CN111183541B - 加强型双极电池组件 - Google Patents
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Abstract
一种电池组件包括:a)多个电极板的一个或多个堆叠,所述多个电极板包括一个或多个双极板,所述一个或多个双极板具有在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极的基板;b)隔膜和电解质,所述隔膜和电解质位于所述一个或多个堆叠的所述电极板的相邻对之间;c)一个或多个端子盖,所述一个或多个端子盖与所述多个电极板相邻地定位;以及d)一个或多个端子,所述一个或多个端子与一个或多个电流导体、集电器或两者接触,并且所述一个或多个端子被配置成将电流从所述电池组件传输到外部负载;并且其中所述一个或多个端子穿过所述一个或多个端子盖,使得所述一个或多个端子暴露在所述电池组件的外部。
Description
技术领域
本公开大体上涉及双极电池组件并且具体地说涉及加强型双极电池组件。本公开尤其可以用于在双极电池组件的真空填充和操作期间加强所述组件。本公开还尤其可以用于加强双极电池组件以抵抗外部振动、撞击和拉动。
背景技术
传统上,双极电池组件(诸如在美国公开No.US 2009/0042099中教导的双极电池组件,所述美国公开通过引用并入本文中)包括在电极板的堆叠内的电解质,所述电解质位于隔离件与电极板之间。所述电解质允许电子和离子在电极板的阴极材料与阳极材料之间流动。为了提供不会从电极堆叠漏出或漏出到所述堆叠的通道中的电极,可以使用固体电解质来减少对所述电池组件内的单独密封构件的需要。
虽然使用固体电解质可以有助于防止电解质泄漏,但是在真空下用液体电解质来填充电池组件可能是有利的。所述电池组件的电极板对可以形成电化学电池单元。通过封闭电池组件并且在真空下填充,可以能够将电解质抽取到单独的电化学电池单元中。在真空下,可以加快电解质填充速率以实现可被市场接受的填充速率;可以防止在电池组件的层之间形成气窝或气泡;并且电化学电池单元可以均匀地填充有电解质。美国专利No.4,861,686;No.5,470,679;No.5,682,671;EP专利No.0402265;和PCT公开No.WO 1994/007272论述了在真空下填充电池组件的优点,以上专利出于所有目的通过引用整体并入本文中。出于所有目的通过引用整体并入的美国公开No.2014/0349147教导了一种用于在使用互锁部件来产生防泄漏密封件以防止液体电解质泄漏的同时用液体电解质填充电池组件的优秀的解决方案。不管上述情况如何,仍需要在无需使用复杂密封配置来防止电解质从电池组件漏出或在电池组件内泄漏时将液体电解质结合到电池组件中。
为了对电池组件抽取真空,可以将电池组件放在真空室内以开始将电解质抽吸到电池的电池单元中。可选地或与真空室结合,可以使用电池组件中的单独开口来抽取真空并且用电解质填充所述组件。与具有用于抽取真空和填充电池组件的单独的口相关联的缺点包括针对单独的口的额外部件成本和制造成本以及在批量生产环境中在组装期间连接和密封多个口的增加的时间和难度。美国公开No.2014/0349147教导了如何克服对单独真空室的需要以及如何使用单个口作为真空驱气口和电解质填充口。不管上述情况如何,仍不断地需要在确保对每个电化学电池单元的充分和均匀的填充的同时用电解质快速地填充电池组件。
大体上,电池组件包括端板,所述端板被设计成在双极电池组件的操作期间抵抗向外鼓出以在电池组件周围和电池组件内恰当地维持密封。所述向外鼓出是在操作期间在电池组件的内部经历的较高压力与外部压力(即,大气压力)之间的正压力差的结果。如美国公开No.2014/0349147中所教导,可以通过使用电池组件内的内部结构来避免重的端板的使用,所述内部结构会产生外部密封并防止任何液体或气体离开所述电池组件。可能有利的是避免体积大或重的端板以提供较轻量的电池组件,使得所述电池组件可以集成到会虑及总系统重量的许多系统中。在使用单个口来在电池组件内产生内部真空与填充所述电池组件时碰到的问题是在真空的产生期间在电池组件的内部产生内力。
在使用单个口来在电池组件内产生内部真空与填充所述电池组件时,在电池组件的内部内会产生内力。这些内力是电池组件的内部内的极低压力归因于真空而产生的负压力差的结果。虽然具有一对端板和/或互锁电极板的电极板的堆叠足够刚性以耐受在电池组件的操作期间由正压力差造成的向外变形,但是典型的电极板和端板可能无法抵抗由内部真空导致的向内变形。向内变形可以被限定为电极板的向内弯曲或坍塌。大体上,在端板仅在外围的至少一部分周围附接到相邻电极板时,所述端板不会防止相邻电极板的向内变形。所述电极板的此向内变形可能会导致电池组件的内部体积在用电解质填充之前减小,从而导致电解质到电池单元中的不均匀和不充分的填充。另外,如US 2014/0349147中所公开,电极板的堆叠可以围绕其边缘和/或沿着贯穿所述堆叠而形成的通道的长度通过干涉配合来密封。电极板的向内变形可能会导致干涉配合的破坏,因此破坏所述密封并导致电解质漏出到电池组件外和/或漏到一个或多个通道中,并且变形的电极板可能会裂开或否则永久地变形。
来自环境的外力可能会损坏双极电池组件。电池组件可能具有不良的抗振性,从而导致对双极电池组件的一部分、一些或全部的单独电化学电池单元的损坏。一些电池组件在经历振动力时可能会经历电池组件内的一个或多个部件的移动,因此导致对电池单元的内部损坏。对电池组件的撞击(间接地或直接地)可能会具有不仅损坏所述组件的内部还会损坏外部的倾向。此损坏是撞击能从电池组件的外部转移到内部的结果。
一些电池组件包括电流导体,所述电流导体位于一个或多个电池单元内并且将电流从电池的内部传递到电池的外部。这些电流导体可能会经历损坏。一些电流导体可能会被配置为从所述电化学电池单元中的一者或多者凸出的凸片。这些凸片可能在搬运电池组件期间易于被拉出,因此导致对电池单元和电流导体的损坏。另外,在操作期间在对电池组件的振动或撞击期间,连续经历振动可能会致使电流导体被拉出或相对于电化学电池单元移位。
需要一种能够在内部真空下将液体电解质结合到电池组件中的电池组件,所述内部真空在所述液体电解质周围维持密封。需要一种具有用于在电池组件的内部抽真空以及用液体电解质均匀地填充所述电池组件的单个口的电池组件。需要一种能够抵抗由在操作期间产生的温度和压力导致的电极板的向外变形以及由内部真空的产生而导致的电极板的向内变形的较轻量的电池组件。需要一种轻重量的外部支撑结构。需要一种加强结构,所述加强结构能够抵抗振动、撞击和拉动以因此提供对外部机械力具有增大的稳定性的电池组件。需要一种能够吸收撞击力或使撞击力偏转的加强结构。另外,需要一种可以抵抗从电化学电池单元移位的电流导体。
发明内容
本公开涉及一种电池组件,所述电池组件包括:a)多个电极板的一个或多个堆叠,所述多个电极板包括一个或多个双极板,所述一个或多个双极板具有在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极的基板;b)隔膜和电解质,所述隔膜和电解质位于所述一个或多个堆叠的所述电极板的相邻对之间;c)一个或多个端子盖,所述一个或多个端子盖与所述多个电极板大体上垂直地并且相邻地定位;以及d)一个或多个端子,所述一个或多个端子与一个或多个电流导体、集电器或两者接触,并且所述一个或多个端子被配置成将电流从所述电池组件传输到外部负载;并且其中所述一个或多个端子穿过所述一个或多个端子盖,使得所述一个或多个端子暴露在所述电池组件的外部。
所述电池组件可以按任何组合包括以下特征中的一者或多者:所述端子盖可以包括一个或多个开口;一个或多个端子可以从所述电池组件的内部经由所述一个或多个开口到达所述电池组件的外部;所述端子盖的一个或多个开口可以通过一个或多个加强结构来加强;一个或多个加强结构包括一个或多个肋状物、边条、角板、垫板、纤维填料或其任何组合;一个或多个加强结构可以包括围绕所述端子盖的所述一个或多个开口的多个角板和/或肋状物;一个或多个开口可以包括一个或多个凸起表面、凸块、插入物或其任何组合,所述一个或多个凸起表面、凸块、插入物或其任何组合可以至少部分地环绕所述一个或多个开口并且从所述一个或多个端子盖的面向外的表面向外凸出;一个或多个加强结构可以位于所述一个或多个凸起表面、凸块、插入物或其任何组合周围并且提供对所述一个或多个凸起表面、凸块、插入物或其任何组合的加强;一个或多个加强结构可以连接到所述面向外的表面与所述一个或多个凸起表面、凸块、插入物或其任何组合;一个或多个端子盖可以附接到所述电池组件的一个或多个电极板、膜片、一个或多个端板、外壳或其任何组合的一个或多个外围边缘;所述端子盖可以使用一种或多种粘合材料、焊接、带子、热熔、机械紧固件、在所述电极板的堆叠的至少外围周围的摩擦配合或其任何组合来附接;一个或多个开口可以包括多个紧固件开口;多个紧固件可以穿过所述紧固件开口以将所述一个或多个端子盖固定到所述电池组件、电极板的堆叠、隔膜、一个或多个膜片、外盖或其任何组合;一个或多个端子盖可以包括一个或多个密封件,所述一个或多个密封件位于所述一个或多个端子盖中的每一者的内周界周围、位于内盖的一个或多个开口内或以上两种情况;一个或多个端子可以包括一个或多个机械紧固件、柱、凹穴或其组合;一个或多个端子可以包含一种或多种导电材料;一个或多个柱包括一个或多个SAE柱、JIS柱、L端子或其组合;一个或多个端子可以穿过一个或多个汇流条或与所述一个或多个汇流条接触,所述一个或多个汇流条包含一种或多种导电材料;一个或多个汇流条可以位于所述一个或多个端子盖与所述多个电极板的所述一个或多个堆叠、所述隔膜、膜片、外壳或其任何组合之间;一个或多个汇流条可以附着到所述一个或多个端子盖、所述膜片、所述外壳、所述多个电极板的所述一个或多个堆叠、所述隔膜或其任何组合;一个或多个汇流条可以被模制到所述一个或多个端子盖中;一个或多个汇流条可以与阳极、阴极、电流导体、集电器、连接垫或其任何组合接触,与阳极、阴极、电流导体、集电器、连接垫或其任何组合电连通,附着到阳极、阴极、电流导体、集电器、接垫或其任何组合,或其任何组合;一个或多个电极板可以包括一个或多个电流导体,所述一个或多个电流导体可以被配置成将电流从所述电极板的所述一个或多个堆叠的内部传递到所述电极板的所述一个或多个堆叠的外部;一个或多个电流导体可以附着到所述电池组件的一个或多个端板、单极板或两者、延伸到所述电池组件的一个或多个端板、单极板或两者中并且从所述电池组件的一个或多个端板、单极板或两者突出;一个或多个电流导体与所述一个或多个端子电连通;一个或多个端板具有位于面朝所述电极板的所述一个或多个堆叠的表面上并且与所述一个或多个电流导体电连通的一个或多个连接垫、集电器或两者;一个或多个端板可以是第一单极板、第二单极板、与所述第一单极板相邻的端板、与所述第二单极板相邻的端板或其任何组合;一个或多个连接垫、集电器或两者可以位于所述端板的与加强结构相对并且面朝所述多个电极板的表面上;一个或多个连接垫可以包括单个或多个连接垫;一个或多个连接垫可以在所述一个或多个单极板、端板或两者的表面上形成直线、J形形状、L形形状、T形形状或其组合;所述电池组件可以包括具有内部加强结构并且附接在所述一个或多个堆叠的一端处的第一端板;所述电池组件可以包括具有内部加强结构并且附接在所述一个或多个堆叠的与所述第一端板相对的一端处的第二端板;所述第一端板可以附着到第一单极板或者可以是第一单极板;所述第二端板可以附着到第二单极板或者可以是所述第二单极板;第一单极板可以具有沉积在面朝所述一个或多个双极板的表面上的阴极;第二单极板可以具有沉积在面朝所述一个或多个双极板的表面上的阳极;一个或多个内部加强结构可以在用所述电解质填充之前在约5psi至约30psi的抽空期间加强所述多个电极板;一个或多个内部加强结构可以包括可以被模制到所述第一端板和所述第二端板的面向外的表面中的多个肋状物结构;第一端板和第二端板可以在外围、内表面或两者周围附接到相邻的单极板、双极板或两者;所述多个电极板的一个或多个堆叠可以被组装到电化学电池单元中;一个或多个开口可以位于所述一个或多个双极板、所述端板、单极板、所述隔膜或其任何组合中的每一者中,使得所述开口在横向方向上彼此对准以形成集成到所述电池组件中的一个或多个通道;一个或多个开口可以包括模制到其中的一个或多个插入物,所述一个或多个插入物互锁以密封所述一个或多个通道;所述电解质可以是液体电解质;所述端子盖可以是所述电池组件的膜片、壳套、端板或其任何组合的部分或与所述电池组件的膜片、壳套、端板或其任何组合分离;所述端子盖可以包括一个或多个开口,所述开口中具有在所述一个或多个开口的表面与所述一个或多个端子之间的一个或多个密封件;所述一个或多个汇流条可以具有一个或多个端子保持器,所述一个或多个端子保持器可以延伸远离所述汇流条的表面并且包括位于其中的一个或多个端子;并且其中所述一个或多个端子保持器可以包括密封件,所述密封件位于所述端子保持器的外围的至少一部分周围、位于所述端子保持器的内部的至少一部分内或以上两种情况。
本公开的电池组件可以能够具有被抽取以使液体电解质均匀地分散同时在所述液体电解质周围维持密封的内部真空。本公开的电池组件可以能够使用单个口来抽取内部真空与进行液体电解质的填充。本公开的电池组件可以包括在电极堆叠的相对端上的至少两个端板,所述端板可以提供轻量的解决方案来抵抗在操作期间电极板发生的向外变形与由在内部真空产生期间产生的负压导致的电极板的向内变形。所述端板可以通过在外围和/或内部周围附接并且具有能够分散由内部真空的负压导致的内部负载的内部加强结构而抵抗电极板的向内变形。所述端板可以能够抵抗在将电池组件的内部真空从约5psi(约34.5kPa)抽取到约30psi(约207kPa)时电极板发生的变形。一个或多个端子盖可以为一个或多个电流导体提供保护,同时实现与一个或多个端子的电连接。一个或多个端子盖可以与一个或多个端板的一个或多个加强结构协作以抵抗对所述电池组件的振动和撞击并且因此对外部机械力具有增大的稳定性。一个或多个端子盖可以允许将电流更有效地收集在电池组件内并且传递到一个或多个电流导体并随后传递到一个或多个端子。一个或多个端子盖可以提供对电池组件的一个或多个电极板、隔膜或两者的一个或多个外围边缘的保护。
附图说明
图1是具有内部加强结构的端板的前视图。
图2是具有图1的端板的电池组件的透视图。
图3示出电极板的部分分解堆叠。
图4是沿着如图1中所示的截面A-A截取的截面图。
图5是沿着如图1中所示的截面B-B截取的截面图。
图6是沿着如图1中所示的截面C-C截取的截面图。
图7示出具有端子盖的电池组件。
图8示出具有多个汇流条的电池组件。
图9示出端子盖的面向外的表面。
图10是沿着如图9中所示的截面D-D截取的端子盖的截面图。
图11示出端子盖的面向内的表面。
图12是沿着如图9中所示的截面E-E截取的端子盖的截面图。
图13A是汇流条和端子组件的平面图。
图13B是汇流条和端子组件的侧视立面图。
图13C是汇流条和端子组件的分解图。
图14是具有内部加强结构的端板的前视图。
图15示出具有电流导体和连接垫的端板。
图16示出具有连接垫的端板。
图17示出具有多个连接垫的端板。
具体实施方式
本文中呈现的阐释和说明意欲使本领域的技术人员熟悉当前教导、其原理以及其实际应用。所陈述的当前教导的特定实施方案不意欲为详尽的或限制当前教导。当前教导的范围应参考所附权利要求以及此类权利要求的等效物的完全范围来确定。所有文章和参考文献(包括专利申请和公开)的公开内容出于所有目的通过引用并入。如将从以下权利要求搜集到的,其他组合也是可能的,所述其他组合也特此通过引用并入本书面描述中。
本公开的电池组件大体上涉及电池组件并且尤其可以用作双极电池组件。所述电池组件包括多个电极板的一个或多个堆叠。所述多个电极板包括一个或多个双极板。所述一个或多个双极板包括在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极的基板。所述多个电极板可以包括一个或多个单极板,所述一个或多个单极板可以位于所述一个或多个堆叠的相对端处。单极板可以包括沉积在表面上的阳极或阴极。所述堆叠包括位于所述电极板的每个相邻对之间的隔膜和电解质。所述电池组件可以包括一个或多个端板,诸如第一端板和第二板。所述一个或多个端板可以附接在所述堆叠的一个或多个末端处。所述一个或多个端板可以是一个或多个单极板或与所述单极板分离。举例来说,第一端板可以附接在所述堆叠的与第二端板相对的末端处。所述一个或多个端板尤其可以用于在电池组件内抽真空、对电池组件进行填充期间、在电池组件的充电和/或放电循环中操作期间或其任何组合期间加强一个或多个电极板。所述电池组件还包括一个或多个端子盖。每个端子盖与所述多个电极板、端板或两者大体上垂直和相邻。一个或多个端子可以穿过所述一个或多个端子盖,使得所述一个或多个端子暴露在所述电池组件的外部。所述一个或多个端子盖在加强所述电池组件以抵抗外力(诸如撞击)时可能是有利的。所述一个或多个端子盖可以保护一个或多个电流导体,使得所述电流导体可以在电池组件内保持完好无损并且保持与一个或多个端子电连通。
本公开涉及可用于用作双极板、单极板、二极板、类似者或其任何组合的电极板。电极板可以充当一个或多个电极、包含一种或多种电活性材料、是电化学电池单元的部分、形成一个或多个密封结构的部分,或其任何组合。多个电极板可以用于在电池组件内传导电流(即,离子和电子的流)。多个电极板可以形成一个或多个电化学电池单元。举例来说,一对电极板可以形成电化学电池单元,该对电极板在其间可以具有隔膜和/或电解质。可以选择所存在的电极板的数目以提供电池的所要电压。所述电池组件设计在可以产生的电压方面提供灵活性。所述多个电极板可以具有任何所要的截面形状,并且所述截面形状可以被设计成适合于使用环境中可用的封装空间。截面形状可以是指从板片的面的视角来看的所述板的形状。灵活的截面形状和尺寸允许制备所公开的组件以适应其中利用了所述电池的系统的电压和尺寸需要。相对的端板可以在其间夹有多个电极板。所述一个或多个电极板可以包括一个或多个单极结构,诸如在PCT申请No.PCT/US2018/033435中所描述的,所述PCT申请通过引用整体并入本文中。
一个或多个电极板可以包括一个或多个双极板。所述一个或多个双极板可以包括单个或多个双极板。如本文中所使用,复数表示存在一个以上的所述板。双极板包括基板。所述基板可以采取具有两个相对面的板片的形式。阴极和阳极位于所述相对面上。所述阴极和所述阳极可以采取施加到基板上的膏体的形式。阴极、阳极或两者可以包括转移片。所述双极板可以按一个或多个堆叠布置在电池组件中,使得一个双极板的阴极面向另一个双极板或一个单极板的阳极,并且每个双极板的阳极面向双极或单极板的阴极。
一个或多个电极板可以是一个或多个单极板。所述一个或多个单极板可以包括单个或多个单极板。所述一个或多个单极板可以包括位于多个电极板的每个相对端处的单极板。所述一个或多个单极板可以包括第一单极板和第二单极板。相对的单极板可以包括位于其间的一个或多个双极板。一个或多个单极板可以与一个或多个端板相邻地定位,可以是一个或多个端板的部分,或可以是一个或多个端板。举例来说,所述单极板中的每一者可以位于相邻的端板与相邻的双极板之间。一个或多个单极板可以附接到一个或多个端板。一个或多个单极端板可以附着到端板,如美国专利No.8,357,469;No.9,553,329;和美国专利申请公开No.2017/0077545中的任一者中所教导,所述专利和公开出于所有目的通过引用整体并入本文中。作为另一个实例,所述一个或多个单极板可以是位于电池组件的相对端处的一个或多个端板。如美国专利申请公开No.2017/0077545中所公开,一个或多个单极端板可以包括一个或多个加强结构。可以用在所述双极板中的一者或多者中使用的相同基板、阳极、阴极或其组合来制备一个或多个单极板。电池组件的一个单极板可以具有在上面安置有阴极的基板。电池组件的一个单极板可以具有在上面安置有阳极的基板。单极板的与在上面沉积有阳极或阴极的表面相对和/或面向端板的表面或侧可以是基板的裸表面(例如,无诸如阳极或阴极等导电材料)。
一个或多个电极板可以包括一个或多个二极板。二极电极板可以用于帮助将电极板的一个或多个堆叠与电极板的一个或多个其他堆叠电连接、简化两个或更多个堆叠的制造和组装,或两者。使用二极板堆叠来电连接电极板的两个或更多个堆叠可以允许电极板的单独堆叠形成为标准尺寸(例如,板和/或电化学电池单元的数目)并且随后经过组装以形成双极电池组件;容易地改变电极板的单独堆叠的数目以增大或减小由所述双极电池组件产生的电力;或两者。所述二极板可以包括一个或多个基板。一个或多个基板可以包括单个基板或多个基板。一个或多个基板可以包括一个或多个导电基板、一个或多个非导电基板,或两者的组合。多个导电基板可以包括第一导电基板和第二导电基板。举例来说,二极板可以包括第一导电基板和第二导电基板,其中非导电基板位于所述第一导电基板与所述第二导电基板之间。作为另一个实例,所述二极板可以包括非导电基板。作为另一个实例,所述二极板可以包括单个导电基板。所述二极板的一个或多个基板包括相对的表面。所述相对的表面可以具有沉积在所述表面的一部分上和/或与所述表面的一部分接触的阳极、阴极、集电器、电流导体、电流导管或其任何组合。所述二极板的导电基板可以具有沉积在一个表面上或沉积在两个相对表面上的阳极或阴极。在相对的表面上具有相同的阳极或阴极可以通过仅需要与所述一个或多个堆叠的另一个电流导体(例如,集电器、导体、导管、端子)(例如,单极板的正或负电流导体、收集器、导管或端子)的仅一个电连接(例如,经由正或负电流导体)来简化制造。所述二极板的基板可以具有沉积在一个或两个相对表面上的集电器。所述集电器可以安置在阴极或阳极与所述基板的表面之间。在美国专利No.9,685,677;No.9,825,336;和美国专利申请公开No.:2018/0053926中公开示例性二极板以及到电池组件中的集成,以上专利和公开出于所有目的通过引用整体并入本文中。
一个或多个电极板可以包括一个或多个基板。一个或多个基板可以用于提供对阴极和/或阳极的结构支撑;作为电池单元分隔,以便防止电解质在相邻的电化学电池单元之间流动;与其他电池部件协作以在电极板边缘周围形成不漏电解质的密封件,所述不漏电解质的密封件可以在电池的外表面上;并且在一些实施方案中,用于将电子从一个表面传输到另一个表面。所述基板可以取决于功能或电池化学性质而由各种材料形成。所述基板可以由多种材料形成,所述材料在结构上十分坚固以提供所要电极板的主干,耐受超过电池构造中使用的任何导电材料的熔点的温度并且在与电解质(例如硫酸溶液)接触期间具有高的化学稳定性使得基板在与电解质接触后不会降级。所述基板可以由合适的材料形成和/或以准许电从基板的一个表面传输到相对的基板表面的方式来配置。所述基板可以由导电材料(例如金属材料)形成,或可以由非导电材料形成。示例性非导电材料可以包括聚合物,诸如热固性聚合物、弹性体聚合物、或热塑性聚合物或其任何组合。所述基板可以包括大体上非导电基板(例如,介电基板)。所述非导电基板可以具有在其中或其上建构的导电特征。可以采用的聚合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醇酯、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(聚碳酸酯与丙烯腈丁二烯苯乙烯的混合物)。可以利用复合基板。所述复合物可以含有加强材料,诸如在本领域中普遍知道的纤维或填料;两种不同的聚合材料,诸如热固性芯和热塑性壳或在热固性聚合物的外围周围的热塑性边缘;或安置在非导电聚合物中的导电材料。所述基板可以在所述板的边缘处包括或具有可结合的,优选是可熔融结合的热塑性材料。所述一个或多个基板可以具有一个或多个非平面结构。所述一个或多个非平面结构可以与所述基板成一体或附着到所述基板。所述一个或多个非平面结构可以被模制为所述基板的部分。所述一个或多个非平面结构可以包括一个或多个凸起边缘、框架、插入物、突出物、凸出部、开口、类似者或其任何组合。
一个或多个基板可以在外围周围具有凸起边缘以便促进电极板的堆叠以及电化学电池单元的形成。如本上下文中所使用,凸起边缘表示在板的两个相对表面中的至少一者上的凸起边缘。所述凸起边缘可以包括在另一个基板材料周围形成的热塑性边缘部分。如本文中所描述,所述凸起边缘可以用作分隔板。所述基板或所述基板的外围可以是非导电材料并且可以是热塑性材料。一个或多个基板可以包括框架。所述框架可以包括或可以不包括凸起边缘。在基板周围或集成在基板上的框架可以包括非导电材料,诸如热塑性材料。非导电材料的使用增强了对电池堆叠的外部的密封。所述框架可以包括形成于其中的一个或多个组装辅助。所述组装辅助可以用于在堆叠以形成电池组件时帮助排齐和保持一个或多个基板、隔膜或两者在适当位置。所述组装辅助可以包括一个或多个凸出部、凹痕或两者。举例来说,从框架的一个表面凸出的一个或多个公凸出部可以与相邻基板和/或隔膜的框架的一个或多个母井对准并且安放于所述一个或多个母井内。框架的一个或多个母井可以位于所述框架的与所述一个或多个公凸出部相对的表面上。
所述电极板中的一者或多者可以包括或没有一个或多个集电器。所述一个或多个集电器可以用于处理在电化学电池单元中流动的电子、确保一种或多种活性材料与基板的电连接、收集电流,或其任何组合。所述一个或多个集电器可以具有任何合适的形式或形状以与基板的一种或多种活性材料协作、传输或接收来自一个或多个端子的电子,或两者。所述一个或多个集电器可以采取板片、箔片、网格、筛子、网状物、类似者或其任何组合的形式。所述一个或多个集电器可以包括适合于传导电流的任何一种或多种材料。所述一种或多种材料可以包括一种或多种金属。所述一种或多种金属可以包括银、锡、铜、铅、其合金、类似者或其任何组合。所述一种或多种材料可以是基于针对所述活性材料(例如,阴极、阳极或两者)选择的一种或多种材料而选择。举例来说,在铅酸电池中,所述一个或多个集电器可以包含铅、铅合金或两者。所述一个或多个集电器可以位于基板与活性材料之间、嵌入于基板内、嵌入于活性材料内、与基板接触、与活性材料接触,或其任何组合。集电器可以位于面朝基板的活性材料的仅一部分或整个表面之间。位于活性材料的整个表面与基板之间的集电器可以实现更有效的电流收集和散布。集电器具有足够的厚度以收集电子并将电子传输到电流导体、导管、处理流经电化学电池单元的电子,或其任何组合。举例来说,电流导体的厚度可以是约0.025mm或更大至约0.75mm或更小。一个或多个集电器可以附着到基板的表面。可以使用将集电器附着到基板的任何合适方法,所述方法在电池组件的重复操作之前或期间将集电器恰当地固持到基板。将集电器附着到基板的合适方法可以包括焊接、粘合结合、类似者或两者。举例来说,集电器可以经由一种或多种粘合剂而结合到基板。所述一种或多种粘合剂可以包括一种或多种环氧树脂、橡胶胶水、酚醛树脂、丁腈橡胶化合物、氰基丙烯酸酯胶、类似者或其组合。合适的集电器是具有150微米的厚度的购自EppsteinFOILS GmBH&Co.KG的铅箔。
所述电池组件还可以包括或没有适于将电子从一个或多个电流导体、集电器、阳极、阴极、端子或其组合传输到一个或多个其他电流导体、集电器、阳极、阴极、端子或其组合的一个或多个电流导管。举例来说,一个或多个电流导管可以适于将电子从与阴极接触的集电器和/或导体传输到一个或多个正端子。作为另一个实例,一个或多个电流导管可以适于将电子从一个或多个负端子传输到与阳极接触的一个或多个集电器和/或电流导体。典型的双极电池使电子经由基板从电池单元流到电池单元。在此布置中,基板至少部分地包含导电材料或包括穿过所述基板的导电通路。当含有电池单元的电路闭合时,电子经由基板到正端子从电池单元流到电池单元。可设想到,所述组件可以使电子流经基板和电池单元、经由集电器流到电流导体、从连接垫流到电流导体、从阳极和/或阴极流到电流导体,或其任何组合。电池组件的电流导体可以并联地布置、串联地布置或其任何组合。在美国专利申请No.:15/802,737中描述电流导管的示例性布置,所述申请通过引用整体并入本文中。
所述电池组件可以包括一个或多个电流导体。所述一个或多个电流导体可以用于将电子从一个或多个集电器、电流导管、阳极、阴极、基板或类似者传输到一个或多个其他电流导体、收集器、导管、阳极、阴极、基板、端子或其组合。所述一个或多个电流导体可以用于将电流从电极板的堆叠、电池组件或两者的内部传输到外部。所述一个或多个电流导体可以由一种或多种导电材料形成。一种或多种导电材料可以包括金属板片、箔片、筛子、布置在共同平面中的多根金属丝、类似者或其组合。一个或多个电流导体可以连接到一个或多个电流导管、集电器、阳极、阴极、连接垫、基板或其组合,与一个或多个电流导管、集电器、阳极、阴极、连接垫、基板或其组合直接接触,或两者。一个或多个电流导体可以与导电基板、非导电基板或两者直接或间接接触。电极板可以含有安置在一个或多个基板的一个或多个侧的至少一部分上、至少部分地嵌入于所述基板内或所述两种情况的一个或多个电流导体。一个或多个侧可以包括适合于在上面安置有阳极或阴极的相对的表面中的一者或多者、基板的限定周界的一个或多个外围表面,或两者。所述一个或多个电流导体可以与基板、框架、边缘或其组合直接地或间接地接触。一个或多个电流导体可以包括一个或多个负电流导体、一个或多个正电流导体,或其组合。一个或多个电流导体可以从电极板的堆叠、膜片、外壳或其组合突出以形成一个或多个突出部分。所述突出部分可以被称作导电凸片。电池组件可以包括一个或多个正导电凸片(例如,一个或多个正电流导体的突出部分)、一个或多个负导电凸片(例如,一个或多个负电流导体的突出部分)。所述一个或多个电流导体可以是基本上直线的、非直线的或两者的组合。所述一个或多个电流导体可以具有与一个或多个集电器、连接垫或两者的形状颠倒的形状。嵌入于一个或多个电极板、端板或两者内的一个或多个电流导体的一个或多个部分可以通过所述电极板、端板或两者中的一个或多个开口而部分地暴露。所述一个或多个暴露部分可以与一个或多个连接垫、集电器或两者直接接触而电接触。电流导体具有彼此相对的表面。所述表面中的一者或两者可以是光滑的、有纹路的、或两者的组合。举例来说,嵌入于电极板、端板或两者内的电流导体的一部分可以是基本上光滑的,而电流导体的从中突出的一部分(例如,导电凸片)可以包括一个或多个有纹路的表面。电流导体的有纹路的表面可以包括渐缩、隆凸、凹槽、类似者或其组合。所述有纹路的表面中的一者或多者可以彼此按均匀的间隔或按随机的距离形成。可以提供一个或多个有纹路的表面,其中电流导体与一个或多个电极板、端板、膜片、端子盖、类似者或其组合会合、邻接、穿过一个或多个电极板、端板、膜片、端子盖、类似者或其组合,或所述情况的组合。举例来说,电流导体可以渐缩为较窄的厚度,其中电流导体与膜片或端子盖接触并且沿着其长度穿过所述膜片或端子盖;并且随后变宽到较大的宽度,其中所述电流导体离开膜片或端子盖。作为另一个实例,电流导体的宽度可以变宽,其中所述电流导体与膜片或端子盖接触并且穿过所述膜片或端子盖;并且随后其宽度变窄,其中所述电流导体离开膜片或端子盖。在电流导体暴露在电极板的堆叠外部时,这些渐缩变化或其他有纹路的表面可以尤其可用于在电流导体周围提供密封。一个或多个电流导体可以与电流导管接触以将电流从一个或多个其他收集器、导体、阳极、阴极、导电基板、连接垫或其组合传输到一个或多个端子或从一个或多个端子传输到一个或多个其他收集器、导体、阳极、阴极、导电基板、连接垫或其组合。一个或多个电流导体可以包括一个或多个端部电流导体。一个或多个端部电流导体可以包括端部负电流导体、端部正电流导体或两者。一个或多个端部电流导体可以附着到一个或多个端板。所述一个或多个端部电流导体可以与一个或多个端子、汇流条或两者直接和/或间接接触。举例来说,端部负电流导体可以突出到端板之外并且经由端子盖、汇流条或两者与负端子电连通。举例来说,端部正电流导体可以突出到端板之外并且经由端子盖、汇流条或两者与正端子电连通。一个或多个密封件可以位于一个或多个电流导体周围,其中导体从端板、端子盖、膜片或其组合突出。所述一个或多个密封件可以包括在电流导体与端板、端子盖、膜片或其组合之间的任何合适的密封材料。所述密封材料可以包括一个或多个垫圈。还可以通过将导体熔融结合到端子盖、膜片、端板或其组合来形成所述一个或多个密封件。所述一个或多个密封件可以在电池组件的抽空、填充和/或操作期间帮助防止电解质、气体和类似者的泄漏。
一个或多个电流导体可以与一个或多个连接垫电连通。所述连接垫可以用于将电流从一个或多个电化学电池单元内传输到电化学电池单元外部、传输到电流导体的凸片部分,或两者。所述一个或多个连接垫可以提供较大的表面区域来接收电流。所述一个或多个连接垫可以允许电池组件在高功率应用中更有效地分配电能。所述一个或多个连接垫可以包含一种或多种导电材料。合适的导电材料可以是如针对集电器描述的那些导电材料。所述一个或多个连接垫可以包括单个连接垫或多个连接垫。所述一个或多个连接垫可以位于一个或多个电极板的表面上和/或嵌入于一个或多个电极板的表面内。所述一个或多个电极板可以包括端板、单极板、双极板、二极板或其任何组合。所述一个或多个连接垫可以位于一个或多个端板和/或单极板的面向内的表面上、附着到一个或多个端板和/或单极板的面向内的表面和/或嵌入于一个或多个端板和/或单极板的面向内的表面中。所述一个或多个连接垫可以位于端板、单极板或两者的多个开口之间的内表面内。所述一个或多个连接垫可以位于端板、单极板或两者的表面内的一个或多个窗口(例如,开口)中。所述一个或多个窗口可以具有与一个或多个连接垫的形状颠倒的形状。所述窗口可以允许所述一个或多个连接垫与一个或多个电流导体、集电器或两者电接触。所述一个或多个连接垫可以具有与一个或多个集电器、电流导体、电流导管或其组合类似的形状和/或尺寸。所述一个或多个连接垫可以用于替代电极板中的一者或多者的一个或多个集电器、与电极板中的一者或多者的一个或多个集电器结合使用或可以是电极板中的一者或多者的一个或多个集电器。所述一个或多个连接垫可以与一个或多个端板的一个或多个集电器结合使用或用于替代一个或多个端板的一个或多个集电器。所述一个或多个连接垫可以位于阴极或阳极与基板之间。所述一个或多个连接垫可以位于集电器与基板之间、位于集电器与电流导体之间,或两者的组合。所述一个或多个连接垫可以具有小于、约等于或甚至大于位于电极板内的一个或多个电流导体的一部分的形状和/或尺寸的形状和/或尺寸。所述一个或多个电流导体和/或连接垫的形状可以是大体上正方形、矩形、L形形状、J形形状、I形形状、T形形状或其组合。为非直线的或具有多个直线部分的形状可以防止将电流导体从电极板拉走或移除。举例来说,L形形状更好地防止拉走,因为额外的直线部分可以垂直于电流导体的移除方向定位并且因此防止电流导体从电极板移走。
所述电极板中的一者或多者可以包括阴极。所述阴极可以是能够用作电池中的阴极的任何材料并且可以采取在电池中通常使用的任何形式。双极板可以包括在某表面上的阴极,所述表面与上面沉积有阳极的表面相对并且与另一个双极板或单极板的阳极相对。单极板可以具有沉积在某表面上的阴极,所述表面与无阴极或阳极的表面相对、与相邻于端板的表面相对,或两者。所述阴极也被称作正极活性材料(PAM)。正极活性材料可以包括一般在锂离子、镍金属氢化物或铅酸二次电池中使用的锂、铅、碳或过渡金属的复合氧化物、硫酸化合物或磷酸化合物。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以及Li/Fe基复合材料诸如LiFeO2。过渡金属和锂的示例性磷酸和硫酸化合物包括LiFePO4、V2O5、MnO2、TiS2、MoS2、MoO3、PbO2、AgO、NiOOH和类似者。阴极材料可以采取允许阴极材料用作电化学电池单元中的阴极的任何形式。示例性形式包括成形件、膏体形式、预制的薄片或薄膜。对于电池中的铅酸,优选的阴极材料是二氧化铅(PbO2)。
所述电极板中的一者或多者可以包括阳极。所述阳极可以是能够用作电池中的阳极的任何材料并且可以采取在电池中通常使用的任何形式。双极板可以包括在某表面上的阳极,所述表面与上面沉积有阴极的表面相对并且与另一个双极板或单极板的阴极相对。单极板可以具有沉积在某表面上的阳极,所述表面与无阴极或阳极的表面相对、与相邻于端板的表面相对,或两者。所述阳极也被称作负极活性材料(NAM)。阳极材料可以包括在二次电池中使用的任何材料,所述二次电池包括铅酸电池、镍金属氢化物电池和锂离子电池。可用于建构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(诸如氧化钛或钛和锂的复合氧化物)和类似者。示例性形式包括成形件、膏体形式、预制的薄片或薄膜。膏体复合物可以含有多种有益添加剂,包括用于加强的絮状纤维或玻璃纤维、用于膏体稳定性的各种配体有机化合物以及尤其用于负极活性材料的导电添加剂(诸如碳)。对于铅酸电池,阳极材料的优选形式是海绵铅。阳极和阴极被选择来一起工作以在电路形式时用作电化学电池单元,所述电路包括所述电化学电池单元。
电池组件可以包括一个或多个电化学电池单元(例如,电池单元)。电化学电池单元可以由其间具有相对的阳极和阴极对的一对相对的电极板形成。可以密封一个或多个电化学电池单元。电化学电池单元的空间(即,在相对的阳极和阴极对之间)可以容纳一个或多个隔膜、转移片、电解质或其组合。在美国专利申请No.15/359,289和PCT申请No.PCT/US2018/033435中描述了电化学电池单元的示例性配置,所述申请通过引用整体并入本文中。所述电化学电池单元可以通过在一个或多个通道周围形成的一个或多个密封件;电极板、隔膜或两者的一个或多个框架和/或边缘;或其任何组合来密封,如此可以形成封闭的电化学电池单元。所述封闭的电化学电池单元可以与环境隔绝以防止电池单元的泄漏和短路。
所述电池组件可以包括或没有一个或多个隔膜。所述一个或多个隔膜可以用于分隔电化学电池单元(即,将电化学电池单元的阴极与电化学电池单元的阳极分离);防止电池单元归因于枝状晶体形成而短路;允许液体电解质、离子、电子或这些元素的任何组合通过;或其任何组合。执行所述功能中的一者或多者的任何已知的电池隔膜可以在当前教导的电池组件中使用。一个或多个隔膜可以位于电化学电池单元的阳极与阴极之间。一个或多个隔膜可以位于一对相邻的电极板之间,这可以包括在双极板之间或在双极板与单极板之间。所述隔膜可以由非导电材料制备,诸如多孔聚合物薄膜、玻璃垫、多孔橡胶、离子传导凝胶或天然材料(诸如木材)和类似者。隔膜可以含有穿过所述隔膜的孔隙或弯曲路径,所述孔隙或弯曲路径允许电解质、离子、电子或其组合从隔膜通过。如PCT申请No.PCT/US2018/033435中相对于转移片的孔隙所描述,可以对孔隙设定大小。在可用作隔膜的示例性材料中有吸水玻璃垫和多孔超高分子量聚烯烃膜片和类似者。所述隔膜可以在其外围和/或内部周围附接到一个或多个端板、电极板、其他隔膜或其任何组合。所述隔膜可以具有比相邻的阴极和阳极的面积大的截面或表面积。较大的面积可以允许同一个电化学电池单元的阳极与阴极隔离。所述隔膜可以将电池单元的阴极部分与电池单元的阳极部分完全分离。所述隔膜的边缘可以接触相邻电极板的外围边缘。所述隔膜、电极板或两者的边缘上面可能不会安置有阳极或阴极,以便将电池单元的阳极部分与电池单元的阴极部分完全分离。在电化学电池单元内使用一个或多个转移片可以在需要时允许电化学电池单元没有隔膜。
一个或多个隔膜可以包括框架。所述框架可以用于与相邻的电极板的边缘或框架匹配并且在电化学电池单元之间以及在电池的外部形成密封件。所述框架可以附接到隔膜或与隔膜成一体。所述框架可以使用将隔膜结合到框架并且可以耐受在电解质溶液中的暴露的任何装置来在形成隔膜的板片的外围周围附接到隔膜。举例来说,可以通过在隔膜的外围周围粘合结合、熔融结合或模塑所述框架来附接所述框架。可以通过任何已知的模塑技术(例如热成形、注射模塑、滚塑、吹塑、压缩模塑和类似者)来将所述框架模塑在适当位置。可以通过注射模塑在所述隔膜薄片周围形成所述框架。所述框架可以含有适于与安置在电极板的基板的外围周围的凸起边缘匹配的凸起边缘。在电极板基板和隔膜的框架中的一者或两者中的凸起边缘可以相匹配以形成电池堆叠的共同边缘并且增强电化学电池单元之间以及电池的外部的密封。为了在多个电极板和一个或多个隔膜的边缘周围进行密封以防止电解质和逸出气体从电化学电池单元漏出,隔离电化学电池单元以防止短路,如通过引用整体并入的共同拥有的美国专利公开No.2010/0183920、No.2014/0349147、No.2015/0140376和No.2016/0197373中所公开,可以使用内置或外置密封系统来密封电池组件。
所述电池组件可以包括一个或多个插入物。所述一个或多个插入物可以包括多个插入物。一个或多个插入物可以是指或包括一个或多个插入物、凸块、凸起表面、类似者或其组合。所述一个或多个插入物可以用于与一个或多个其他插入物互锁、限定穿过所述堆叠的一个或多个通道的一部分、沿着一个或多个通道形成防漏密封、与一个或多个阀协作,或其任何组合。一个或多个插入物可以是一个或多个端板、电极板、隔膜或其任何组合的部分。一个或多个插入物可以没有活性材料、转移片或两者。所述一个或多个插入物可以具有任何尺寸和/或形状以与电极板、端板、隔膜或其组合的一个或多个插入物互锁;形成通道的一部分;沿着一个或多个通道形成防漏密封;与一个或多个阀协作;或其任何组合。所述一个或多个插入物可以形成或附接到端板、电极板的基板、隔膜或其组合上。所述一个或多个插入物可以位于电极板、隔膜、端板或其组合的外围内。一个或多个插入物可以从基板、隔膜、端板或其组合的表面凸出,因此形成一个或多个凸起插入物。一个或多个插入物可以从电极板的基板、隔膜的中央部分或两者凸出。一个或多个插入物可以从基板、隔膜、端板或其组合的表面基本上正交地或倾斜地凸出。一个或多个插入物可以附接到电极板、隔膜、端板或其组合的一部分或与电极板、隔膜、端板或其组合的一部分成一体。与表面成一体并且从表面凸出的插入物可以被限定为凸块。插入物从中凸出的相对表面可以具有颠倒的凹痕以允许形成凸块。所述颠倒的凹痕可以将另一个插入物收纳于其中,因此允许形成通道。所述一个或多个插入物可以具有贯穿其中的一个或多个开口。所述一个或多个插入物可以是同心的并且围绕一个或多个开口形成。一个或多个插入物可以延长开口的长度。可以在一个或多个开口的外径与一个或多个插入物的内部之间形成密封表面。举例来说,位于插入物与开口之间的可能基本上垂直于电池组件的纵轴的基板、端板和/或隔膜的表面可以是密封表面。一个或多个插入物可以能够与相邻的电极板、隔膜和/或端板的一个或多个插入物互锁以在通道周围形成防漏密封。举例来说,一个或多个电极板可以被机械加工或形成以在与插入物相对的表面上含有针对隔膜、电极板和/或端板的凸块、插入物、套管或衬套的匹配的凹口。一个或多个合适的插入物可以是在美国专利No.8,357,469;No.9,553,329;和美国专利申请公开No.2017/0077545中公开的那些插入物,所述专利和公开出于所有目的通过引用整体并入本文中。一个或多个插入物可以含有一个或多个排放孔。一个或多个隔膜的一个或多个插入物可以含有一个或多个排放孔。所述一个或多个排放孔可以允许所选流体从一个或多个电化学电池单元输送到一个或多个通道。一个或多个排放孔可以允许气体从一个或多个电化学电池单元输送到一个或多个通道并且防止一种或多种液体(即,电解质)从一个或多个电化学电池单元输送到一个或多个通道。所述电化学电池单元中的每一者可以独立地以电化学方式形成。
所述电池组件可以包括一个或多个开口。所述一个或多个开口可以包括多个开口。所述开口可以用于形成一个或多个通道;容纳一个或多个密封件;将一个或多个端板、电极板、隔膜或其组合附着到彼此;或其任何组合。所述一个或多个开口可以形成于端板、电极板、隔膜、活性材料、转移片或其任何组合中的一者或多者中。端板、电极板、隔膜、活性材料、转移片或其组合的一个或多个开口可以与一个或多个其他端板、电极板、隔膜、活性材料、转移片或其任何组合的一个或多个开口对准(即,基本上同心)。所述一个或多个开口可以在跨越电池组件的长度的横向方向上对准。所述横向方向可以基本上平行于电池组件的纵轴。所述横向方向可以基本上垂直于基板的在上面可以沉积有阴极和/或阳极的相对表面。所述开口可以是被机械加工(例如,研磨)出的、在基板的制作期间形成(例如,通过模塑或整形操作)或以其他方式制作。膏体中的开口可以是在膏体施加过程期间形成。所述开口可以具有直的和/或光滑的内壁或表面。形成于基板中的开口的尺寸和频率可能会影响电池的电阻率。所述一个或多个开口可以具有能够收纳从中穿过的柱的直径。活性材料和/或转移片中的一个或多个开口可以具有能够收纳从中穿过的柱、插入物或两者的直径。所述开口的直径可以是约0.2mm或更大、约1mm或更大、约2mm或更大或甚至约5mm或更大。所述开口的直径可以是约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小。转移片和/或活性材料(例如,膏体)的一个或多个开口的直径可能大于隔膜、基板、电极板、端板或其组合的开口和/或插入物的直径。电极板和/或基板的一个或多个开口可能具有比相同的电极板和/或基板的一个或多个其他开口大的直径。一个开口可以是另一个开口的约至少约1.5倍、至少约2倍或甚至至少约2.5倍。一个开口可以是另一个开口的约4倍或更小、约3.5倍或更小或甚至约3倍或更小。所述开口可以被形成而具有每cm2至少约0.02个开口的密度。所述开口可以被形成而具有每cm2少于约4个开口的密度。所述开口可以被形成而具有每cm2约2.0个开口至每cm2约2.8个开口的密度。
一个或多个开口可以填充有导电材料,例如,含有金属的材料。所述导电材料可以是在低于基板的热降解温度的温度下发生相变的材料,使得在低于所述相变温度的电池组件的操作温度下,介电基板具有经由在基板的第一表面与第二表面之间的材料外加剂的导电路径。另外,在高于所述相变温度的温度下,导电材料外加剂发生相变,所述相变使经由导电路径的导电性失效。举例来说,所述导电材料可以是或包括钎焊材料,例如,包括铅、锡、镍、锌、锂、锑、铜、铋、铟或银中的任一者或任何两者或更多者的混合物的钎焊材料。所述导电材料可以是基本上没有任何铅(即,其至多含有痕量的铅)或其可以包括在功能上起作用的量的铅。所述材料可以包括铅与锡的混合物。举例来说,所述材料可以包括大部分的锡和小部分的铅(例如,约55至约65重量份数的锡和约35至约45重量份数的铅)。所述材料可以展现出低于约240℃、低于约230℃、低于约220℃、低于210℃或甚至低于200℃(例如,在约180℃至约190℃的范围内)的熔化温度。所述材料可以包括低共熔混合物。使用焊料作为导电材料来填充开口的特征是所述焊料具有可以取决于所使用的焊料的类型而调整的限定的熔化温度以在对于持续的电池操作可能不安全的温度下熔化。一旦焊料熔化,含有所述熔化的焊料的基板开口便不再导电并且在电极板内导致开路。开路可以用于显著地增大双极电池内的电阻,由此停止进一步的电流并关停电池内的不安全的反应。因此,被选择来填充开口的导电材料的类型可以取决于是否希望在电池内包括此类内部关停机构并且如果是那么希望在什么温度下开始此类内部关停而改变。所述基板可以被配置为使得在出现超过预定条件的操作条件时,基板将用于通过中断穿过基板的导电性来禁止电池的操作。举例来说,填充介电基板中的孔的导电材料将发生相变(例如,其将熔化),使得跨越所述基板的导电性中断。所述中断的程度可以是部分地或甚至完全地使穿过所述基板的导电性的功能失效。在美国专利No.8,357,469中描述了合适的导电材料,所述专利通过引用整体并入本文中。
所述电池组件可以包括一个或多个通道。所述一个或多个通道可以充当一个或多个排放、填充和/或冷却通道;容纳一个或多个柱;使一个或多个柱分散在电池组件的内部;防止液体电解质与一个或多个柱或其他部件接触;或其任何组合。所述一个或多个通道可以由一个或多个端板、电极板和/或隔膜的一个或多个开口形成,所述一个或多个开口相互对准。所述一个或多个通道可以延伸穿过活性材料、转移片或两者的一个或多个开口。所述一个或多个通道可以被称作一个或多个集成通道。所述一个或多个通道可以穿过一个或多个电化学电池单元。所述一个或多个通道可以穿过液体电解质。可以密封所述通道以防止电解质和在操作期间逸出的气体进入所述通道。可以利用实现这个目标的任何密封方法。一个或多个密封件(诸如一个或多个端板、电极板和隔膜的插入物)可以互锁并且环绕一个或多个通道以防止液体电解质漏出到一个或多个通道中。一个或多个通道可以在横向方向上穿过电池组件以形成一个或多个横向通道。所述通道的尺寸和形状可以是允许其容纳一个或多个柱的任何尺寸或形状。所述通道的形状可以是圆形的、椭圆形的,或多边形的,诸如正方形、矩形、六边形和类似者。容纳一个或多个柱的通道的尺寸被选择为适应所使用的柱。所述通道的直径可以等于相互对准以形成一个或多个通道的开口的直径。所述一个或多个通道包括在部件中的一连串开口,所述开口经过布置使得柱可以放置于所形成的通道中,因此流体可以输送通过所述通道以进行冷却和/或进行排放和填充。选择通道的数目以支撑端板以及端板、电极板和隔膜的边缘以防止电解质和在操作期间逸出的气体泄漏,并且防止在操作期间出现的压缩力损坏部件和用于单独的电化学电池单元的密封件。可以存在多个通道以便分散在操作期间产生的压缩力。通道的数目和设计足以使超过密封件的疲劳强度的边缘应力力最小化。选择多个通道的位置以便分散在操作期间产生的压缩力。所述通道可以均匀地分散在堆叠中以更好地处理应力。所述多个通道的截面尺寸可以是约2mm或更大、约4mm或更大或约6mm或更大。通道的截面尺寸的上限是符合实际的。如果尺寸过大,那么组件的效率便降低。所述通道的截面尺寸可以是约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小。
所述电池组件可以包括一个或多个柱。所述一个或多个柱可以用于以某方式将部件的堆叠固持在一起使得防止对部件的损坏或在所述堆叠的部件的边缘之间的密封件的断裂,确保隔膜材料上的均匀压缩并且确保隔膜材料的均匀厚度。所述一个或多个柱可以在每一端上具有重叠部分,所述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。所述重叠部分可以用于以某方式对相对端板的外表面施加压力以便防止对部件的损坏或在堆叠的部件的边缘之间的密封件的断裂,并且防止在电池操作期间所述堆叠的鼓出或其他移位。所述重叠部分可以与端板的密封表面接触。所述堆叠可以具有在单极端板上面的单独的结构性或保护性端件,并且所述重叠部分将与所述结构性或保护性端件的外表面接触。所述重叠部分可以是与柱结合来防止对部件的损坏或在堆叠的部件的边缘之间的密封件的断裂的任何结构。示例性重叠部分包括螺栓头、螺母、模塑头、平头钉、开口销、轴环和类似者。所述柱具有能穿过整个堆叠的长度,但此类长度是基于电池的所要容量而改变。所述柱可以展现出截面形状和尺寸以便填充通道。所述柱的截面尺寸可以大于一个或多个通道的截面尺寸,使得所述柱在所述通道中的一者或多者中形成干涉配合。选择柱的数目以支撑端板和基板的边缘以防止电解质和在操作期间逸出的气体泄漏并且防止在操作期间出现的压缩力损坏部件以及用于单独的电化学电池单元的密封件并且使超过所述密封件的疲劳强度的边缘应力力最小化。可以存在多个柱以便分散在操作期间产生的压缩力。可以存在比通道少的柱,其中所述通道中的一者或多者用作冷却通道和/或排放/填充通道。举例来说,可以存在四个通道,其中三个通道中有柱位于其中,并且一个通道可以用作冷却、排放和/或填充通道。所述柱可以包含执行必要功能的任何材料。如果所述柱用于密封通道,那么所使用的材料被选择为耐受电池单元的操作条件使得在暴露于电解质中时将不会腐蚀并且可以耐受在电池单元的操作期间产生的温度和压力。在所述柱执行密封功能时,所述柱可以包含可以耐受所述条件的聚合材料或陶瓷材料。在柱帮助密封的情况下,材料优选为非导电的以防止电池单元的短路。所述柱可以包含聚合材料,诸如热固性聚合物或热塑性材料。所述柱可以包含热塑性材料。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、复合热塑性树脂、聚碳酸酯和类似者。ABS是最优选的。在通道被分开密封的情况下,所述柱可以包含具有结构完整性以执行所要功能的任何材料。在上述聚合材料中,可以利用陶瓷和金属。合适的金属可以是钢、铝黄铜、铜和类似者。所述柱可以包括模塑柱、螺纹柱或具有一个或多个端部附接件的柱。所述柱可以结合到堆叠的部分,例如基板、通道中的插入物或凸块,和类似者。所述结合可以由聚合材料(诸如热塑性材料)的粘合或熔接形成。所述一个或多个开口可以具有螺纹表面。如果有螺纹,那么所述一个或多个柱可能也是有螺纹的以与螺纹开口接合。柱可以包括在与螺母、用于平头钉的孔、开口销、类似者或其组合相对的一端上的头或螺母。对于非模塑柱,情况通常是这样。所述柱可以以某种方式建构以便成为允许变短但不允许变长的单向棘轮装置。匹配的螺母和/或垫圈可以与柱一起使用以便压缩在处于适当位置时与所述螺母和/或垫圈相邻的板。如果所述柱是模塑的,那么所述柱可以是单独地模塑或模塑在适当位置。如果就地模塑在适当位置,那么在通道中可能需要存在密封件以将熔融塑料固持在适当位置。所述密封件可以由互锁插入物、其中的单独密封件或两者形成。可以使用有螺纹的非导电柱,并且所述非导电柱可以提供必要的密封。可选地,预模塑的非导电聚合柱可以被设计成以某种方式在通道中形成干涉匹配以便密封所述通道。
所述电池组件可以包括在一个或多个通道与一个或多个柱之间的密封件。一个或多个密封件可以位于通道中、位于通道的外部周围和/或位于柱周围。所述密封件可以包括防止电解质和在操作期间逸出的气体从电化学电池单元漏出的任何材料或形式。所述密封件可以是端板、电极板和/或隔膜中或插入于通道中的膜片、套管或一连串匹配的插入物。所述膜片可以是弹性体的。所述通道可以由插入于或集成到板和/或隔膜中的一连串套管、衬套、插入物和/或凸块形成。所述密封件可以由可以耐受在电解质中的暴露、电化学电池单元的操作条件以及由于插入柱或由通道中的柱施加的力的任何材料制备。一个或多个密封件的适合材料包括被描述为可用于柱和基板的聚合材料。所述密封件可以由放置于电极板之间的套管、插入物或衬套形成。所述套管或插入物可以相对刚性,并且所述衬套可以是大体上弹性体的。所述插入物、凸块、套管和/或衬套可以适于安装在电极板和/或隔膜中的凹痕内或具有插入于板的产生一个或多个通道的开口中的末端。所述电极板可以被形成或经过机械加工而含有用于所述凸块、插入物、套管和/或衬套的匹配凹口。板的堆叠与凸块、插入物、套管或衬套的组装可以产生干涉配合以有效地密封所述通道。可选地,所述凸块、插入物、套管和/或衬套可以熔融结合或粘合结合到所述板以在接点处形成密封件。可选地,所述凸块、插入物、套管和/或衬套在内部可以涂布有用于密封所述通道的涂层。如上所述,柱可以用于密封所述通道。可以设想到,可以在单个通道中或在不同的通道中利用这些密封解决方案的组合。在存在隔膜的情况下,所述隔膜大体上具有与电极板类似的结构以适应横向通道的形成或产生。所述密封件可以是热固性聚合物,诸如注射在螺栓与横向通道之间的环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸聚合物。一个或多个通道可以由结合到一个或多个电极板和/或一个或多个隔膜、在一个或多个电极板和/或一个或多个隔膜中的开口中和/或与开口成一体的插入物、凸块、套管和/或衬套形成。一个或多个通道中的一个或多个柱可以施加足够的压力以将插入物、孔、凸块、套管和/或衬套固持在适当位置以形成密封通路。所述一个或多个通道可以由结合到和/或集成到一个或多个电极板和一个或多个隔膜中的插入物和/或凸块形成。可以通过粘合结合或通过热塑性聚合物的熔接或两者将一个或多个柱结合到电池的一个或多个插入物、凸块和/或基板。所述插入物和/或凸块可以通过干涉配合而插入到一个或多个电极板和/或隔膜中或通过粘合剂结合在适当位置。
本公开的电池组件可以包括一个或多个端板。所述一个或多个端板可以用于加强一个或多个电极板、抵抗或防止一个或多个电极板归因于电池组件内与外部环境相比的压力差而产生的向外变形与向内变形、防止对一个或多个电极板的半永久或永久损坏、确保产生密封件的互锁部件保持密封,或其任何组合。所述一个或多个端板可以具有任何尺寸、形状和/或配置以加强一个或多个电极板、抵抗或防止一个或多个电极板归因于电池组件内与外部环境相比的压力差而产生的向外变形与向内变形、防止对一个或多个电极板的半永久或永久损坏、确保产生密封件的互锁部件保持密封,或其任何组合。所述一个或多个端板可以是或可以不是电极板、端子盖或两者。举例来说,一个或多个端板可以是一个或多个单极板。可选地,所述一个或多个端板可以与一个或多个电极板(诸如单极板)相邻。作为另一个实例,所述一个或多个端板还可以是端子盖。并且另外,一个或多个端板可以是单极板与端子盖。所述一个或多个端板可以在堆叠的相对端处附接到一个或多个电极板。举例来说,堆叠可以包括在所述堆叠的与第二端板相对的末端处的第一端板。所述一个或多个端板可以十分刚性以抵抗在操作期间由电池组件内的温度和压力产生的向外鼓出、抵抗在电池组件内部抽真空期间发生的向内弯曲,或两者。所述端板可以包括基部、内部加强结构、一个或多个开口、一个或多个凸起插入物、一个或多个附接机构或其任何组合。
所述一个或多个端板可以包括基部。所述基部可以用于将端板附着到一个或多个电极板、提供对一个或多个电极板的加强、使变形负荷分散在一个或多个电极板上、充当内部加强结构的载体,或其任何组合。所述基部可以具有任何尺寸、形状和/或配置以执行所要功能的任何组合。所述基部可以呈现其可能所处的电池组件的末端的大体截面形状。所述基部可以大体上被整形如立方体、矩形棱柱、圆柱形、圆锥体、棱锥体、球形、类似者或其任何组合。举例来说,所述基部可以具有大体上立方体和/或矩形棱柱的形状。所述基部可以具有与一个或多个电极板基本上类似的形状和/或截面。所述基部可以包括大体上平面和/或非平面的表面。所述基部可以具有大体上均一或非均一的厚度。所述基部可以与电极板(诸如单极板)相邻。所述基部可以远离相邻的电极板和/或与相邻的电极板接触。所述基部可以是电极板的部分,诸如基板。所述基部的与内部加强结构相对的基本上平面的表面或者所述内部加强结构可以面向电极板的表面,诸如没有阴极或阳极材料的表面。所述基部可以具有足够的厚度以与内部加强结构协作以将变形负荷分散在一个或多个电极板上以防止相邻的电极板的向外鼓出和向内弯曲。基部的厚度可以是基部的两个相对表面之间的基本上垂直于电池组件的纵轴的距离。纵轴可以与多个电极板的一个或多个含有阴极和/或阳极的表面正交地相交。内部加强结构、基部在外围和内部周围附接到相邻电极板以及多个电极板的密封结构可以允许基部具有比体积更大的端板小的厚度。具有加强结构的端板的厚度可以是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。具有加强结构的端板的厚度可以是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。所述多个电极板的密封结构可以包括如本文中所描述的一个或多个插入物、凸块、框架、凸起边缘或任何其他密封件。所述基部的厚度可以是约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大。所述基部的厚度可以是约15mm或更小、约10mm或更小或甚至约8mm或更小。所述基部可以包括内部加强结构、一个或多个开口、一个或多个插入物、一个或多个附接机构、一个或多个密封表面、一个或多个凹入部分或其任何组合。
一个或多个端板可以包括内部加强结构。所述内部加强结构可以用于针对端板、电极板或其任何组合提供额外强度、分散变形负荷、增加耐用性、减小厚度、减少重量或其任何组合。所述内部加强结构可以具有任何尺寸、形状和/或配置以提供所要特征的任何组合。所述内部加强结构可以导致具有约200ksi或更大、约400ksi或更大或甚至约500ksi或更大的刚度的一个或多个端板。所述内部加强可以导致具有约1500ksi或更小、约1200ksi或更小或甚至约1000ksi或更小的刚度的一个或多个端板。所述内部加强结构可以分散来自一个或多个电极板的被基部接收的变形负荷。变形负荷可以被理解为一个或多个电极板所经历的力,诸如在电池组件中抽真空时和/或由在操作期间在电池组件内产生的压力所致。所述内部加强结构可以使变形负荷基本上均一地分散在基部上。通过分散变形负荷,所述内部加强结构可以抵抗端板的向外鼓出或向内弯曲,如此可能会导致抵抗与端板相邻的电极板由于被附接而产生的向外鼓出或向内弯曲。由于与一个或多个端板相邻的一个或多个电极板(诸如相对的单极板)抵抗变形,因此防止位于其间的一个或多个电极板变形。所述内部加强结构可以分散在基部的表面上、局限于基部的表面的多个区中,或两者。所述内部加强结构可以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以包括一个或多个肋状物结构、一个或多个隔室、一个或多个插入物、一个或多个开口、一个或多个附接机构、类似者或其任何组合。所述内部加强结构可以包括一种或多种增强材料以对端板提供加强。示例性增强材料可以包括添加剂,诸如纤维、复合材料、类似者或两者。
内部加强结构可以包括一个或多个肋状物结构。所述一个或多个肋状物结构可以用于使一个或多个变形负荷分散在端板上、对端板的基部提供轻量加强、对一个或多个插入物、开口和/或通道提供加强,或其任何组合。所述一个或多个肋状物结构可以具有任何尺寸、形状和/或配置以提供前述功能中的一者或多者。所述一个或多个肋状物结构可以与端板的基部成一体或附接到端板的基部。所述一个或多个肋状物结构可以通过压缩成形、拉伸成形、模塑或类似者、或其任何组合来一体地形成。压缩成形可以包括模压成形、挤出、压凹、类似者或其任何组合。模塑可以包括注射模塑。所述一个或多个肋状物结构可以通过粘合、熔融结合或类似者而附接到端板的基部。所述一个或多个肋状物结构可以包括能够分散或吸收至少部分的变形负荷的一个或多个肋状物、一个或多个角板、一个或多个凸出部、一个或多个柱、类似者或其任何组合。所述一个或多个肋状物结构可以是平面的、非平面的或两者的组合。所述一个或多个肋状物结构可以位于端板的基部的任何表面上。所述一个或多个肋状物结构可以位于基部的基本上垂直于电池组件的纵轴的表面上。所述一个或多个肋状物结构可以从基部的表面凸出。一个或多个肋状物结构可以以垂直和/或正交的角度凸出。所述一个或多个肋状物结构可以位于基部的外围、基部的内部或两者周围。举例来说,外加强肋状物可以从基部的表面凸出并且位于基部的外围边缘的至少一部分周围。外加强肋状物可以限定端板或基部的外围和/或内部。端板或基部的外围可以是端板的包括所述外加强肋状物的外边缘。端板或基部的内部可以被限定为端板或基部的位于外围内的部分。所述一个或多个肋状物结构在基部的表面上可以形成重复图案、可以交错、可以偏置,或其任何组合。举例来说,多个肋状物结构可以在基部的表面上形成相交图案,诸如格子、网格和/或蜂巢结构。一个或多个肋状物结构可以在基部的内部内形成图案。一个或多个肋状物结构可以基本上平行于一个或多个其他肋状物结构、外加强结构的一部分或两者。一个或多个肋状物结构可以与一个或多个其他肋状物结构、插入物和/或开口基本上垂直地和/或倾斜地相交和/或合并。所述一个或多个肋状物结构可以包括一个或多个纬向肋状物结构、纵向肋状物结构或两者。纬向和纵向肋状物结构可以被限定为彼此基本上垂直地相交的肋状物结构。
所述一个或多个肋状物结构可以具有高度、宽度和厚度。肋状物结构的高度可以是从肋状物结构的与基部相邻的一端到所述肋状物结构的相对端的距离。一个或多个肋状物结构可以具有与一个或多个其他肋状物结构相同或不同的高度。一个或多个肋状物结构沿着其长度可以具有基本上均一的高度或非均一的高度。一个或多个肋状物结构的高度可以是约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大。一个或多个肋状物结构的高度可以是约15mm或更小、约12或更小或甚至约10mm或更小。肋状物结构的长度可以是从一个肋状物结构的附接到另一个肋状物结构的一端到所述肋状物结构的相对端。一个或多个肋状物结构可以具有与一个或多个其他肋状物结构基本上相同或不同的长度。一个或多个肋状物结构的长度可以约小于、等于或大于端板的基部的长度或宽度。一个或多个肋状物结构的长度可以约等于外围边缘处的基部的长度或宽度。一个或多个肋状物结构的长度可以约等于基部的内部长度或宽度。一个或多个肋状物结构可以具有从一个肋状物结构、插入物或开口延伸到另一个肋状物结构、插入物、开口的长度。一个或多个肋状物结构的高度可以是约1mm、mm或更大、约10mm或更大或甚至约25mm或更大。一个或多个肋状物结构的长度可以是约300mm或更小、约250mm或更小或甚至约150mm或更小。肋状物结构的厚度可以是所述肋状物结构的两个平面表面之间、所述肋状物结构的面向其他肋状物结构的两个表面之间、肋状物结构的面向相邻电池单元的两个表面之间的距离,或其任何组合。一个或多个肋状物结构可以具有与一个或多个其他肋状物结构相同或不同的厚度。一个或多个肋状物结构可以具有沿着其长度基本上均一或非均一的厚度。一个或多个肋状物结构的厚度可以是约0.5mm或更大、约1mm或更大或甚至约3mm或更大。一个或多个肋状物结构的厚度可以是约15mm或更小、约12或更小或甚至约10mm或更小。所述一个或多个肋状物结构可以按某密度覆盖基部的表面,使得所述表面的某一百分数包括一个或多个肋状物结构。所述基板的表面的面积的约5%或更大、约10%或更大或甚至约20%或更大可以包括一个或多个肋状物结构。基板的表面的面积的约80%或更小、约70%或更小或甚至约50%或更小可以包括一个或多个肋状物结构。
所述一个或多个肋状物结构可以形成一个或多个。所述一个或多个隔室可以用于在无体积大的加强结构的情况下提供加强型端板。可以限定一个或多个隔室,其中多个肋状物结构彼此邻接或成一体以限定连续的壁。举例来说,两个纵向肋状物结构和两个纬向肋状物结构可以彼此相交和或邻接以形成具有连续的壁的隔室。举例来说,外加强肋状物结构和多个纬向或纵向肋状物结构可以彼此相交和或邻接以形成具有连续的壁的隔室。一个或多个隔室可以暴露基部的表面,诸如一个或多个肋状物结构从中凸出的表面。一个或多个隔室可以位于端板的内部内。一个或多个隔室可以具有截面面积。所述截面面积可以被限定为在多个肋状物结构之间形成的面积。所述截面面积可以被限定为在连续的壁内形成的面积。截面面积可以是隔室的与一个或多个肋状物结构从中凸出的基部的表面基本上平行的截面。一个或多个隔室的截面面积可以小于、等于或大于一个或多个其他隔室。所述截面面积可以是约10mm2或更大、约50mm2或更大或甚至约150mm2或更大。所述截面面积可以是约1000mm2或更小、约750mm2或更小或甚至约650mm2或更小。一个或多个隔室可以包括一个或多个开口、一个或多个附接机构或两者。
一个或多个端板可以包括一个或多个开口。所述一个或多个开口可以用于提供用于使附接机构从中穿过的开口;与一个或多个电极板和/或插入物协作以形成通道的部分;允许对电池组件抽真空、填充和/或排放;或其任何组合。所述一个或多个开口可以具有任何尺寸、形状和/或配置以提供所要功能的任何组合。所述一个或多个开口可以具有如针对一个或多个电极板和/或基板中的开口和/或孔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以与一个或多个电极板和/或隔膜的一个或多个开口对准(即,为同心的)以便形成一个或多个通道。一个或多个开口可以具有与相邻于所述端板的电极板的一个或多个开口类似的形状或尺寸。所述一个或多个开口可以具有用于收纳附接机构、收纳柱、与插入物协作或实现开口的所要功能的任何组合的截面形状。所述一个或多个开口可以具有为大体上矩形的、正方形的、圆形的、三角形的、椭圆形的、卵圆形的或其任何组合的截面形状。所述一个或多个开口的截面宽度可以足以收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。一个或多个开口的截面宽度可以小于、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。一个或多个开口的截面宽度可以是沿着开口的长度为连续的、渐缩的或增大的。所述一个或多个开口的截面宽度可以是约1mm或更大、约3mm或更大或甚至约5mm或更大。所述一个或多个开口的截面宽度可以是约30mm或更小、约25mm或更小或甚至约20mm或更小。所述一个或多个开口可以部分地或完全地穿过插入物、基部、加强结构、肋状物结构或其任何组合。所述一个或多个开口可以位于端板的外围周围或附近、位于内部内或两者。所述一个或多个开口可以位于一个或多个肋状物结构附近、位于两个或更多个肋状物结构之间、位于隔室内、位于一个或多个插入物附近,或其任何组合。所述一个或多个开口可以形成重复图案、可以与一个或多个其他开口对准、可以与一个或多个其他开口交错或偏置,或其任何组合。所述一个或多个开口可以包括一个或多个外围开口、一个或多个内部开口、一个或多个通道开口、类似者或其任何组合。
一个或多个开口可以包括一个或多个外围开口。所述一个或多个外围开口可以用于收纳一个或多个附接机构并且与一个或多个附接机构协作以将端板的外围的至少一部分固定到电极板的外围的至少一部分。在端板的外围的至少一部分周围附接到相邻的电极板可以在一个或多个电极板的外围周围施加压缩力。在电池的操作期间在外围周围的压缩力可以抵抗一个或多个电极板的向外鼓出。在电池内抽真空时在外围周围的压缩力可以抵抗一个或多个电极板的向内弯曲,这可以在电极板的堆叠的一个或多个边缘周围维持一个多个密封件。所述一个或多个外围开口可以位于外加强肋状物结构附近、在端板的内部内、在隔室内,或其任何组合。所述一个或多个外围开口可以与一个或多个其他开口对准或偏置。举例来说,一个或多个外围开口可以与一个或多个其他外围开口对准,排成基本上平行于一个或多个肋状物结构的一排。举例来说,一个或多个外围开口可以与多个对准的内部开口和/或通道开口偏置。一个或多个外围开口可以具有使附接机构能够从中穿过、到达相邻的电极板或从相邻的电极板引出的任何截面宽度或直径。一个或多个外围开口可以小于、等于或大于一个或多个其他开口。举例来说,一个或多个外围开口可以小于一个或多个通道开口。
一个或多个开口可以包括一个或多个内部开口。所述一个或多个内部开口可以用于收纳一个或多个附接机构并且与一个或多个附接机构协作以将端板的内部的至少一部分固定到电极板的内部的至少一部分。电极板的内部可以被限定为电极板或电极板的基板的位于所述电极板的凸起边缘或框架之间的部分。在端板的内部的至少一部分周围附接到相邻电极板可以在一个或多个电极板的内部周围施加压缩力。在电池的操作期间在电极板的内部内的压缩力可以抵抗一个或多个电极板的向外鼓出。在电池内抽真空时在电极板的内部内的压缩力可以抵抗一个或多个电极板的向内鼓出。所述一个或多个内部开口可以位于一个或多个加强肋状物结构附近或远处、位于端板的内部内、位于隔室内,或其任何组合。所述一个或多个内部开口可以与一个或多个其他开口对准或偏置。举例来说,一个或多个内部开口可以与一个或多个其他内部开口对准,排成基本上平行于一个或多个肋状物结构的一排。举例来说,一个或多个内部开口可以与多个对准的内部开口和/或通道开口偏置。一个或多个内部开口可以具有使附接机构能够从中穿过、到达相邻的电极板或从相邻的电极板引出的任何截面宽度或直径。一个或多个内部开口可以小于、等于或大于一个或多个其他开口。举例来说,一个或多个内部开口可以小于一个或多个通道开口。
一个或多个开口可以包括一个或多个通道开口。所述一个或多个通道开口可以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;提供用于对电池组件进行排放、填充和/或排放的开口;与一个或多个阀协作;收纳一个或多个柱以压缩电极板的堆叠;或其任何组合。所述一个或多个通道开口可以在横向方向上与一个或多个电极板和/或隔膜的一个或多个开口和/或孔对准(即,同心对准)以形成贯穿所述堆叠的一个或多个通道。所述一个或多个通道开口可以具有基本上等于一个或多个电极板和/或隔膜的一个或多个孔的尺寸。所述一个或多个通道开口可以具有使一个或多个柱可以从中穿过的任何尺寸。一个或多个通道开口可以具有小于、等于或大于一个或多个其他通道开口的截面宽度或面积。举例来说,一个通道开口可以具有比一个或多个其他通道开口大的直径以允许对电池进行填充、排放和/或冷却。一个或多个通道开口可以连接到一个或多个阀或与一个或多个阀连通。举例来说,具有比其他通道开口大的直径的通道开口可以连接到阀。基部的靠近和/或邻近一个或多个通道开口的表面可以是密封表面。
一个或多个端板可以包括密封表面。所述密封表面可以用于与一个或多个柱协作以压缩和密封电极板的堆叠。所述密封表面可以是端板的与端板的一个或多个开口相邻的表面、端板的与通道相邻的表面、端板的在插入物与开口之间的表面、插入物的表面,或其任何组合。密封表面可以是端板的与柱的一部分(诸如重叠部分)直接接触的表面。密封表面可以与端板的面向单极板和/或与单极板接触的表面相对。可以修改所述板的密封表面以在由柱施加压缩时改善密封。所述密封表面可以是光滑的、波状的、粗糙的或经过表面处理的。光滑表面将具有大的接触面积,由此制作没有允许液体流动的缺陷的、不漏电解质的密封。轮廓(诸如同心环、隆凸或高低起伏)使高压接触的区域或“环”抵抗液体电解质的流动。所述隆凸可以填充有垫圈材料,诸如可变形的扁平板片或O形环,以促进液体密封。可变形材料的粗糙密封表面可以压缩以形成可靠的液体电解质密封。对密封表面进行表面处理以使其与液体电解质造成的润湿不兼容将防止液体电解质流到通道中。如果使用亲水性电解质,那么可以使密封表面为疏水性的。同样地,如果使用疏水性电解质,那么应使密封表面为亲水性的。
一个或多个端板可以包括一个或多个插入物。所述一个或多个插入物可以用于与电极板的一个或多个插入物互锁、限定穿过堆叠的一个或多个通道的一部分、沿着一个或多个通道形成防漏密封件、与一个或多个阀协作,或其任何组合。所述一个或多个插入物可以具有任何尺寸和/或形状以与电极板的一个或多个插入物互锁、形成通道的一部分、沿着一个或多个通道形成防漏密封件、与一个或多个阀协作,或其任何组合。所述一个或多个插入物可以以适合于形成或附接一个或多个肋状物结构的任何方式来形成或附接到端板的基部。一个或多个插入物可以从端板的表面突出,从而形成一个或多个凸起插入物。一个或多个插入物可以从端板的基部凸出。一个或多个插入物可以在与一个或多个肋状物结构相同或相反的方向上从基部凸出。一个或多个插入物可以具有与一个或多个肋状物结构相同的高度和/或厚度。一个或多个插入物可以从基部的表面基本上正交地或倾斜地凸出。一个或多个插入物可以附接到所述端板的一部分或与所述端板的一部分成一体。与端板的一部分成一体并且从端板的表面凸出的插入物可以被限定为凸块。所述一个或多个插入物可以具有贯穿其中的一个或多个开口。所述一个或多个插入物可以是同心的并且在一个或多个开口周围形成。一个或多个插入物可以延长开口的长度。可以在一个或多个开口的外径与一个或多个插入物的内部之间形成密封表面。举例来说,位于插入物与开口之间的基本上垂直于电池的纵轴的基部表面可以是密封表面。一个或多个插入物可以能够与相邻电极板的一个或多个插入物互锁以在通道周围形成防漏密封。举例来说,一个或多个端板可以经过机械加工或形成而在与插入物相对的表面上含有针对相邻电极板的凸块、插入物、套管或衬套的匹配凹口。
一个或多个端板可以包含一种或多种端板材料。每种端板材料可以用于对一个或多个端板提供足够的刚性以在对电池组件抽真空、填充和/或操作时抵抗变形并且对一个或多个电极板提供加强。所述一种或多种端板材料可以包括能够满足所要功能的任何组合的任何材料或材料组合。所述一种或多种端板材料的刚度可以是约200ksi(1,379MPa)或更大、约400ksi(2,758MPa)或更大或甚至约500ksi(3,447MPa)或更大。所述一种或多种端板材料的刚度可以是约1,500ksi(10,342MPa)或更小、约1,200ksi(8,274MPa)或更小或甚至约1,000ksi(6,895MPa)或更小。所述一种或多种端板材料的抗压强度可以是约20MPa或更大、约40MPa或更大或甚至约60MPa或更大。所述一种或多种端板材料的抗压强度可以是约1,300MPa或更小、约1,200MPa或更小或甚至约1,000MPa或更小。所述一种或多种端板材料的抗拉强度可以是约300MPa或更大、约400MPa或更大或甚至约500MPa或更大。所述一种或多种端板材料的抗拉强度可以是约2,000MPa或更小、约1,900MPa或更小或甚至约1,800MPa或更小。所述一种或多种端板材料可以是基部、加强结构、一个或多个肋状物结构、一个或多个插入物或其任何组合的部分。所述一种或多种端板材料可以包括适合于电极板的任何材料,诸如基板的材料。所述一种或多种端板材料可以包括金属、聚合材料或两者。金属可以包括铸铁、钢、不锈钢、钛、铝、碳钢、类似者或其任何组合。聚合材料可以是可以模塑的任何材料。举例来说,可以对聚合材料进行注射模塑。聚合材料可以包括热固性聚合物、热塑性聚合物或其组合。可以用已知与聚合物一起使用的任何已知的加强材料来加强所述聚合材料。加强材料可以包括纤维、微球、珠子、泡泡、类似者或其任何组合。加强材料可以包括玻璃、聚合物、陶瓷或碳、类似者或其任何组合。
一个或多个端板可以包括一个或多个附接机构。一个或多个附接机构可以用于将一个或多个端板附接到一个或多个电极板、电极板的堆叠,或两者。端板附接到一个或多个电极板或一个或多个端板可以在电池的操作之前、期间和/或之后防止一个或多个电极板在一个或多个电化学电池单元的抽真空、填充、排放、冷却、充电和/或放电期间发生的变形。可以通过能够在电池的操作之前、之后或期间耐受变形力的任何类型的附接机构来将一个或多个端板附接到一个或多个电极板、电极板的堆叠或两者。一个或多个附接机构可以将一个或多个端板在端板的外围的至少一部分周围附接到电极板、在端板的内部的至少一部分周围附接到电极板,或两者。一个或多个附接机构可以是能够将塑料与金属互锁、塑料与塑料互锁、金属与金属互锁或其任何组合的任何附接机构。所述一个或多个附接机构可以与端板和/或电极板成一体或与端板和/或电极板分离。所述一个或多个附接机构可以附接到电极板的外表面、至少部分地穿过一个或多个电极板、从端板朝向电极板凸出和/或凸出到电极板中、从电极板朝向端板凸出和/或凸出到端板中,或其任何组合。所述一个或多个附接机构可以收纳在端板、电极板或两者的开口中。一个或多个附接机构可以包括一个或多个粘合材料、机械紧固件、模塑紧固件、类似者或其任何组合。机械紧固件可以包括螺纹紧固件、夹子、订书钉、类似者或其任何组合。螺纹紧固件可以包括螺钉、螺栓、双头螺栓、螺母、类似者或其任何组合。粘合材料可以包括粘合剂、密封胶、胶带、类似者或其任何组合。粘合剂可以包括环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酯、类似者或其任何组合。胶带可以包括超高粘合胶带、双面胶带、类似者或其任何组合。模塑紧固件可以包括热熔柱、焊接点、类似者或其任何组合。夹子可以包括卡扣配合、按压配合、悬臂夹、具有钩面的夹子。
基部可以具有一个或多个凹入部分。所述一个或多个凹入部分可以用于收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外围互锁,或两者。所述一个或多个凹入部分可以具有任何尺寸、形状和/或配置以收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外围互锁,或两者。所述一个或多个凹入部分可以具有与一个或多个电极板的一部分(诸如框架和/或凸起边缘)基本上类似、颠倒和或凹凸相反的形状。所述一个或多个凹入部分可以位于基部的外部和/或内部周围。所述一个或多个凹入部分可以位于基部的外围周围。所述一个或多个凹入部分可以形成于与一个或多个电极板接触的表面中。举例来说,一个或多个凹入部分可以在基部的与具有内部加强结构的表面相对的外围边缘周围形成。所述一个或多个凹入部分可以与一个或多个凸起边缘或框架对准和互锁。所述一个或多个凹入部分可以与电极板或隔膜的框架或凸起边缘类似地进行设计。
所述一个或多个电极板可以包括如前文所述的一个或多个附接机构。
所述电池组件可以包括一个或多个阀。所述一个或多个阀可以用于在操作期间从电池组件的内部抽真空、用电解质填充电池组件和/或对电池组件进行排放。所述一个或多个阀可以包括泄压阀、止回阀、填充阀、突开阀,和类似者,或其任何组合。所述一个或多个阀可以连接到由端板、电极板、隔膜或其任何组合的一个或多个开口形成的一个或多个通道和/或与所述一个或多个通道连通。所述一个或多个阀可以与通道(诸如有柱从中穿过或没有柱的通道)连通。所述电池组件可以包括用于抽取内部真空、用电解质填充、对电池组件进行排放或其任何组合的多个阀或单个阀。在相对的端板中的加强结构可能尤其可用于与单个阀协作。所述电池组件可以包括如美国专利申请公开No.2014/0349147中描述的一个或多个阀,所述申请公开出于所有目的通过引用整体并入本文中。所述组件可以含有用于在电池单元达到危险的内部压力时使一个或多个电池单元释放压力的泄压阀。所述泄压阀被设计成以某方式防止灾难性的故障,所述灾难性的故障会损坏与电池一起使用的系统。一旦释放泄压阀,电池便不再运作。所公开的组件可以含有在达到危险压力时或之前从整个组件释放压力的单个止回阀。在美国专利No.8,357,469;No.9,553,329;No.9,685,677;No.9,825,336;和美国专利申请公开No.:2018/0053926中公开了一些示例性的合适的阀,所述专利和公开出于所有目的通过引用整体并入本文中。
所述电池组件可以包括一个或多个汇流条。所述一个或多个汇流条可以用于将电流从一个或多个电化学电池单元传输到电池的外部、从一个或多个电流导管和/或电流导体传输到一个或多个端子,或其任何组合。一个或多个汇流条可以包括单个或多个汇流条。所述一个或多个汇流条可以包括一个或多个正汇流条、负汇流条,或两者。一个或多个正汇流条可以与一个或多个正端子、正电流导体、阴极或其组合电连通。一个或多个负汇流条可以与一个或多个负端子、负电流导体、阳极或其组合电连通。所述一个或多个汇流条可以包括如前文所论述的一种或多种导电材料。所述一个或多个汇流条可以位于电池组件的表面、膜片、盖、端子盖、一个或多个电极板、一个或多个隔膜、阳极、阴极、电化学电池单元或其组合上和/或附着到电池组件的表面、膜片、盖、端子盖、一个或多个电极板、一个或多个隔膜、阳极、阴极、电化学电池单元或其组合。所述一个或多个汇流条可以经由一种或多种粘合剂、结合方法、机械紧固件、模塑、类似者或其组合来附着。所述结合方法可以包括钎焊、熔焊、类似者或其组合。所述机械紧固件包括一个或多个螺纹紧固件(例如,螺栓、螺钉、螺母、双头螺栓)、干涉配合、一个或多个卡扣凸片或销,或其组合。所述汇流条可以先附着到一个或多个电化学电池单元、阳极、阴极、电极板、隔膜、盖、膜片或其组合并随后放置成与端子盖接触。放置成与端子盖接触可以包括在电池组件(包括一个或多个汇流条)周围对膜片进行包覆模塑。放置成与端子盖接触可以包括将端子盖定位在电极板的堆叠的一些边缘的至少外围周围。所述汇流条可以先附着到端子盖并随后放置成与一个或多个电化学电池单元、阳极、阴极、电极板、隔膜、盖、膜片或其组合接触。所述一个或多个汇流条可以模塑到端子盖、电化学电池单元、膜片、盖、阳极、阴极、电极板、隔膜或其组合中的一者或多者中或上。模塑可以包括本文中公开的或适合于将导电材料模塑到非导电材料中的任何示例性模塑方法。所述一个或多个汇流条可以具有从一个或多个端子盖、膜片、外壳、电极板、端板或其组合突出的一个或多个部分。汇流条可以具有用于将电流从一个或多个导管、收集器、导体或其组合传输到一个或多个端子的任何合适形状。汇流条可以具有允许汇流条横越一个电极板的表面、多个电极板、与一个或多个端部电流导体电连通(例如,直接或间接接触)或其任何组合的形状。汇流条可以与一个或多个电极板、端板、端子盖或其组合相邻。汇流条可以与一个或多个电极板的一个或多个外围边缘、基板表面或两者基本上平行。汇流条具有彼此相对的表面。所述相对的表面可以包括与上表面相对的下表面。所述下表面可以面朝电极板的堆叠。所述上表面可以背对电极板的堆叠、面朝膜片、面朝端子盖或其任何组合。汇流条的一个或多个表面可以是光滑的、有纹路的、渐缩的、隆起的、有凹槽的或其任何组合。汇流条中的一个或多个隆凸、凹槽或其他形状可以彼此按均一的间隔或按随机的距离来形成。形成于汇流条中的一个或多个形状可能有助于与结合材料的附着。汇流条可以具有施加并附着于其上的结合材料。所述结合材料可以位于下表面与电极板的堆叠之间、位于上表面与膜片之间、位于上表面与端子盖之间,或其任何组合。汇流条的形状可以是基本上直线条带、非直线、可以包括一个或多个弯曲,或其组合。汇流条可以是基本上矩形、正方形、L形形状、J形形状、C形形状、类似者或其组合。汇流条可以是基本上L形形状,其中第一支腿基本上垂直于第二支腿。第一支腿的长度可以短于、等于或长于第二支腿的长度。第一支腿与第二支腿可以彼此基本上垂直,同时与一个或多个电极板的多个外围边缘基本上平行。汇流条的第二支腿可以横越多个电极板、与电池组件的一个或多个横向通道基本上平行,或两者。第一支腿与第二支腿可以相对于一个或多个电极板的表面(例如,基板表面)基本上平行、垂直或具有在其间的任何角度。汇流条可以包括形成于一个或多个端子保持器内的一个或多个开口。所述一个或多个端子保持器可以与所述第一支腿、所述第二支腿或两者成一体或者是所述第一支腿、所述第二支腿或两者的部分。
汇流条可以包括一个或多个端子保持器。所述一个或多个端子保持器可以用于保持并支撑一个或多个端子。所述一个或多个端子保持器可以具有适合于保持一个或多个端子的任何形状和/或尺寸。所述一个或多个端子保持器可以与一个或多个汇流条成一体或附着到一个或多个汇流条。所述一个或多个端子保持器可以是用一种或多种粘合剂而附着到一个或多个汇流条、可以焊接到一个或多个汇流条,或两者。一个或多个端子保持器可以延伸远离一个或多个汇流条的表面。一个或多个汇流条可以延伸远离汇流条的上表面、延伸远离电极板的堆叠、朝向端子盖延伸、朝向膜片延伸、延伸穿过端子盖、延伸穿过膜片,或其任何组合。一个或多个端子保持器可以沿着汇流条的适合于收纳端子的任何部分而定位。一个或多个端子保持器可以从汇流条的第一支腿、第二支腿或两者凸出。一个或多个端子保持器可以具有用于保持一个或多个端子的任何合适形状。一个或多个端子保持器可以是基本上圆柱形、球形、圆锥形、立方形、立方体、棱柱形、类似者或其组合。所述一个或多个端子保持器可以是至少部分空心的以收纳从中穿过的一个或多个端子。所述一个或多个端子保持器可以包括贯穿整个长度的空心开口。保持器的空心开口可以是汇流条的一个或多个端子开口的部分或与汇流条的一个或多个端子开口对准。保持器的空心开口可以包括适于与一个或多个端子配合的一个或多个接合特征。所述空心开口可以包括螺纹表面。一个或多个端子可以收纳在所述一个或多个空心开口内。所述一个或多个端子保持器可以包括与汇流条相同或不同的材料。所述一个或多个端子保持器可以包括一种或多种导电材料。所述一种或多种导电材料可以是前文中公开的那些。端子保持器的一种或多种导电材料可以有助于将电流从汇流条传递到端子并且反之亦然。所述一个或多个端子保持器可以包括或没有一个或多个密封件。所述一个或多个密封件可以用于诸如在电池组件的抽空、填充和/或操作期间防止电解质、气体或两者从电池组件内部漏到外部。所述一个或多个密封件可以用于帮助将一个或多个端子保持在端子保持器内、提供对端子的额外加强或两者。所述一个或多个密封件可以位于端子保持器的至少一部分或整个外围周围、位于端子保持器的空心开口的一部分内或沿着端子保持器的空心开口的整个长度定位,或其任何组合。所述一个或多个密封件可以包括适合于在端子与端子保持器之间进行密封、在端子保持器与端子开口之间进行密封或以上两种情况的任何材料。所述一个或多个密封件可以是任何合适的垫圈。举例来说,所述一个或多个密封件可以是可变形的扁平板片或O形环,以促进液体密封。还可以通过将端子保持器熔融结合到端子盖、膜片、端板或其组合来形成所述一个或多个密封件。
汇流条可以包括一个或多个端子开口。所述一个或多个端子开口用于收纳、支撑和/或保持一个多个端子、电流导体或两者;将电流从所述一个或多个电化学电池单元、电流导管、电流导体或其组合传输到一个或多个端子;或其任何组合。端子开口形成于汇流条内并且可以部分地或完全地穿过汇流条的厚度。端子开口可以是光滑的或包括一个或多个接合特征。举例来说,端子开口的表面可以是螺纹的。螺纹表面可以允许与一个或多个端子的一个或多个螺纹接合。端子开口可以位于汇流条的一个或多个支腿中。端子开口可以形成于汇流条的较短支腿中。端子开口可以紧靠着一个或多个电流导体形成于汇流条的一部分内。所述端子开口可以收纳端子(例如,柱)、电流导体或两者。汇流条的端子开口可以与端子盖的端子开口对准(例如,同心)。通过对准,端子能够被汇流条保持并且穿过端子盖的端子开口而暴露。
所述一个或多个汇流条可以与一个或多个偏置装置连通、附着到一个或多个偏置装置或与一个或多个偏置装置接触。所述一个或多个偏置装置可以用于向电化学电池单元、阳极、阴极、电极板、隔膜或其组合中的一者或多者施加一个或多个汇流条的偏置力。所述一个或多个偏置装置可以包括一个或多个弹簧、弹性体材料、类似者或其组合。所述一个或多个偏置装置可以位于端子盖或电池组件的任何其他部分上和/或附接到端子盖或电池组件的任何其他部分。举例来说,一个或多个偏置装置可以附着到端子盖的内表面并且向一个或多个汇流条向一个或多个电极板施加偏置力。所述一个或多个偏置装置可以按与一个或多个汇流条的图案或形状基本上类似的图案或形状附着到端子盖、在与一个或多个汇流条的一个或多个末端对准的颠倒部分处附着到端子盖,或两者。
所述电池组件可以包括一个或多个端子。所述一个或多个端子可以用于将在电化学电池单元中产生的电子传输到将所产生的电子以电的形式使用的系统。举例来说,所述端子可以通过连接到利用电池中储存的电的负载而起作用。所述一个或多个端子可以穿过一个或多个端子盖、一个或多个端板、一个或多个电极板、膜片、壳套或其任何组合。所述一个或多个端子可以从端板穿过电极板到达外部或穿过在组件周围的壳套或膜片的与端板的平面基本上平行的侧。所述一个或多个端子可能不会与一个或多个电极板直接接触,而是与一个或多个电流导体接触。端子与单极板的阳极、阴极、电流导体或其组合的极性匹配。单极板的阴极和具有阴极集电器的一个或多个双极板的阴极可以连接到独立的正端子。单极板的阳极和具有阳极集电器的一个或多个双极板的阳极可以连接到单独的负端子。所述阴极集电器可以相连接,并且阳极集电器可以并联地连接。单独的端子可以覆盖在膜片中,仅使单个被连接的正端子和单个被连接的负端子露出。一个或多个端子可以包括本文中描述的一种或多种导电材料。
所述端子可以包括一个或多个柱(例如,端子柱)。所述一个或多个柱可以用于接收来自一个或多个电化学电池单元、电流导管、汇流条或其组合的电流(例如,电子的流)并且将所述电子以电的形式传输到电池组件的外部。所述一个或多个柱可以能够抵抗外部机械力。所述一个或多个柱可以包括一个或多个SAE柱、JIS柱、L端子或其任何组合。所述一个或多个柱可以固定到一个或多个汇流条、端子盖、盖、膜片、电流导管、电流导体、集电器或其任何组合。通过固定,所述一个或多个柱可以能够抵抗外部机械力或被支撑而抵制外部机械力。所述一个或多个柱可以是有螺纹的、无螺纹的或两者的组合。一个或多个螺纹可以与一个或多个端子开口的一个或多个螺纹接合。所述一个或多个柱可以穿过端子盖、膜片、盖、汇流条或其组合的一个或多个端子开口。所述一个或多个柱可以被一个或多个端子开口、凸起边缘、加强结构或其组合围起和/或部分地围封。所述一个或多个柱可以包括如本文中论述的一种或多种导电材料。
电池组件可以包括膜片。所述膜片可以用于在一个或多个端板、多个电极板、一个或多个隔膜、一个或多个通道或其任何组合的边缘周围进行密封。所述膜片可以通过密封端板、电极板和隔膜的边缘并且使一个或多个电化学电池单元进行隔离的任何手段来结合到一个或多个端板、多个电极板和/或一个或多个隔膜的边缘。示例性结合方法包括粘合结合、熔融结合、振动焊接、RF焊接和微波焊接等。所述膜片可以是聚合材料的薄片,所述材料可以密封端板、单极板和双极板的边缘并且可以耐受在电解质中的暴露以及电池在内部和外部所经历的条件。可用于电极板的基板的相同材料可以用于膜片。所述膜片可以是可以在单极板和双极板的基板周围熔融结合、振动焊接或模塑的热塑性聚合物。可以为单极板和双极板的基板与膜片使用相同的热塑性聚合物。示例性材料可以是聚乙烯、聚丙烯、ABS和聚酯,其中ABS是最优选的。所述膜片可以具有其所结合到的堆叠的侧的尺寸,并且所述膜片结合到堆叠的每个侧。可以密封相邻膜片的边缘。可以使用粘合剂、熔融结合或模塑工艺来密封所述边缘。所述膜片可以包括围绕堆叠的整个外围缠绕的单个整体薄片。膜片的前缘、与堆叠接触的第一边缘、和堆叠的后缘、所施加的膜片薄片的末端可以结合到彼此以使密封件完整。这可以通过使用粘合剂、通过熔融结合或模塑工艺来进行。在熔融结合的过程中,膜片的表面和/或堆叠的边缘的表面暴露于某些条件下,在所述条件下膜片的表面或堆叠的边缘的表面变成熔融的并且随后所述膜片和所述堆叠的边缘在所述表面熔融时接触。所述膜片与所述堆叠的边缘在表面冰冻并由此形成能够将所述部件密封到一起的结合件时结合。所述膜片可以取自一片连续的膜片材料并且被切割成所要的长度。膜片的宽度可以与单极板和双极板的堆叠的高度匹配。所述膜片具有足够的厚度以密封单极薄片和双极薄片的堆叠的边缘以使电池单元隔离。所述膜片还可以用作环绕堆叠的边缘的保护壳套(例如,壳套、外壳)。所述膜片的厚度可以是约1mm或更大、约1.6mm或更大或约2mm或更大。所述膜片的厚度可以是约5mm或更小、4mm或更小或约2.5mm或更小。当膜片结合到堆叠的边缘时,可以使用可以耐受暴露在电解质中以及电池单元的操作条件的任何粘合剂。示例性粘合剂是塑胶、环氧树脂、氰基丙烯酸酯胶或丙烯酸树脂。可选地,可以通过在电极板的堆叠的一部分或全部周围模塑热塑性或热固性材料而形成所述膜片。可以使用任何已知的模塑方法,包括热成形、反应注射模塑、注射模塑、滚塑、吹塑、压缩模塑和类似者。可以通过在电极板的堆叠的一部分或全部周围注射模塑所述膜片来形成所述膜片。在膜片是在板的堆叠的一部分周围形成的情况下,其可以在电极板或电极板和隔膜的边缘周围形成。
密封的堆叠可以放置于壳套(例如,外壳)中以保护所形成的电池。可选地,所述膜片与在堆叠的末端处的在单极板上面的保护盖层相结合可以用作电池的壳套(例如,外壳)。单极板可以具有附接到或结合到与阳极或阴极相对的表面的适当的保护盖。所述盖可以是与膜片相同的材料或者是可以粘合结合到或熔融结合到所述膜片并且可以具有在针对所述膜片叙述的范围内的厚度的材料。如果附着到板的末端,那么可以使用任何机械附接件来附着所述盖,包括具有重叠部分的柱。可以通过在电极板的堆叠和/或单极板的相对侧周围模塑膜片而形成所述壳套。
本公开的电池组件包括或可以没有一个或多个端子盖。所述一个或多个端子盖可以用作盖。所述一个或多个端子盖可以与膜片、外壳、端板或其任何组合分离或者是膜片、外壳、端板或其任何组合。端子盖的任何特征可以是端板、膜片、外壳或其组合的部分。举例来说,所述一个或多个端子盖可以是膜片的一部分,所述部分覆盖电池板的堆叠的一侧。作为另一个实例,端子盖可以与膜片的一部分相邻地定位,所述部分覆盖电池板的堆叠的一侧。并且另外,所述端子盖可以与端板集成,使得所述端板。所述一个或多个端子盖可以用作盖子以允许处理和/或密封电池组件。所述一个或多个端子盖可以抵抗外部机械力,诸如振动力、撞击力和/或拉力。所述一个或多个端子盖可以提供对多个电极板、电流导体或其组合的加强。所述一个或多个端子盖可以为一个或多个端子提供结构支撑和/或保护壳体。所述一个或多个盖可以与一个或多个电化学电池单元、壳套、膜片或其组合相邻地定位。所述一个或多个端子盖可以与一个或多个端板、单极板、双极板、隔膜或其组合相邻地并且垂直地定位。所述一个或多个端子盖可以用作电池组件的盖。所述一个或多个端子盖可以具有适合于密封电池组件的外表面的宽度和/或长度。举例来说,宽度可以约等于或大于电极板的堆叠的宽度。宽度可以被认为是大体上垂直于穿过组件的一个或多个横向通道的轴线。宽度可以约等于或大于电极板的堆叠的长度。长度可以等于与穿过组件的一个或多个横向通道的轴线平行的、电极板的堆叠的直线距离。所述一个或多个端子盖可以永久地或可移除地附着到电池组件。所述一个或多个端子盖可以包覆模塑在电池组件周围。举例来说,端子盖可以是膜片或外壳的施加在外围边缘和突出的电流导体上面的一部分。作为另一个实例,所述端子盖可以是与膜片、外壳或两者分离的部件。所述一个或多个端子盖可以通过一种或多种粘合材料、机械紧固件、结合方法、摩擦配合或其组合来附着。粘合材料可以包括一种或多种合适的胶水。一个或多个机械紧固件可以包括一个或多个螺纹紧固件(螺钉、螺栓、双头螺栓、螺母、类似者或组合);铆钉、棘轮夹具、卡扣连接件、带子或其组合。一种或多种结合方法可以包括熔融结合、热熔焊、溶剂焊接、RF焊接、类似者或其组合。所述一个或多个端子盖可以包括在周界周围的密封件。所述密封件可以是橡胶垫圈。密封件还可以位于端子盖的一个或多个开口和/或排放孔周围或之内。所述一个或多个端子盖可以包括一个或多个加强结构、开口、排放孔处理特征、凸起表面、密封件、偏置装置、汇流条、电流导管或其任何组合。
所述一个或多个端子盖可以包括一个或多个加强结构。所述一个或多个加强结构可以用于在物理上支撑和加强端子盖。所述一个或多个加强结构可以提供抵抗外部机械力(诸如振动力、拉力和撞击力)的结构稳定性。所述一个或多个加强结构可以类似于一个或多个端板的内部加强。所述加强结构可以具有任何尺寸、形状和/或配置以提供所要特征的任何组合。所述加强结构可以吸收和或分散外部机械力以防止对电池组件的内部(诸如电极板、隔膜和/或电化学电池单元)的损坏。所述加强结构可以吸收、分散或偏转端子盖的表面上的外部机械力。所述分散在所述盖上可以是相对均一的。通过分散、吸收或偏转外部机械力,所述盖可以抵抗对电化学电池单元的一个或多个部分的损坏。所述加强结构可以分散在端子盖的表面上、局限于盖的表面的多个区域中,或两者。所述加强结构可以包括一个或多个加强结构,诸如单个加强结构或多个加强结构。示例性加强结构可以包括一个或多个肋状物结构、一个或多个隔室、一个或多个插入物、一个或多个开口、一个或多个角板、一个或多个垫圈、一个或多个凸块、一个或多个部分凸块、一个或多个附接机构、类似者或其任何组合。所述加强结构可以包括用于对端板提供加强的一种或多种增强材料。示例性增强材料可以包括添加剂,诸如纤维、复合材料、类似者或两者。加强结构的肋状物结构可以类似于内部加强结构的肋状物结构。
所述一个或多个加强结构可以包括一个或多个钻孔。所述一个或多个钻孔可以用于收纳一个或多个安装部件以将端子盖固定到电池组件。所述一个或多个钻孔可以是盲钻孔、部分钻孔、贯通钻孔或其组合。所述一个或多个钻孔可以是加强结构或变形消除特征的部分,诸如美国专利No.6,303,247中描述的那些,所述专利出于所有目的通过引用整体并入本文中。
所述一个或多个端子盖可以包括一个或多个凸起表面。所述一个或多个凸起表面可以位于端子盖的外围周围。所述一个或多个凸起表面提供了端子盖与电极板的堆叠和/或膜片的有效密封。所述一个或多个凸起表面可以允许端子盖的内部部分具有比外部外围小的厚度。在端子盖与电池组件组装时,所述凸起表面可以部分地环绕电池组件。所述凸起表面可以包括一个或多个密封件和/或上面附接有一个或多个密封件。
所述一个或多个端子盖可以包括一个或多个开口。所述一个或多个开口可以包括一个或多个端子开口。所述一个或多个开口可以具有与如前文所论述的一个或多个电极板、隔膜或两者的开口类似的特征。所述一个或多个开口可以用于允许一个或多个端子暴露并可从电池组件的外部接近。所述一个或多个开口可以具有位于其中的一个或多个端子、端子保持器、汇流条的一部分或其任何组合。举例来说,所述一个或多个端子开口可以包括端子保持器与从中穿过的端子。所述一个或多个端子开口可以与一个或多个端子开口、端子保持器、端子或其任何组合同心。所述一个或多个开口可以具有位于其中或与之相邻的一个或多个凸块、插入物、凸起表面或其组合。所述一个或多个凸块、插入物、凸起表面或其组合可以环绕一个或多个开口、环绕一个或多个端子、从端子板的表面凸出,或其组合。所述一个或多个凸块、插入物和/或凸块可以为一个或多个端子提供保护壳体。所述一个或多个凸块、插入物和/或凸块可以用一个或多个加强结构来加强。所述一个或多个加强结构可以类似于本文中论述的加强结构。所述一个或多个加强结构可以包括多个肋状物、边条、角板、垫板、类似者或其组合。所述一个或多个加强结构可以包括一个或多个内部材料加强。所述一个或多个内部材料加强可以包括如前文所论述的一种或多种加强材料,诸如本领域中已知的填料。在所述一个或多个端子开口中可以包括或没有一个或多个密封件。所述一个或多个密封件可以用于防止电解质、气体或两者从电池组件的内部内漏出到外部。所述一个或多个密封件可以用于帮助将一个或多个端子保持在端子开口内、将一个或多个端子保持器保持在端子开口内、提供对端子的额外加强或其任何组合。所述一个或多个密封件可以位于端子保持器的至少一部分或整个外围周围、位于端子开口的一部分内或沿着端子开口的整个长度定位,或其任何组合。所述一个或多个密封件可以包括适合于在端子与端子开口之间、在端子保持器与端子开口之间或两者进行密封的任何材料。所述一个或多个密封件可以是任何合适的垫圈。举例来说,所述一个或多个密封件可以是可变形的扁平板片或O形环以促进液体密封。还可以通过沿着端子盖的开口的表面将端子保持器、端子或两者熔融结合到端子盖的表面来形成所述一个或多个密封件。
所述一个或多个端子盖可以包括一个或多个搬运特征。所述一个或多个搬运特征可以用于允许电池组件被一个人、多个人、机器(诸如材料搬运机器人)或其组合容易地搬运。所述一个或多个搬运特征可以整体地形成到端子盖中、附着到端子盖,或两者。所述一个或多个搬运特征可以包括一个或多个条带、把手、放手的开口、凹痕、类似者或其组合。
电池组件可以能够在抽取内部真空时或之后耐受内部压力,并且归因于来自一个或多个端板的加强而不会发生变形、卷曲、泄漏或破裂。在抽取内部真空时或之后、在用电解质填充之前和/或在操作电池组件之前的内部压力可以包括约5psi或更大、约10psi或更大或甚至约15psi或更大的抽空。在抽取内部真空时或之后、在用电解质填充之前和/或在操作电池组件之前的内部压力可以包括约30psi或更小、约25psi或更小或甚至约20psi或更小的抽空。电池组件可以能够在操作期间耐受约10psi或更大、约20psi或更大、约50psi或更大和约100psi或更小的内部压力,而不会归因于所述内部压力发生泄漏或卷曲。所述组件可以能够在操作期间耐受约6psi至约10psi的内部压力。所述组件可以提供约每千克34瓦时、约每千克40瓦时或约每千克50瓦时的能量密度。本发明的组件可以产生所要的任何电压,诸如6、12、24、48或96伏。所述电压可以较高,但是约200伏是实际的上限。
本公开的电池组件可以包括在美国公开No.2014/0349147、No.2015/0140376、No.2016/0197373、No.2017/0077545中描述的任何特征,所述公开通过引用整体并入本文中。
说明性实施方案
提供以下对图式的描述以说明本文中的教导,但所述描述不意欲限制所述教导的范围。任一幅图中的特征可以在另一幅图使用。
图1示出端板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凸出的多个肋状物14。所述多个肋状物14包括在端板10的外围周围的外加强肋状物16。所述多个肋状物14包括多个纬向肋状物18和纵向肋状物20。纬向肋状物18基本上垂直于纵向肋状物20。所述多个肋状物14形成多个隔室22,所述多个隔室使肋状物14之间的基部15暴露。端板10包括多个开口24。多个开口24包括多个外围开口26。每个外围开口26被从端板10的基部15凸出的凸起凸块27至少部分地环绕。外围开口26是在外加强肋状物16与纬向和/或纵向肋状物18、20之间。所述多个开口24还包括多个内部开口28。所述内部开口28安置在形成于多个肋状物14之间的隔室22中。内部开口28延伸穿过基部15。所述多个开口24包括多个通道开口30。每个通道开口30被从端板10的基部15凸出的插入物32部分地环绕。
图2展示在电极板50的堆叠的边缘周围施加膜片52。两个端板10位于电极板50的堆叠的相对的末端54处。所述两个端板10包括第一端板56,所述第一端板位于电极板50的堆叠的与第二端板58相对的末端54处。每个端板10包括基部15,多个肋状物14从所述基部凸出以形成内部加强结构12。框架60安置在电极板50周围。隔膜62夹在单独的电极板50之间。用于隔膜的框架64安置在每个隔膜62周围。用于隔膜的框架64是在用于电极板50的框架60之间。使用热源66和压力源68将膜片52施加于框架60、64以将膜片52密封到电极板50的堆叠和框架60、64的边缘。
图3展示电极板50的部分分解堆叠。展示了端板10,所述端板是第一端板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被从端板10的基部15凸出的凸起插入物32部分地环绕。单极板68与第一端板10、56相邻。单极板68包括基板69和框架60。框架60在基板69的外围周围形成凸起边缘。单极板68包括在基板69中的多个通道开口70。每个通道开口70被从单极板68的基板69凸出的凸起插入物72部分地环绕。隔膜62与单极板68相邻。隔膜62包括框架64。框架64在隔膜62的外围周围形成凸起边缘。隔膜62还包括位于内部中并且与框架64相邻的玻璃垫74。所述隔膜还包括多个通道开口76。每个通道开口76被从隔膜64凸出的凸起插入物78部分地环绕。双极板80与隔膜64相邻。双极板80包括基板69和框架60。框架60在双极板80的基板60的外围周围形成凸起边缘。双极板80包括多个通道开口84。每个通道开口84被从双极板80的基板60凸出的凸起插入物86部分地环绕。凸起插入物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的堆叠和相对的端板56、58的一个或多个横向通道88。如US2014/0349147中所公开,所述横向通道88中的一者或多者可以收纳一个或多个柱96(未图示),使得一个或多个柱96(未图示)延伸穿过横向通道88中的一者或多者。
图4示出贯穿两个外围开口26沿着如图1中所示的平面A-A截取的端板10的剖面图。端板10附着到电极板50,所述电极板是单极板68,诸如在端板10组装在电极板50的堆叠的一端处时(未图示)。端板10包括在基部15的外围周围的凹入边缘13。凹入边缘13是在基部15的与多个肋状物14相对的表面上。凹入边缘13收纳单极板68的框架60。单极板68包括基板69和阳极92。阳极92沉积在基板60的与面向端板10的表面相对的表面上。端板10包括多个外围开口26。所述外围开口26中的每一者与外加强肋状物16相邻定位并且被凸起凸块27部分地环绕。螺纹紧固件34延伸穿过每个外围开口26。所述螺纹紧固件34收纳在嵌入于单极板68的基板69中的螺母36内。螺纹紧固件34与螺母36协作以在端板10的外围周围将端板10固定到单极板68。
图5示出贯穿多个内部开口28沿着图1中的平面B-B截取的端板10的剖面图。端板10附着到单极板68,诸如在组装到电极板50的堆叠时(未图示)。单极板68包括基板69和阳极92。阳极92沉积在基板60的与面向端板10的表面相对的表面上。端板10包括多个内部开口28。每个内部开口28位于电池单元22中的单独的肋状物14之间。内部开口28延伸穿过基部15。多个热熔柱38从单极板68的表面69凸出并穿过内部开口28。热熔柱38形成为从单极板68突出的凸块39。凸块39收纳于内部开口28内。凸块39因热而变形以在热熔柱38上形成头部40。热熔柱38将单极板68与端板10互锁。
图6展示贯穿由通道开口30形成的横向通道88沿着由线C-C展示的平面截取的剖面图。展示了单极板68,所述单极板具有基板69和阴极94,其中在基板69的末端上具有框架60。在每一端上具有框架64的隔膜62与单极板68上的阴极94相邻。双极板80与隔膜62相邻。双极板80包括沉积在基板69上的阳极92,所述阳极与隔膜62相邻。基板69包括沉积在与阳极92相反的表面上的阴极94。双极板80包括在每一端上的框架60。在此视图中,存在如所描述般布置的多个双极板80。隔膜62位于双极板80之间。单极板68处于堆叠的相对末端处,所述单极板具有基板69以及面向相邻隔膜62的阳极92,所述基板具有如此视图中所示在末端处的框架60。电极板50的堆叠形成电化学电池单元,其中隔膜62位于所述电池单元中。还展示了横向通道88。柱96安置在横向通道88内。柱96包括形成于每一端处的重叠部分98,所述重叠部分密封横向通道88。
图7示出电池组件2。电池组件2包括位于电极板50的堆叠的末端处的端板10。膜片52环绕电极板50的堆叠。端子盖100与端板10和电极板50的堆叠相邻。端子盖100大体上垂直于端板10与电极板50的堆叠。端子盖100包括多个端子开口102。多个端子开口102可以大体上平行于延伸穿过电池组件2的一个或多个横向通道88的方向。多个开口102中的至少一些开口被凸起边缘104包围。用多个角板106来加强凸起边缘104。多个角板106位于凸起边缘104周围。多个角板106将端子盖的面向外的表面108连接到凸起边缘104和/或从端子盖的面向外的表面108延伸到凸起边缘104。端子盖100包括多个钻孔118。端子112延伸穿过每个单独的开口100。
图8示出移除了端子盖100的电池组件2。多个汇流条114固定到电池组件2的表面上。汇流条114与电极板50的堆叠内的阳极92(未图示)、阴极94(未图示)和/或电流导管130(未图示)电连通。端子112附着到汇流条114中的每一者。端子112采取螺纹柱的形式。每个端子112经由端子保持器116附着到汇流条。
图9示出端子盖100的面向外的表面108。图10示出沿着截面D-D截取的端子盖100的截面图。端子盖100包括多个端子开口102。在至少两个开口102周围有凸起边缘104。凸起边缘104从所述面向外的表面108凸出。多个角板106环绕凸起边缘104和开口102。端子盖100包括多个部分钻孔118。部分钻孔118仅部分地延伸到端子盖100中。
图11示出端子盖100的面向内的表面106。图12示出沿着截面E-E(如图9中所示)截取的端子盖100的截面图。汇流条114附着到面向内的表面106。汇流条114各自包括端子孔120。每个汇流条114的端子孔120与端子开口102(如图9和图10中所示)对准(即,同心)。
图13A至图13C示出汇流条114与端子112组件。汇流条114具有L形形状。具体地说,汇流条114包括垂直于第二支腿138的第一支腿136。汇流条114包括端子孔120。汇流条114能够经由端子112从电池组件2(未图示)的内部传输电流。端子112包括端子柱122。端子柱122经由端子保持器116固定到汇流条114。
图14示出端板10的内部加强12结构。所述内部加强结构12位于端板10的第一外表面124上。所述内部加强结构12包括多个肋状物14。外加强肋状物16在端板10的外围周围延伸。端板10包括多个开口24。开口24包括在其外围周围的凸起凸块27。凸起凸块27连接到所述多个肋状物14中的一些。端板10包括外围表面128。
图15示出端板10的透视图。所述端板包括第二外表面126,所述第二外表面与第一外表面124(诸如图14中所示)相对。第二外表面126是基本上平面的。多个开口24穿过第二外表面126。所述开口包括在其外围周围的凸起凸块27,所述凸起凸块从第二外表面126凸出。所述开口24中的一者与排放孔140连通。电流导体130附着到端板10。电流导体130包括从端板10的外围表面128凸出的凸片部分132。当端板10是电池组件2的部分时,凸片部分132与端子112(未图示)中的一者电连接。可以通过与汇流条114(未图示)接触而形成接触。电流导体130进入端板10的内部中。电流导体130与连接垫134电连通。连接垫134位于端板10的第二外表面126上。第二外表面126面向电极板50的堆叠。
图16示出端板10的连接垫134。连接垫134具有大体J形形状。所述连接垫位于端板10的多个开口24之间。
图17示出端板10的多个连接垫134。电流导体130在端板10的内部内延伸。电流导体130具有大体L形形状。电流导体130包括从端板10的外围表面128凸出的凸片部分132。多个连接垫134位于端板10的第二外表面126上。连接垫134沿着电流导体130的长度在不同部分处与电流导体130电连接。
在以上申请中叙述的任何数值包括按一个单位递增的从下限值至上限值的所有值,条件是任何较低值与任何较高值之间相隔至少2个单位。这些值只是特别想要的值的实例,并且所列举的下限值与上限值之间的数值的所有可能组合将被认为是在本申请中以类似方式明确地陈述。除非另有所述,否则所有范围包括两个端点以及所述端点之间的所有数字。用于描述组合的术语“基本上由……组成”将包括所识别的元件、成分、部件或步骤,以及并未实质上影响所述组合的基本特性和新颖特性的此类其他元件、成分、部件或步骤。在本文中使用术语“包括”或“包含”来描述元件、成分、部件或步骤的组合还涵盖基本上由元件、成分、部件或步骤组成的实施方案。复数个元件、成分、部件或步骤可以由单个集成元件、成分、部件或步骤提供。可选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成单独的复数个元件、成分、部件或步骤。用于描述元件、成分、部件或步骤的“一”或“一个”的公开不意欲排除额外的元件、成分、部件或步骤。
Claims (10)
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一个以上堆叠,所述多个电极板包括一个或一个以上双极板,所述一个或一个以上双极板具有在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极的基板;
b)两个或两个以上端板,所述两个或两个以上端板位于所述多个电极板的一个或一个以上堆叠的相对端处;
c)两个或两个以上电流导体,其中所述两个或两个以上电流导体中的每个单独的电流导体附着到所述两个或两个以上端板中的单独的端板上;
d)隔膜和电解质,所述隔膜和电解质位于所述一个或一个以上堆叠的相邻对电极板的之间;
e)一个或一个以上端子盖,所述一个或一个以上端子盖与所述多个电极板相邻地定位;
f)两个或两个以上端子,所述两个或两个以上端子中的每个端子与所述两个或两个以上电流导体中的单独的电流导体分离并电连通,并且所述两个或两个以上端子被配置成将电流从所述电池组件传输到外部负载;
g)两个或两个以上汇流条,所述两个或两个以上汇流条包含一种或一种以上导电材料;其中
所述两个或两个以上汇流条位于所述一个或一个以上端子盖与所述多个电极板的一个或一个以上堆叠之间;
其中所述两个或两个以上汇流条中的每一个与所述两个或两个以上端子中的单独的端子电连通,所述两个或两个以上汇流条中的每一个基本平行于所述多个电极板的一个或一个以上外围边缘,并且横越所述多个电极板中的至少一些电极板的一个或一个以上外围边缘;
其中所述两个或两个以上端子中的每一个穿过所述两个或两个以上汇流条中的相应汇流条,或与所述两个或两个以上汇流条中的相应汇流条接触,或穿过所述两个或两个以上汇流条中的相应汇流条并且与所述两个或两个以上汇流条中的相应汇流条接触;
其中所述两个或两个以上端子穿过所述一个或一个以上端子盖,使得所述两个或两个以上端子暴露在所述电池组件的外部;
其中所述两个或两个以上电流导体中的每一个与所述两个或两个以上汇流条中的相应汇流条物理接触和电连通,以形成与所述单独的端子的电连通;
其中所述一个或一个以上端子盖包括一个或一个以上开口;
其中所述两个或两个以上端子经由所述一个或一个以上开口中的至少一个开口从所述电池组件的内部到达所述电池组件的外部;并且
其中所述一个或一个以上端子盖的一个或一个以上开口是通过一个或一个以上加强结构来加强。
2.如权利要求1所述的电池组件,其中所述一个或一个以上端子盖附接到所述电池组件的多个电极板中的一个或一个以上电极板、膜片、两个或两个以上端板、外壳或其任何组合的一个或一个以上外围边缘或者是所述一个或一个以上外围边缘的部分。
3.如权利要求1所述的电池组件,其中所述两个或两个以上端子包括一个或一个以上机械紧固件、柱、凹穴或其组合;并且
其中所述两个或两个以上端子包含一种或一种以上导电材料。
4.如权利要求3所述的电池组件,其中所述两个或两个以上端子包括一个或一个以上柱;并且
其中所述一个或一个以上柱包括一个或一个以上SAE柱、JIS柱、L端子或其组合。
5.如权利要求1所述的电池组件,其中所述两个或两个以上汇流条附着到所述一个或一个以上端子盖、膜片、外壳、所述多个电极板的一个或一个以上堆叠、所述隔膜或其任何组合。
6.如权利要求1所述的电池组件,其中所述两个或两个以上汇流条是模制到所述一个或一个以上端子盖中。
7.如权利要求1所述的电池组件,其中所述两个或两个以上端板具有位于面朝所述多个电极板的一个或一个以上堆叠的表面上的一个或一个以上连接垫、一个或一个以上集电器或两者,并且其中所述一个或一个以上连接垫、所述一个或一个以上集电器或两者与所述两个或两个以上电流导体电连通;以及
其中所述两个或两个以上端板包括第一单极板、第二单极板、与所述第一单极板相邻的端板、与所述第二单极板相邻的端板,或其任何组合。
8.如权利要求7所述的电池组件,其中所述两个或两个以上端板包括所述一个或一个以上连接垫,并且其中所述一个或一个以上连接垫包括多个连接垫。
9.如权利要求7所述的电池组件,其中所述两个或两个以上端板包括所述一个或一个以上连接垫,并且其中所述一个或一个以上连接垫在一个或一个以上单极板、所述两个或两个以上端板或两者的表面上形成直线、J形形状、L形形状、T形形状或其组合。
10.如权利要求1所述的电池组件,其中所述多个电极板的一个或一个以上堆叠被组装到多个电化学电池单元中;
其中一个或一个以上开口位于所述两个或两个以上端板、所述一个或一个以上双极板、两个或两个以上的单极板、所述隔膜或其任何组合中的每一者中,使得所述开口在横向方向上彼此对准以形成被集成到所述电池组件中的一个或一个以上通道;以及
其中所述一个或一个以上开口包括模制到其中的一个或一个以上插入物,所述一个或一个以上插入物互锁以密封所述一个或一个以上通道。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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