过模块壳体壁和隔板分隔出的多个容置腔，所述多个电芯单元的装有电芯的电芯袋能够分别容置于所述多格模块壳体的多个容置腔中，并且所述单体壳盖的模块壳体连接部能够与所述容置腔的尺寸相匹配并能够密封连接。
12.根据权利要求11所述的锂浆料电池模块，其中，所述单体壳盖还包括保护壁，所述保护壁围绕所述正极柱伸出口、负极柱伸出口和维护再生接口设置，所述锂浆料电池模块还包括模块顶盖，所述模块顶盖能够以可拆卸的方式覆盖连接于所述多个单体壳盖的保护壁。
13.根据权利要求12所述的锂浆料电池模块，其中，所述保护壁上设有开口用以实现多个电芯单元之间的导电连接件的连接以及引出；或者，在所述模块顶盖上设有模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口，模块正极柱和模块负极柱能够与内串联的多个电芯的首端正极柱和末端负极柱分别电连接并且分别从所述模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口伸出并绝缘密封。
14.根据权利要求12所述的锂浆料电池模块，其中，所述模块顶盖上设有模块维护再生接口，所述模块维护再生接口设有模块第一端口和模块第二端口，所述模块第一端口内设有模块第一内置阀并且所述模块第二端口内设有模块第二内置阀，所述模块第一端口通过连通管路与各个所述第一端口连接，所述模块第二端口通过连通管路与各个所述第二端口连接，所述模块维护再生接口能够与锂浆料电池维护再生设备的连接接口连接或断开使得所述模块第一端口和模块第二端口与所述锂浆料电池维护再生设备的设备第一端口和设备第二端口连接或断开。
15.一种如权利要求1至10中任一项所述的锂浆料电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将正极片与负极片交叉叠置形成电芯，正极片与负极片之间设有隔离层，并将所有正极片的正极极耳电连接以及将所述负极片的负极极耳电连接；
(2)将已电连接的正极极耳与单体壳盖上的正极柱导电连接，将已电连接的负极极耳与单体壳盖上的负极柱导电连接，将单体壳盖的维护再生接口的第一端口通过第一连通管延伸至所述电芯的底部并且将单体壳盖的维护再生接口的第二端口通过第二连通管延伸至所述电芯的顶部；
(3)将电芯袋包覆于所述电芯上，将所述电芯袋的开口套于所述单体壳盖的电芯袋连接部并密封连接从而形成电芯单元；
(4)将所述电芯单元的装有电芯的电芯袋置于单体壳体内并将所述单体壳盖的壳体连接部与所述单体壳体密封连接。
16.根据权利要求15所述的锂浆料电池的制备方法，其中，还包括步骤(5)，将所述单体壳盖的顶盖连接于所述单体壳盖的保护壁。
17.一种如权利要求12至14中任一项所述的锂浆料电池模块的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将正极片与负极片交叉叠置形成电芯，正极片与负极片之间设有隔离层，并将所有正极片的正极极耳电连接以及将所述负极片的负极极耳电连接；
(2)将已电连接的正极极耳与单体壳盖的正极柱导电连接，将已电连接的负极极耳与单体壳盖的负极柱导电连接，将单体壳盖的维护再生接口的第一端口通过第一连通管延伸至所述电芯的底部并且单体壳盖的维护再生接口的第二端口通过第二连通管延伸至所述电芯的顶部；
(3)将电芯袋包覆于所述电芯上，将电芯袋的开口套于所述单体壳盖的电芯袋连接部并密封连接从而形成电芯单元；
(4)将多个所述电芯单元的装有电芯的电芯袋分别置于多格模块壳体的容置腔内并将所述单体壳盖的壳体连接部与多格模块壳体的容置腔密封连接，之后将多个所述电芯单元进行内串联连接。
18.根据权利要求17所述的锂浆料电池模块的制备方法，其中，还包括步骤(5)，将分别电连接于首端正极柱和末端负极柱的模块正极柱和模块负极柱从模块顶盖的模块正极柱伸出口和模块负极柱伸出口伸出并进行绝缘密封，或者，首端正极柱和末端负极柱通过导电连接件从单体壳盖的保护壁的开口引出，通过多个连通管路将多个所述第一端口连接至所述模块顶盖的模块维护再生接口的模块第一端口并通过多个连通管路将多个所述第二端口连接至所述模块顶盖的模块维护再生接口的模块第二端口，将所述模块顶盖与所述单体壳盖的保护壁密封连接。
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