CN111740141A

CN111740141A - 双极性蓄电池

Info

Publication number: CN111740141A
Application number: CN202010428909.2A
Authority: CN
Inventors: 钟发平; 周旺发; 匡德志; 柳立新; 宋婷
Original assignee: Hunan Copower EV Battery Co Ltd
Current assignee: NATIONAL ENGINEERING RESEARCH OF ADVANCED ENERGY STORAGE MATERIALS
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-10-02

Abstract

本发明提供了一种双极性蓄电池，负极单极性极板、若干个双极性极板、正极单极性极板以正极物质层、负极物质层相正对的方式自上而下依次叠放在一起，相邻两个双极性极板之间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板之间分别设置隔膜，双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的金属隔离物分别被密闭包裹在第一密封层内，双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的四周边缘分别被密闭包裹在第二密封层内，正极单极性极板、正极端板、正极面板依次焊接在一起，负极单极性极板、负极端板、负极面板依次焊接在一起，正极面板与负极面板相紧固在一起。本发明蓄电池，结构简单，密封性好。

Description

双极性蓄电池

技术领域

本发明涉及一种双极性蓄电池。

背景技术

蓄电池在诸多领域均有广泛使用，在纯电动汽车、混合动力汽车、特种装备等领域，需要比能量、比功率高动力电池，双极性电极结构的蓄电池在此方面具有明显的优点。但是，如果是车辆使用的话，必须提高电池的耐漏液性才能满足实际使用的需求。而现有技术中的双极性蓄电池中，随着双极性蓄电池的使用，因使用过程中的温度变化、震动、树脂老化等原因产生密封性下降，电解液会沿集流体表面移动、慢慢从集流体与密封层的细小间隙中渗出，即所谓的“爬碱”现象，导致蓄电池性能下降或发生安全事故。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、密封性较好、电池使用寿命较长的双极性蓄电池。

本发明通过以下方案实现：

一种双极性蓄电池，包括若干块双极性极板、正极单极性极板、负极单极性极板、正极端板、负极端板、正极面板和负极面板，所述双极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有正极物质层且该面周边为空白部分，所述集流体的另一面与正极物质层相正对的位置涂覆有负极物质层且该面周边为空白部分，所述负极物质层的尺寸大于正极物质层的尺寸；所述正极单极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有正极物质层且该面周边为空白部分；所述负极单极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有负极物质层且该面周边为空白部分；所述双极性极板两面的四周空白部分、正极单极性极板的正极物质层所在一面的四周空白部分和负极单极性极板的负极物质层所在一面的四周空白部分分别焊接有至少一层金属隔离物，且金属隔离物分别与相对应的正极物质层或负极物质层(即：对于正极物质层所在一面而言，则为金属隔离物与正极物质层之间相隔一定距离；对于负极物质层所在一面而言，则为金属隔离物与负极物质层之间相隔一定距离)、集流体边缘之间相隔一定距离；负极单极性极板、若干个双极性极板、正极单极性极板以正极物质层、负极物质层相正对的方式自上而下依次叠放在一起，相邻两个双极性极板之间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板之间分别设置有隔膜且隔膜完全覆盖住相对应的正极物质层、负极物质层，所述双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的金属隔离物分别被密闭包裹在第一密封层内且第一密封层相密闭连接为一体，所述双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的四周边缘分别被密闭包裹在第二密封层内且第二密封层相密闭连接为一体，所述第二密封层与第一密封层相紧邻在一起，所述正极端板、负极端板分别与正极单极性极板、负极单极性极板相对应面接触焊接在一起，所述正极面板、负极面板分别与正极端板、负极端板相对应面接触焊接在一起，所述正极面板与负极面板相紧固在一起，相邻两个双极性极板形成的空间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板形成的空间内分别注有电解液。一般情况下，正极面板的朝外一面上设置有正极极柱，负极面板的朝外一面上设置有负极极柱。

进一步地，所述金属隔离物优选为条状、带状或丝状，也可以为其他形状。

进一步地，所述金属隔离物的表面为光滑平面、曲面、折面或粗糙面。

进一步地，所述金属隔离物的材质为纯镍或镀镍。

进一步地，所述第一密封层的制作材料为耐腐蚀性强的树脂如改性PPE树脂、PPS树脂等，所述第二密封层的制作材料为耐腐蚀性强且导热性好的树脂如PP树脂、改性PPE树脂等，第一密封层与第二密封层的制作材料可相同，也可不同。

进一步地，所述正极面板与正极端板之间或/和负极面板与负极端板之间设置有垫片。

进一步地，所述集流体为镍箔、铜箔、铝箔或镀镍钢板，其厚度一般选择为5～50μm。

本发明的双极性蓄电池的负极端位于上方，所述双极性蓄电池的正极端位于下方。这样的设计，是根据电解液会向负极移动的特性而确定的，由于重力作用可抵销电解液向上移动的电化学力作用，从而提高电池的使用寿命。

本发明的双极性蓄电池，结构简单，通过在双极性极板、正极单极性极板、负极单极性极板上设置金属隔离物，从而提高整个电池的密封性，同时也提高第一密封层的强度，避免电池后续爬碱等问题的出现，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为实施例1中双极性蓄电池的结构示意图；

图2为实施例1中相邻两个双极性极板的位置示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

实施例1

一种双极性蓄电池，如图1所示，包括若干块双极性极板1、正极单极性极板2、负极单极性极板3、正极端板4、负极端板5、正极面板6和负极面板7，如图2所示，双极性极板1包括集流体8，集流体8的一面涂覆有正极物质层9且该面周边为空白部分10，集流体8的另一面与正极物质层9相正对的位置涂覆有负极物质层11且该面周边为空白部分10，负极物质层11的尺寸大于正极物质层9的尺寸；正极单极性极板2包括集流体8，集流体8的一面涂覆有正极物质层9且该面周边为空白部分10；负极单极性极板3包括集流体8，集流体8的一面涂覆有负极物质层11且该面周边为空白部分10；集流体8为厚度为20μm的镍箔；双极性极板1两面的四周空白部分、正极单极性极板2的正极物质层所在一面的四周空白部分和负极单极性极板3的负极物质层所在一面的四周空白部分分别焊接有一层带状的且表面为光滑平面的金属隔离物12，且金属隔离物12分别与相对应的正极物质层9或负极物质层11、集流体8边缘之间相隔一定距离，金属隔离物12的材质为纯镍；负极单极性极板3、若干个双极性极板1、正极单极性极板2以正极物质层、负极物质层相正对的方式自上而下依次叠放在一起，相邻两个双极性极板1之间及双极性极板1与正极单极性极板2、负极单极性极板3之间分别设置有隔膜13且隔膜13完全覆盖住相对应的正极物质层9、负极物质层11，双极性极板1、正极单极性极板2和负极单极性极板3的金属隔离物12分别被密闭包裹在第一密封层14内且第一密封层14相密闭连接为一体，双极性极板1、正极单极性极板2和负极单极性极板3的四周边缘分别被密闭包裹在第二密封层15内且第二密封层15相密闭连接为一体，第二密封层15与第一密封层14相紧邻在一起，第一密封层14和第二密封层15的制作材料均为改性PPE树脂，正极端板4、负极端板5分别与正极单极性极板2、负极单极性极板3相对应面接触焊接在一起，正极面板6、负极面板7分别与正极端板4、负极端板5相对应面接触焊接在一起，正极面板6上设置有正极极柱(图中未示意出正极极柱)，负极面板7上设置有负极极柱(图中未示意出负极极柱)，正极面板6与正极端板4之间、负极面板7与负极端板5之间均设置有垫片16，正极面板6与负极面板7的四角通过螺杆17相紧固在一起，使得负极端板5、负极单极性极板3、若干块双极性极板1、正极单极性极板2、正极端板4依次压紧在一起；相邻两个双极性极板1形成的空间及双极性极板1与正极单极性极板2、负极单极性极板3形成的空间内分别注有电解液，双极性蓄电池的负极端位于上方，双极性蓄电池的正极端位于下方。

实施例1的双极性蓄电池按以下步骤进行制作：

1、配制好正极浆料、负极浆料，在集流体的一面以周边留有空白部分的方式涂覆上正极浆料并烘干形成正极物质层，经压片——分切制得正极单电极极板；在集流体的一面以周边留有空白部分的方式涂覆上负极浆料并烘干形成负极物质层，经压片——分切制得负极单电极极板；在集流体的一面以周边留有空白部分的方式涂覆上正极浆料并烘干形成正极物质层，在集流体另一面与正极物质层相正对的位置以周边留有空白部分的方式涂覆上负极浆料并烘干形成负极物质层，负极物质层的尺寸按大于正极物质层的尺寸进行控制，经压片——分切制得双电极极板；

2、在双极性极板两面的四周空白部分、正极单极性极板的正极物质层所在一面的四周空白部分和负极单极性极板的负极物质层所在一面的四周空白部分以与相对应的正极物质层或负极物质层、集流体边缘之间相隔一定距离的方式分别焊接上一层金属隔离物；

3、将负极单极性极板、若干个双极性极板、正极单极性极板以正极物质层、负极物质层相正对的方式自上而下依次叠放在一起，在相邻两个双极性极板之间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板之间分别设置隔膜，使得隔膜完全覆盖住相对应的正极物质层、负极物质层，在双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的金属隔离物所在位置采用模具固定注入的方式将耐腐蚀性强的树脂浇注形成第一密封层，使得第一密封层密闭包裹住金属隔离物且第一密封层上下相密闭连接为一体，在双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的四周边缘采用模具固定注入的方式将耐腐蚀性强且导热性好的树脂浇注形成第二密封层，使得第二密封层密闭包裹住双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的四周边缘且第二密封层上下相密闭连接为一体，并使得第二密封层与第一密封层相紧邻在一起；

4、将正极端板、负极端板分别与正极单极性极板、负极单极性极板相对应面接触焊接在一起，将正极面板、负极面板分别与正极端板、负极端板相对应面接触焊接在一起，将正极面板与负极面板的四角通过螺杆相紧固在一起，使得负极端板、负极单极性极板、若干块双极性极板、正极单极性极板、正极端板依次压紧在一起；往相邻两个双极性极板形成的空间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板形成的空间分别注入电解液。

实施例2

一种双极性蓄电池，其结构与实施例1的双极性蓄电池的结构基本相同，其不同之处在于：集流体为厚度为10μm的镀镍钢板；金属隔离物的层数为两层，金属隔离物为丝状，其表面为粗糙面，其材质为镀镍；第一密封层的制作材料为PPS树脂，第二密封层的制作材料为PP树脂。

Claims

1.一种双极性蓄电池，其特征在于：包括若干块双极性极板、正极单极性极板、负极单极性极板、正极端板、负极端板、正极面板和负极面板，所述双极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有正极物质层且该面周边为空白部分，所述集流体的另一面与正极物质层相正对的位置涂覆有负极物质层且该面周边为空白部分，所述负极物质层的尺寸大于正极物质层的尺寸；所述正极单极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有正极物质层且该面周边为空白部分；所述负极单极性极板包括集流体，所述集流体的一面涂覆有负极物质层且该面周边为空白部分；所述双极性极板两面的四周空白部分、正极单极性极板的正极物质层所在一面的四周空白部分和负极单极性极板的负极物质层所在一面的四周空白部分分别焊接有至少一层金属隔离物，且金属隔离物分别与相对应的正极物质层或负极物质层、集流体边缘之间相隔一定距离；负极单极性极板、若干个双极性极板、正极单极性极板以正极物质层、负极物质层相正对的方式自上而下依次叠放在一起，相邻两个双极性极板之间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板之间分别设置有隔膜且隔膜完全覆盖住相对应的正极物质层、负极物质层，所述双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的金属隔离物分别被密闭包裹在第一密封层内且第一密封层相密闭连接为一体，所述双极性极板、正极单极性极板和负极单极性极板的四周边缘分别被密闭包裹在第二密封层内且第二密封层相密闭连接为一体，所述第二密封层与第一密封层相紧邻在一起，所述正极端板、负极端板分别与正极单极性极板、负极单极性极板相对应面接触焊接在一起，所述正极面板、负极面板分别与正极端板、负极端板相对应面接触焊接在一起，所述正极面板与负极面板相紧固在一起，相邻两个双极性极板形成的空间及双极性极板与正极单极性极板、负极单极性极板形成的空间内分别注有电解液。

2.如权利要求1所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述金属隔离物为条状、带状或丝状。

3.如权利要求2所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述金属隔离物的表面为光滑平面、曲面、折面或粗糙面。

4.如权利要求3所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述金属隔离物的材质为纯镍或镀镍。

5.如权利要求1所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述第一密封层的制作材料为耐腐蚀性强的树脂，所述第二密封层的制作材料为耐腐蚀性强且导热性好的树脂。

6.如权利要求1～5任一所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述正极面板与正极端板之间或/和负极面板与负极端板之间设置有垫片。

7.如权利要求1～5任一所述的双极性蓄电池，其特征在于：所述集流体为镍箔、铜箔、铝箔或镀镍钢板。