CN112886144A - 一种分隔膜、电池组合及用电设备 - Google Patents

一种分隔膜、电池组合及用电设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112886144A
CN112886144A CN201911208846.3A CN201911208846A CN112886144A CN 112886144 A CN112886144 A CN 112886144A CN 201911208846 A CN201911208846 A CN 201911208846A CN 112886144 A CN112886144 A CN 112886144A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
insulating layer
conductive
battery
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911208846.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112886144B (zh
Inventor
周伟
周慧慧
邓耀明
李阳兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201911208846.3A priority Critical patent/CN112886144B/zh
Priority to EP20892454.8A priority patent/EP4068410A4/en
Priority to PCT/CN2020/098616 priority patent/WO2021103518A1/zh
Priority to JP2022531501A priority patent/JP7430791B2/ja
Priority to KR1020227021691A priority patent/KR20220104809A/ko
Publication of CN112886144A publication Critical patent/CN112886144A/zh
Priority to US17/826,875 priority patent/US20220294083A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN112886144B publication Critical patent/CN112886144B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/477—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/595—Tapes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本申请提供了一种分隔膜、电池组合及用电设备，分隔膜包括层叠设置的导电层、第一绝缘层及第二绝缘层，其中，导电层位于第一绝缘层及第二绝缘层之间；导电层包括层叠设置且电连接的第一导电部及第二导电部；第一绝缘层为框形结构，且第一绝缘层设置在第一导电部背离第二导电部的一面；第二绝缘层为框形结构，第二绝缘层设置在第二导电部背离第一导电部的一面。在上述技术方案中，通过设置的分隔膜的第一导电部与电极组合体的一极(正极或负极)连接，第二导电部与电极组合体的一极(正极或负极)连接，通过分隔膜实现电池组合中电池的并联以及串联，从而可以简化电池组合中的电池连接，降低电池组合的体积，也相对提高了电池组合的能量密度。

Description

一种分隔膜、电池组合及用电设备
技术领域
本申请涉及到电池技术领域，尤其涉及到一种分隔膜、电池组合及用电设备。
背景技术
电池自从出现之后，给人们的生活带来了巨大的改变，从小型的便携式电子设备(例如智能手机、智能手表、平板电脑和笔记本电脑等)到大型移动设备(例如电动汽车、电动卡车和电动轮船)等都依赖于电池提供的能量而运行。而不同应用场景对电池容量电压的要求不同，单元电池通常通过串并联的方式进行工作。
例如在电动汽车、电动卡车和电动轮船中，由于这类场景需要的电量可达到几十至几百KWh，且电压往往达到几百至上千伏特，因此若干个单元电芯先通过并联达到一定容量，然后通过串联来提升电池组的总电压。
在平板电脑与笔记本电脑中，由于这类设备的工作电压为数十伏特，单元电池通过串联来实现高电压。且目前在智能手机领域，由于续航及快充的需求，也出现了并联电池(Apple8使用两块并联电池供电)和串联电池(oppo闪充技术)。
然而，目前将单元电池进行串并联的方式为使用外部电连接件将单元电池的正负极连接。例如动力电池中，使用螺栓和导电片将单元电池进行连接；数码电池中，使用外部导线将单元电池连接。这类串并联方式，往往会使整个电池组或者电池系统中封装材料和连接件所占的体积和质量比较大，从而降低整个电池组或电池系统的体积能量密度和质量能量密度，影响用电器的续航时间。
发明内容
本申请提供了一种分隔膜、电池组合及用电设备，用以方便电池组合中电池的连接，降低电池组合的体积。
第一方面，提供了一种分隔膜，分隔膜用于电池组合中的电极组合体之间的电连接及隔离，该分隔膜包括多层结构，具体包括层叠设置的导电层、第一绝缘层及第二绝缘层，所述导电层位于所述第一绝缘层及所述第二绝缘层之间；其中的导电层包括导电层包括层叠设置且电连接的第一导电部及第二导电部；所述第一绝缘层为框形结构，且所述第一绝缘层设置在所述第一导电部背离所述第二导电部的一面；所述第二绝缘层为框形结构，所述第二绝缘层设置在所述第二导电部背离所述第一导电部的一面。在上述技术方案中，通过设置的分隔膜的第一导电部与电池的一极(正极或负极)连接，第二导电部与电极组合体的一极(正极或负极)连接，通过分隔膜实现电池组合中电极组合体的并联以及串联，从而可以简化电池组合中的电极组合体连接，降低电池组合的体积，也相对提高了电池组合的能量密度。
在一个具体的可实施方案中，所述第一绝缘层的外框边沿所述第一导电部的边沿设置；
所述第二绝缘层的外框边沿所述第二导电部的边沿设置。通过外框边与导电部对应的边沿设置，使得绝缘层能够与电极组合体的边沿配合进行密封。
在一个具体的可实施方案中，所述第一绝缘层的内框边为矩形、圆形、椭圆形或异形；
所述第二绝缘层的内框边为矩形、圆形、椭圆形或异形。以用不同的形状与电极组合体的电极连接。
在一个具体的可实施方案中，所述第一导电部为铜、铝、镍、铁、碳制备而成的导电部；
所述第二导电部包所述第一导电部包括铜、铝、镍、铁、碳中的一种或多种材料；所述第二导电部包括铜、铝、镍、铁、碳中的一种或多种材。
在一个具体的可实施方案中，所述导电层还包括连接层，所述第一导电部及所述第二导电部通过所述连接层电连接。
在一个具体的可实施方案中，第一导电部及第二导电部为一体结构。在分隔膜连接的电极相同时，第一导电部及第二导电部可以采用相同的材质制备而成。
在一个具体的可实施方案中，还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层至少部分包裹所述导电层的侧壁。通过第三绝缘层包裹部分导电层的侧壁，降低漏电。
在一个具体的可实施方案中，还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层为框形结构，所述第三绝缘层套装在所述导电层并包裹所述导电层的侧壁。通过第三绝缘层将导电层的侧壁电隔离，降低与电极组合体连接时漏电的风险。
在一个具体的可实施方案中，所述第三绝缘层与所述第一绝缘层及所述第二绝缘层为一体结构。降低与电极组合体连接时漏电的风险。
在一个具体的可实施方案中，还包括第三导电部，所述第三导电部分别与所述第一导电部及所述第二导电部电连接。通过第三导电部可以作为电池组合与外部连接点。
在一个具体的可实施方案中，所述第三导电部用于与外部电路连接，或作为所述电池组合的检测点。通过第三导电部实现不同的连接方式。
在一个具体的可实施方案中，所述第三导电部用于所述电池组合的电势测量或容量均衡调节。
在一个具体的可实施方案中，第三导电部为至少两个时，设置在导电层不同的侧壁或者相同的侧壁。如三个第三导电部设置导电层相同的一个侧壁，或者分布在导电层相邻的侧壁，还可以分布在导电层其他的任意侧壁。第三导电部外延到电池组合外，方便与外部电路连接。
在一个具体的可实施方案中，第三导电部与导电层为一体结构。提高分隔膜的导电效果。
在一个具体的可实施方案中，在所述分隔膜包含第三绝缘层时，所述第三导电部外露在所述第三绝缘层外。方便与外部电路连接。
第二方面，提供了一种电池组合，该电池组合包括封装层、N个电极组合体及N-1个上述任一项所述的分隔膜；其中，N为大于等于2的正整数；所述N-1个分隔膜将所述封装层分隔成N个密封腔室；所述N个电极组合体一一设置在所述N个密封腔室内，且每个电极组合体与相邻的分隔膜电连接；每个密封腔内填充有电解液，且所述分隔膜用于隔离相邻的密封腔室内的电解液。在上述技术方案中，通过设置的分隔膜的第一导电部与电池的一极(正极或负极)连接，第二导电部与电极组合体的一极(正极或负极)连接，通过分隔膜实现电池组合中电极组合体的并联以及串联，从而可以简化电池组合中的电极组合体连接，降低电池组合的体积，也相对提高了电池组合的能量密度。
在一个具体的可实施方案中，所述分隔膜通过所述导电层隔离相邻的密封腔室内的电解液。通过导电层隔离相邻密封腔的电解液。
在一个具体的可实施方案中，所述分隔膜通过第一绝缘层及第二绝缘层与所述封装层密封连接。通过第一绝缘层与第二绝缘层与封装层密封连接实现分隔膜与封装层的连接。
在一个具体的可实施方案中，所述分隔膜通过所述导电层及所述第三绝缘层隔离相邻的密封腔室内的电解液。通过导电层与第三绝缘层分隔成密封腔室，降低导电层的使用面积，进而降低成本。
在一个具体的可实施方案中，所述分隔膜通过所述第一绝缘层、第二绝缘层及所述第三绝缘层与所述封装层密封连接。通过第一绝缘层、第二绝缘层及第三绝缘层与封装层的密封连接，实现分隔膜与封装层密封连接。
在一个具体的可实施方案中，所述N个电极组合体通过所述N-1个所述分隔膜串联或并联。
在一个具体的可实施方案中，所述N个电极组合体通过所述N-1个所述分隔膜混联。
第三方面，提供一种用电设备，该用电设备包括壳体以及设置在所述壳体内的上述任一项所述的电池组合。在上述技术方案中，通过设置的分隔膜的第一导电部与电池的一极(正极或负极)连接，第二导电部与电极组合体的一极(正极或负极)连接，通过分隔膜实现电池组合中电极组合体的并联以及串联，从而可以简化电池组合中的电极组合体连接，降低电池组合的体积，也相对提高了电池组合的能量密度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池组合的结构示意图；
图2为图1中H-H处的剖视图；
图3为本申请实施例提供的分隔膜的层结构示意图；
图4为本申请实施例提供的分隔膜的第一面的结构示意图；
图5为图4中B-B处的剖视图；
图6为本申请实施例提供的分隔膜的第二面的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的第二种分隔膜的第一面的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的第三种分隔膜的第一面的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的第四种分隔膜的第一面的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的第五种分隔膜的结构示意图；
图11为图10中C-C处的剖视图；
图12为图10中D-D处的剖视图；
图13为本申请实施例提供的第六种分隔膜的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的第七种分隔膜的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的第八种分隔膜的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的电池串联组成电池组合的分解示意图；
图17为图16所示的电池组合的内部结构示意图；
图18为本申请示例提供的电池并联组成电池组合的分解示意图；
图19为图18所示的电池组合的内部结构示意图；
图20为本申请实施例提供的N个电池通过N-1个分隔膜串联组成的电池组合的示意图；
图21为图20所示电池组合的内部结构示意图；
图22为本申请实施例提供的N个电池通过N-1分隔膜并联组成的电池组合的示意图；
图23为图22所示电池组合的内部结构示意图；
图24为本申请实施例提供的4个电池通过3分隔膜混联组成的电池组合的示意图；
图25为本申请实施例提供的第九种分隔膜的结构示意图；
图26为本申请实施例提供的第十种分隔膜的结构示意图；
图27为本申请实施例提供的第十一种分隔膜的结构示意图；
图28为本申请实施例提供的第九种分隔膜构成的并联电池组合；
图29为图28所示的电池组合的内部结构示意图；
图30为本申请实施例提供的第十种分隔膜构成的并联电池组合；
图31为图30所示的电池组合的内部结构示意图；
图32为本申请实施例提供的第九种及第十种分隔膜构成的并联电池组合；
图33为图32所示的电池组合的内部结构示意图；
图34为本申请实施例提供的第十一种分隔膜构成的并联电池组合；
图35为图34所示的电池组合的内部结构示意图；
图36为本申请实施例提供的第九种、第十种及第十一种分隔膜构成的混联电池组合；
图37为图36所示的电池组合的内部结构示意图。
具体实施方式
为方便理解本申请实施例提供的分隔膜，首先说明一下其应用场景，本申请实施例提供的分隔膜具体场景为电动汽车用的动力电池和消费电子品(如智能手机、智能手表、智能手环和蓝牙耳机等)所用的数码电池，以及能源互联网领域的储能电池系统。例如，对于电动车用动力电池系统，动力电池系统是由数十个单体电池先并联再串联构成。在现有技术中的电池组合在进行串联或者并联时，均会由于其他连接件和结构件的引入或者电池内部结构的改变，而导致整个电池组合或者电池系统的能量密度降低。为此本申请实施例提供了一种分隔膜，用于改善电池组合装成电池组合后的体积，提高电池组合的能量密度。
为方便理解，首先说明以下几个概念：
正极(Cathode)：在原电池中，电流流出的电极电势较高，为正极，得到电子起还原作用；在电解池中，正极为与电源正极相连的电极，失去电子起氧化作用。
负极(Anode)：在原电池中，电流流入的电极电势较低，为负极，失去电子起氧化作用；在电解池中，负极为与电源负极相连的电极，得到电子起还原作用。
隔膜(seperator)：隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。
活性层(active layer)：正极和负极上的正极材料层和负极材料层。
集流体(current collector)：集流体的作用是收集正极极片和负极极片产生的电流，电池中只有两种集流体，分别为正极集流体和负极集流体。集流体上面涂覆与负极活性物质或者正极活性物质。活性物质产生的电流经集流体收集，然后传递至电池极耳处。
电池(electrode group)：包括电极组合体及电池外部封装层，其中，电极组合体指电池内部正极、负极和隔膜的集合体，其中隔膜的作用为将正负极隔离开，正极和负极之间通过隔膜实现离子的导通；电池正极、负极和隔膜可以通过卷绕的方式构成电极组合体，也可通过叠片的方式构成电极组合体，也可通过卷绕加叠片的方式组合起来形成电极组合体，其具体组合方式本处不进行限定。电池外部封装层：其功能为将电极组合体和电解液封装起来实现电极组合体与外界环境的隔绝，以防止外界环境的气体或者水份进入电池内部。
分隔膜(segment membrane)：在电池组合中，分隔膜将不同的电极组合体分隔开，使不同电极组合体的电解液互相孤立，不能互相混合；但不同的电极组合体又可通过分隔膜实现电连接；即分隔膜可使不同的电极组合体之间实现离子绝缘，但电子可导通。
汇流部(confluence part)：电极组合体上具有正汇流部分和负汇流部分，正汇流部分的功能为将所有正极的电流汇集到一起，负汇流部分的功能为将所有负极的电流汇集到一起。正汇流部分和负汇流部分可以为电极组合体的正负极极耳，或者卷绕电极组合体的最外层集流体，或者叠片电极组合体上所有正极的焊接部位和所有负极的焊接部位。
如图1及图2所示，图1示出了本申请实施例提供的电池组合的结构示意图，图2示出了图1中H-H处处的局部放大图。本申请实施例提供的电池组合100包括封装层30、多个电极组合体10以及多个分隔膜20，分隔膜20与封装层30密封连接，分隔膜20与封装层30密封连接，并将封装层30内划分成多个密封腔室，多个电极组合体10一一对应设置在多个密封腔室内，且每个密封腔室内填充有电解液，相邻的密封腔室中的电解液通过分隔膜20隔离，如图2中所示，多个电极组合体10与多个分隔膜20交替排列，每个电极组合体10与相邻的分隔膜20电连接。
如图3所示，图3示出了本申请实施例提供的分隔膜20的结构示意图。由图3可以看出，本申请实施例提供的分隔膜20包括导电层22，导电层22用于导电连通相邻的电极组合体，并可用于与外部电路进行连接。导电层22包括层叠设置的第一导电部221及第二导电部222，第一导电部221及第二导电部222之间电连接，在与电极组合体连接时，第一导电部221与相邻的一个电极组合体的一极(正汇流部或负汇流部)连接，第二导电部222与相邻的一个电极组合体的一极(正汇流部或负汇流部)连接。在第一导电部221与第二导电部222连接的电极相同时，第一导电部221与第二导电部222可为一体结构，即采用相同材料制备而成；在第一导电部221与第二导电部222连接的电极相反时，第一导电部221与第二导电部222为不同材料制备的结构。示例性的，第一导电部221及第二导电部222的材质包括碳、铝、铜、铁、锌、镍、铝合金、不锈钢、碳材料、导电聚合物材料、铜铝复合箔材、镍铜复合箔材、镍铝复合箔材、铁铝复合箔材、铁铜复合箔材、碳/铝复合箔材、铜/碳复合箔材中的一种、两种或两种以上的组合，或者还可以采用其他的导电材质，这些种类的导电材料也可以通过多层组合的方式构成导电层22，例如铜层/铝层、铜层/铝层/铜层、铝层/铜层/铝层、铜层/铁层/铝层等不同的组合形式组成导电层22，在采用三层结构时，位于外层的两个金属层分别为第一导电部221及第二导电部222，位于中间的层为连接层，第一导电部221及第二导电部222通过连接层(图中未示出)连接。在导电层22采用两层结构时，两层结构分别为第一导电部221及第二导电部222，当然导电层22也可以采用单层制备成，如采用铜层、铝层等，此时第一导电部221与第二导电部222为一体结构。但是无论采用哪种方式，导电层22的厚度为1μm至150μm，示例的：1微米、10微米、50微米、100微米、150微米。
在导电层22采用不同材料制备而成时，导电层22由于材料物性的差异，可分别与电极组合体的正汇流部相连，或负汇流部相连，或同时与正汇流部和负汇流部相连。例如导电层22中的材质为铝、铝合金、碳材料等材料时，相邻两电极组合体的正汇流部可与分隔膜的第一导电部221和第二导电部222相连，实现相邻电极组合体的并联。例如导电层22中的材质为铜、铁等材料时，相邻两电极组合体的负汇流部可与分隔膜的第一导电部221和第二导电部222相连，实现相邻电极组合体的并联。例如导电层22中的材质为铝铜复合箔材、碳材料、铁铝复合箔材等材料时，相邻两电极组合体的正汇流部可与该分隔膜的第一导电部221相连，负汇流部可与该分隔膜的第二导电部222相连，实现相邻电极组合体的串联。
继续参考图3，本申请实施例提供的分隔膜20还包括第一绝缘层21及第二绝缘层23，第一绝缘层21与第二绝缘层23分列在导电层22相对的两侧，第一绝缘层21、第二绝缘层23与导电层22的连接方式包括流延法、直接铸膜法、溶剂蒸发法、外延生长法、粘接法等，以及本领域技术人员所熟知的其他复合方式。一并参考图4，图4示出了分隔膜的第一面的示意图。如图2中所示，分隔膜的导电层包括第一导电部221，第一绝缘层21的形状为闭合框形结构，第一绝缘层21设置在第一导电部221背离第二导电部222的一面。继续参考图4，第一绝缘层21的外框边沿第一导电部221的边沿设置。分隔膜20在与电极组合体连接时，通过第一绝缘层21与封装层密封连接，以避免第一导电部221边沿外露。
如图5所示，图5示出了图4中B-B处的剖视图，第一绝缘层21的厚度为100nm至100μm；示例的：100纳米、1微米、10微米、50微米、100微米。第一绝缘层21的材质包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚酰胺、聚苯二甲酰苯二胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩甲醛、聚苯乙烯和环氧树脂中的一种、两种或两种以上的组合，且这些种类的聚合物也可通过多层组合的方式构成第一绝缘层21，例如底层为聚烯烃与环氧树脂的混合层，上层为聚丙烯层。
继续参考图5，第二绝缘层23与第二导电部222位于导电层22的同一表面。如图6所示，图6示例出了导电层22第二面的结构示意图。在图6中，导电层22包括第二导电部222，第二绝缘层23的形状为闭合的框形结构，第二绝缘层23设置在第二导电部222背离第一导电部221的一面，继续参考图6，第二绝缘层23的外框边沿第二导电部222的边沿设置。分隔膜在与电极组合体连接时，通过第二绝缘层23与电极组合体的主体密封连接，以避免第二导电部222边沿外露。第二绝缘层23的材质可以参考上述第一绝缘层的材质，在此不再详细描述。
本申请实施例提供的第一导电部221及第二导电部222的尺寸及形状均相等，但是在本申请实施例提供的第一导电部221及第二导电部222的形状及尺寸并不具体限定。既可以采用图3及图7所示的第一导电部221及第二导电部222的形状及尺寸相等，也可以采用第一导电部221与第二导电部222的形状不同，或者第一导电部221及第二导电部222的尺寸不相等。其中，上述的尺寸指的第一导电部221或第二导电部222的面积。下面结合附图说明一下本申请实施例提供的第一导电部221及第二导电部222的具体形状，以第一导电部为例。
如图7所示，图7示例出了第二种分隔膜的结构示意图，在本申请实施例中第一绝缘层21的内框边为云朵状，第一导电部221外露在第一绝缘层21外的形状也为云朵状；同样第二绝缘层也采用相应的形状。
如图8所示，图8示例出了第三种分隔膜的结构示意图，在本申请实施例中的第一绝缘层21的内框边为圆形，第一导电部221外露在第一绝缘层21外的形状采用如图8所示的圆形；同样第二绝缘层也采用相应的形状。
如图9所示，图9示例出了第四种分隔膜的结构示意图，本申请实施例提供的第一绝缘层21的内框边为十字状，第一导电部221外露在第一绝缘层21外的形状用如图9所示的十字状；同样第二绝缘层也采用相应的形状。
应当理解的是，图7、图8及图9仅仅示例出了本申请实施例提供的第一绝缘层21内框边的一种具体的形状，第一导电部221外露的形状可以为矩形、圆形、椭圆形或异形等不同的形状，只要形成闭合框形即可，本申请实施例不对闭合框形的形状进行限定。同理，第二绝缘层23的内框边的形状也可以为上述的矩形、圆形、椭圆形或者异形等不同形状，本申请实施例不对闭合框形的形状进行限定。
如图10、图11及图12所示，图10示例了本申请示例提供的第五种分隔膜的结构示意图；图11示出了图10中C-C处的剖视图；图12示出了图10中D-D处剖视图。图10、图11及图12中的相同标号可以参考图3中的标号。图10中所示的分隔膜还包括第三绝缘层25，第三绝缘层25为框形结构，且第三绝缘层25套装在导电层22并包裹导电层22的侧壁。第三绝缘层25的功能为将导电层22的边缘(除第三导电部外)进行绝缘，避免导电层22的边缘漏电。另外在分隔膜与电极组合体连接时，第三绝缘层25也可将相邻密封腔室的电解液分隔开，实现相邻密封腔室内的离子绝缘。第三绝缘层25的材质包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚酰胺、聚苯二甲酰苯二胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩甲醛和聚苯乙烯中的一种、两种或两种以上的组合，或者这些种类的聚合物也可以通过多层组合的方式构成第三绝缘层25。第三绝缘层25的厚度为100nm至200μm。如100纳米、1微米、10微米、50微米、100微米、200微米。
继续参考图10、图11及图12，在设置第三绝缘层25时，第三绝缘层25与第一绝缘层21及第二绝缘层23密封连接。第三绝缘层25可以采用与第一绝缘层21及第二绝缘层23为一体结构的方式设置，提高绝缘层对导电层22的绝缘效果；或者第三绝缘层25、第一绝缘层21及第二绝缘层23还可以采用分体的方式设置，在采用分体方式时，第三绝缘层25分别与第一绝缘层21及第二绝缘层23的连接处进行密封处理，如采用密封胶，在此不做具体的限定。
在图10中示例出了第三绝缘层25包裹导电层22侧壁的方式，但是在本申请实施例中并不具体限定上述包裹方式，在本申请实施例中第三绝缘层25至少包裹导电层22至少部分侧壁即可，如图10中所示的第三绝缘层25包裹导电层22的全部侧壁；或者也可以第三绝缘层25仅包裹导电层22部分侧壁，如包裹导电层22中的三个侧壁或者两个侧壁，或者包裹三个侧壁以及另一个侧壁的一部分等。
一并参考图4～图10，本申请实施例提供的导电层还连接有第三导电部24，第三导电部24与导电层22连接时，第三导电部24别与第一导电部221及第二导电部222电连接；如第三导电部24可以与导电层22为一体结构，也可以采用焊接的方式与导电层22电连接。继续参考图4及图10，由图4及图10可以看出，本申请实施例提供的第三导电部24设置在导电层22的侧壁，且在分隔膜包括第三绝缘层25时，第三导电部24外露在第三绝缘层25外。
第三导电部24可实现分隔膜与外部电路的电连接或作为电池组合的检测点。第三导电部24在与外部电路连接时，第三导电部24可用于电池组合中的电势测量或容量均衡。在作为检测点时，第三导电部24可以直接连接传感器，如电压传感器。
如图10中所示，导电层22的侧壁设置了一个第三导电部24，第三导电部24穿过第三绝缘层后外露在第三绝缘层外，第三导电部24用于与外部电路连接，从而可以使电池组合能够提供电能，在提供电能时，电池组合可以通过该第三导电部24与外部电路进行串联或者并联。
如图13所示，图13示例了第六种分隔膜的结构示意图，在图13所示的分隔膜包括两个第三导电部24，两个第三导电部24设置在导电层相同的侧壁。其中的一个第三导电部24用于电池组合的电流导通，即将电极组合体通过第三导电部24与外部电路连接进行供电或者充电，另一个第三导电部24用于电池组合的电势测量，即通过第三导电部24可以测量电极组合体的电压。
如图14所示，图14示例了第七种分隔膜的结构示意图，在图14所示的分隔膜包括两个第三导电部24，两个第三导电部24设置在导电层22两个不同的侧壁。其中的一个第三导电部24用于电流导通，另一个第三导电部24用于电势测量。
如图15所示，图15示例了第八种分隔膜的结构示意图，在图15所示的分隔膜包括三个第三导电部24，其中的两个第三导电部24设置在导电层22的相同侧壁，另一个第三导电部24设置在其他的侧壁。第一个第三导电部24用于电流导通，第二个第三导电部24用于电势测量，第三个第三导电部24用于相互组合的电极组合体之间的容量均衡，具体实现时，外部电路通过第三导电部可实现对电极组合体进行充电或者放电，从而可以调控不同电极组合体的容量，实现不同电极组合体的容量均衡。
由上述图10～图15所示的分隔膜可以看出，通过增加不同数量的第三导电部24可实现对电池组合不同的控制功能，如电势测量、电流导通、容量均衡等。对于本申请实施例中第三导电部24的个数本申请不做具体限定，如上述示例的一个、两个或者三个。在需要其他导电功能时，还可以继续增加第三导电部24的个数，如图13所示的四个、五个等不同的个数。以通过增加的至少一个第三导电部24作为分隔膜位于电池组合外的电路进行连接。
本申请实施例还提供了一种电池组合，如图1及图2中所示，本申请实施例提供的电池组合包括封装层30、N个电极组合体10及N-1个上述的分隔膜20；其中，N为大于等于2的正整数；所述N-1个分隔膜20将所述封装层30分隔成N个密封腔室；所述N个电极组合体10一一设置在所述N个密封腔室内，且每个电极组合体10与相邻的分隔膜20电连接；每个密封腔内填充有电解液，且所述分隔膜20用于隔离相邻的密封腔室内的电解液。以实现分隔膜20将多个电极组合体10连接组成电池组合。
首先说明一下本申请中的电极组合体，本申请实施例提供的电极组合体为电池去掉外层封装层的结构。上述的电池是可以将化学能转化为电能的装置，可以为锂离子电池和锂金属电池等，其中锂离子电池包括以石墨、硅、氧化亚硅、钛酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、镍锰尖晶石材料、镍酸锂等可以嵌入脱出锂离子的材料为电极材料的电池，锂金属电池包括以锂金属、锂合金或锂金属与其他材料的混合物作为电极材料的电池。电池包括正汇流部和负汇流部，正汇流部和负汇流部，正汇流部的功能为将所有正极的电流汇集到一起，负汇流部的功能为将所有负极的电流汇集到一起。正汇流部和负汇流部可以为电极组合体的正极耳、负极耳，或者卷绕电极组合体的最外层集流体，或者叠片电极组合体上所有正极的焊接部位和所有负极的焊接部位。本申请实施例不对正汇流部和负汇流部的结构和位置进行限定。在分隔膜与电极组合体连接时，相邻电极组合体正汇流部或负汇流部分别与分隔膜的第一导电部和第二导电部进行电连接，同时分隔膜上的导电层和第三绝缘层可将相邻电极组合体的电解液分隔开，从而实现相邻电极组合体的电子导通和离子绝缘。在包含第三导电部时，可通过设置第三导电部来实现电池的独立工作和独立控制。
本发明的电池可以采用卷绕方式、叠片方式或者卷绕加叠片的方式进行制备，或者本领域技术人员所熟知的其他制备方式。
示例性的，以电池采用卷绕方式进行实施，具体如下：
电池的主要参数如下表所示
表1实施例的电池主要参数表
Figure BDA0002297587220000081
电池制备采用典型的卷绕工艺流程：将正负极材料分别经由搅拌制浆工艺制成正负极浆料，然后采用涂布烘干工艺制备成极片，再经由辊压工艺制成具有一定压实密度的极片，然后对极片进行分条。分条之后，将正极极片和负极极片进行干燥，并取隔膜，将正负极隔膜进行卷绕，制成电池。卷绕之后再将电池进行热压整形。然后将电池的汇流部与分隔膜进行连接。连接的方式可采用焊接、铆接、粘接(如采用导电胶水或导电胶布等)等方式。取出封装材料，用封装材料对电池进行一次封装，并经过干燥、注液和化成之后进行二次封装，即可完成电池的制备；其中关键工艺步骤解释如下：
搅拌是指用专门的溶剂和粘结剂分别于粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后制成浆状的正负极物质；涂布是指将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面；
烘干即为将涂布后极片中的溶剂和水分蒸发的过程；
辊压即为使用辊压机将涂布的极片辊压到一定的压实密度；
分条是指将辊压后的极片裁切成具有一定宽度的极片；
卷绕是指将正极片、负极片和隔膜通过卷绕机卷绕成电池，卷绕过程中隔膜将正极片和负极片分开，卷绕之后还伴随着热压整形等过程；
封装是指用封装层将电极组合体包裹，并将电池的极耳胶与封装层进行热压熔合。
注液是指将电解液注入电池中；
化成是指通过调整充电电流、电压和时间使电池内部活性物质进行转化，化成过程中电池内部会产生一定气体；
抽气是指利用真空设备将化成期间电池内部产生的气体及多余的电解液从电池壳体中抽出。
在采用分隔膜将电池组合成电池组合时，如图16所示的两个电极组合体通过一个分隔膜串联组成的电池组合的示意图，图17示出了图16所示电池组合的内部结构示意图，第一电极组合体10a的正汇流部12a及负汇流部11a，第二电极组合体10b包括正汇流部12b及负汇流部11b；其中，第一电极组合体10a的正汇流部12a与分隔膜20的第一导电部221a相连，第二电极组合体10b的负汇流部11b与分隔膜20的第二导电部222相连，可实现第一电极组合体10a与第二电极组合体10b的串联，然后将封装层30与分隔膜20进行封装。由图17可以看出，分隔膜20将封装层30内的空间划分成两个密封腔室。在连接时，分隔膜20的第一绝缘层及第二绝缘层分别与封装层30密封连接，分隔膜20通过第一绝缘层及第二绝缘层与封装层30密封连接，而分隔膜20通过导电层将两个密封腔室内的电解液隔离开。
如图18及图19所示，图18示出了两个电极组合体通过一个分隔膜并联组成的电池组合的示意图，图19示出了图18所示电池组合的内部结构示意图，第一电极组合体10a的正汇流部12a及负汇流部11a，第二电极组合体10b包括正汇流部12b及负汇流部11b；其中，第一电极组合体10a的正汇流部12a与分隔膜20的第一导电部221相连，第二电极组合体10b的正汇流部12b与分隔膜20的第二导电部222相连，或者第一电极组合体10a的负汇流部11与分隔膜20的第一导电部221相连，第二电极组合体10b的负汇流部11与分隔膜20的第二导电部222相连，可实现第一电极组合体10a与第二电极组合体10b的并联。然后将封装层30与分隔膜20进行封装，具体封装层30与分隔膜20的连接方式可以参考图17中的相关描述。
如图20及图21所示，图20示出了N个电极组合体通过N-1个分隔膜串联组成的电池组合的示意图，图21示出了图20所示电池组合的内部结构示意图，N为大于2的正整数。其中图20中所示的每个分隔膜包含第三绝缘层，在图20中仅仅示意出分隔膜的主体结构，并未示出第三绝缘层。第一电极组合体10a的正汇流部12a与第一分隔膜20a的第一导电部相连，第二电极组合体的负汇流部11与第一分隔膜的第二导电部相连，第二电极组合体的正汇流部与第二分隔膜的第一导电部相连……第N-2个电极组合体10b的正汇流部12c与第N-2个分隔膜20c的第一导电部相连，第N-1个电极组合体10c的负汇流部11c与第N-2个分隔膜20c的第二导电部相连，第N-1个电极组合体10c的正汇流部12c与第N-1个分隔膜20d的第一导电部相连，第N个电极组合体10d的负汇流部11d与第N-1个分隔膜20d的第二导电部相连，如此可实现N个电极组合体的串联。然后将封装层30与分隔膜进行封装，由图21可以看出，分隔膜20将封装层30内的空间划分成N密封腔室。在连接时，分隔膜20的第一绝缘层、第二绝缘层及第三绝缘层分别与封装层30密封连接，分隔膜20通过第一绝缘层、第二绝缘层及第三绝缘层与封装层30密封连接，而分隔膜20通过导电层及第三绝缘层将两个密封腔室内的电解液隔离开。对比图19及图21可以看出，在采用图21所示的结构时，仅需较小面积的导电层即可实现两个相邻的电极组合体连接，减少了金属材质的使用，降低了生产成本。
如图22及图23所示，图22示出了N个电极组合体通过N-1分隔膜并联组成的电池组合的示意图，图23示出了图22所示电池组合的内部结构示意图，第一电极组合体10a的正汇流部12a与第一分隔膜20a的第一导电部相连，第二电极组合体的正汇流部12与第一分隔膜20a的第二导电部相连，第二电极组合体的负汇流部与第二分隔膜的第一导电部相连，第三电极组合体的负汇流部与第二分隔膜的第二导电部相连……第N-2个电极组合体10b的负汇流部11b与第N-2个分隔膜20c的第二导电部连接，第N-1个电极组合体10c的负汇流部11c与第N-2个分隔膜20c的第一导电部连接，第N-1个电极组合体10c的正汇流部12c与第N-1个分隔膜20d的第一导电部相连，第N个电极组合体的正汇流部12d与第N-1个分隔膜20d的第二导电部相连，该N个电极组合体并联。然后将封装层30与分隔膜进行封装，具体封装层30与分隔膜20的连接方式可以参考图21中的相关描述。
如图24所示，图24示出了4个电极组合体通过3分隔膜混联组成的电池组合的示意图，第一电极组合体10a的正极12a和第一分隔膜20a的第一导电部相连，第二电极组合体10b的负极11b和第一分隔膜20a的第二导电部相连，第二电极组合体10b的正极12b和第二分隔膜20b的第一导电部相连，第三电极组合体10c的正极12c和第二分隔膜20b的第二导电部相连，第三电极组合体10c的负极11c和第三分隔膜20c的第二导电部相连，第四电极组合体10d的正极12d和第三分隔膜20c的第一导电部相连，然后将封装层30与分隔膜进行封装，则可实现第一电极组合体10a与第二电极组合体10b形成串联电池组合1，第三电极组合体10c和第四电极组合体10d形成串联电池组合2，串联电池组合1和串联电池组合2又进行并联。即该四个电极组合体形成混联结构。根据以上电极组合体与分隔膜构成并联、串联和混联电池组合的技术，本领域研究人员可很容易利用N(N大于2)个电极组合体和N-1片分隔膜构成一个混联电池组合。电极组合体的汇流部与分隔膜的第一导电部和第二导电部的连接方式包括：将电极组合体的汇流部与分隔膜的第一导电部和第二导电部进行焊接，使用导电胶水粘接，以及各种形式的铆接。其中分隔膜与封装层的具体连接方式，可以参考图21中的相关描述。
为方便理解本申请实施例提供的电池组合与现有技术的电池组合之间的区别，将本申请实施例提供的电池组合与现有技术中的电池组合进行对比。
本申请实施例提供了三种分隔膜，如图25所示，第九种分隔膜20a使用铜层作为导电层22，第一绝缘层和第二绝缘层为聚丙烯层，分隔膜20a具有一个第三导电部24。如图26所示，第十种分隔膜20b使用铝层作为导电层22，第一绝缘层和第二绝缘层为聚乙烯层，分隔膜20b具有两个第三导电部24。如图27所示，第十一种分隔膜20c使用铜层/铝层复合箔材作为导电层22，第一绝缘层和第二绝缘层为聚丙烯层，第三绝缘层25为聚丙烯与聚乙烯的共聚物层，分隔膜20c具有两个第三导电部24。
如图28及图29所示，图28示出了分隔膜20a构成的并联电池组合，图29示出了图28所示的电池组合的内部结构示意图。第一电极组合体10a的正汇流部12a与分隔膜20a的第一导电部221相连，第二电极组合体10b的正汇流部12b与分隔膜20a的第二导电部222相连，然后使用封装层30将该电极组合体和分隔膜20a进行封装，即可获得通过分隔膜20a并联的两个电池组合。分隔膜20a与封装层30的具体连接方式可以参考图17中的相关描述。
如图30及图31所示，图30示出了分隔膜20b构成的并联电池组合，图31示出了电池组合的内部结构示意图。第一电极组合体10a的负汇流部11a与分隔膜20b的第一导电部221相连，第二电极组合体10b的负汇流部11b与分隔膜20b的第二导电部222相连，然后使用封装层30将该电极组合体和分隔膜20b进行封装，即可获得通过分隔膜20b并联的两个电池组合。分隔膜20b与封装层30的具体连接方式可以参考图17中的相关描述。
如图32及图33所示，图32示出了分隔膜20a和分隔膜20b构成的并联电池组合，图33示出了图32所示的电池组合的内部结构示意图。第一电极组合体10a的负汇流部11a和分隔膜20b的第一导电部相连，第二电极组合体10b的负汇流部11b和分隔膜20b的第二导电部相连，第二电极组合体10b的正汇流部12b和分隔膜20a的第一导电部相连，第三电极组合体10c的正汇流部12c和分隔膜20a的第二导电部相连，然后通过封装层30将电极组合体和分隔膜进行封装，则三个电极组合体通过分隔膜20a和分隔膜20b实现并联。分隔膜20a、分隔膜20b与封装层30的具体连接方式可以参考图17中的相关描述。
如图34及图35所示，图34示出了分隔膜20c构成的串联电池组合；图35示出了电池组合的内部结构示意图。第一电极组合体10a的正汇流部12a与分隔膜20c的第一导电部相连，第二电极组合体10b的负汇流部11b与分隔膜20c的第二导电部相连，然后使用封装层30将该电极组合体和分隔膜进行封装，即可获得通过分隔膜20c串联的两个电池组合。封装层30与分隔膜20c的连接方式可以参考图21中的相关描述。
如图36及图37所示，图36示出了分隔膜20a、分隔膜20b、分隔膜20c构成的混联电池组合；图37示出了电池组合的内部结构示意图。第一电极组合体10a的正汇流部12a和分隔膜20a的第一导电部相连，第二电极组合体10b的正汇流部12b和分隔膜20a的第二导电部相连，第二电极组合体10b的负汇流部11b和分隔膜20c的第一导电部相连，第三电极组合体10c的正汇流部12c和分隔膜20c的第二导电部相连，第三电极组合体10c的负汇流部11c和分隔膜20b的第一导电部相连，第四电极组合体10d的负汇流部11d和分隔膜20b的第二导电部相连，然后通过封装层30将电极组合体和分隔膜进行封装，则该三个电极组合体通过分隔膜20a和分隔膜20b实现混联。其中，分隔膜20a及分隔膜20b与封装层30的连接方式可以参考图17中的相关描述。封装层30与分隔膜20c的连接方式可以参考图21中的相关描述。
对比实施例的电极组合体制作方式及材料与实施例相同。以铜片作为外部电连接件，将对比实施例中的单电极组合体按实施例的方式进行串并联，构成并联电池组合1、并联电池组合2、并联电池组合3、串联电池组合4、混联电池组合5。
在25℃的环境温度下，对对比实施例中的电极组合体进行1C倍率充放电，从充放电数据中提取放电能量，并根据电极组合体或电池组合的体积，计算出电极组合体的能量密度。
Figure BDA0002297587220000111
Figure BDA0002297587220000121
通过上述描述可以看出，本申请实施例提供的电池组合通过采用分隔膜连接电极组合体，在电池组合内部设置分隔膜，利用该分隔膜实现相邻两个电极组合之间的离子绝缘和电子导通。在实现电极组合体串并联的基础上最大程度的减少电连接件和结构件，简化了电池组合的结构，降低了电池组合的体积，提高了电池组合的能量密度。同时利用第三导电部实现相连接的电极组合体的独立工作和独立控制。
本申请实施例还提供了一种用电设备，该用电设备可以为电动汽车、电动卡车和电动轮船等采用电驱动的运输装置，或者还可以为平板电脑、笔记本电脑或手机等终端。该用电设备包括壳体以及上述任一项所述的电池组合。该电池组合通过采用分隔膜连接电极组合体，在电池组合内部设置分隔膜，利用该分隔膜实现相邻两个电极组合之间的离子绝缘和电子导通。在实现电极组合体串并联的基础上最大程度的减少电连接件和结构件，简化了电池组合的结构，降低了电池组合的体积，提高了电池组合的能量密度。同时利用第三导电部实现相连接的电极组合体的独立工作和独立控制。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种分隔膜，用于电池组合中的电极组合体之间的电连接和分隔，其特征在于，所述分隔膜包括：层叠设置的导电层、第一绝缘层及第二绝缘层，且所述导电层位于所述第一绝缘层及所述第二绝缘层之间；其中，
所述导电层包括层叠设置且电连接的第一导电部及第二导电部；
所述第一绝缘层为框形结构，且所述第一绝缘层设置在所述第一导电部背离所述第二导电部的一面；
所述第二绝缘层为框形结构，所述第二绝缘层设置在所述第二导电部背离所述第一导电部的一面。
2.根据权利要求1所述的分隔膜，其特征在于，所述第一绝缘层的外框边沿所述第一导电部的边沿设置；
所述第二绝缘层的外框边沿所述第二导电部的边沿设置。
3.根据权利要求1或2所述的分隔膜，其特征在于，所述第一绝缘层的内框边为矩形、圆形、椭圆形或异形；
所述第二绝缘层的内框边为矩形、圆形、椭圆形或异形。
4.根据权利要求1～3任一项所述的分隔膜，其特征在于，所述第一导电部包括铜、铝、镍、铁、碳中的一种或多种材料；
所述第二导电部包括铜、铝、镍、铁、碳中的一种或多种材。
5.根据权利要求1～4任一项所述的分隔膜，其特征在于，所述导电层还包括连接层，所述第一导电部及所述第二导电部通过所述连接层电连接。
6.根据权利要求1～5任一项所述的分隔膜，其特征在于，还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层至少部分包裹所述导电层的侧壁。
7.根据权利要求6所述的分隔膜，其特征在于，所述第三绝缘层与所述第一绝缘层及所述第二绝缘层为一体结构。
8.根据权利要求1～7任一项所述的分隔膜，其特征在于，还包括第三导电部，所述第三导电部分别与所述第一导电部及所述第二导电部电连接。
9.根据权利要求8任一项所述的分隔膜，其特征在于，所述第三导电部用于与外部电路连接，或作为所述电池组合的检测点。
10.根据权利要求9所述的分隔膜，其特征在于，所述第三导电部用于所述电池组合的电势测量或容量均衡调节。
11.根据权利要求8～10任一项所述的分隔膜，其特征在于，在所述分隔膜包含第三绝缘层时，所述第三导电部外露在所述第三绝缘层外。
12.一种电池组合，其特征在于，包括封装层、N个电极组合体及N-1个如权利要求1～11任一项所述的分隔膜；其中，N为大于等于2的正整数；
所述N-1个分隔膜将所述封装层分隔成N个密封腔室；所述N个电极组合体一一设置在所述N个密封腔室内，且每个电极组合体与相邻的分隔膜电连接；
每个密封腔内填充有电解液，且所述分隔膜用于隔离相邻的密封腔室内的电解液。
13.根据权利要求12所述的电池组合，其特征在于，所述分隔膜通过所述导电层隔离相邻的密封腔室内的电解液。
14.根据权利要求13所述的电池组合，其特征在于，所述分隔膜通过第一绝缘层及第二绝缘层与所述封装层密封连接。
15.根据权利要求12所述的电池组合，其特征在于，所述分隔膜通过所述导电层及所述第三绝缘层隔离相邻的密封腔室内的电解液。
16.根据权利要求15所述的电池组合，其特征在于，所述分隔膜通过所述第一绝缘层、第二绝缘层及所述第三绝缘层与所述封装层密封连接。
17.根据权利要求12～16任一项所述的电池组合，其特征在于，所述N个电极组合体通过所述N-1个所述分隔膜串联或并联。
18.根据权利要求12～16任一项所述的电池组合，其特征在于，所述N个电极组合体通过所述N-1个所述分隔膜混联。
19.一种用电设备，其特征在于，包括壳体以及设置在所述壳体内的如权利要求12～18任一项所述的电池组合。
CN201911208846.3A 2019-11-30 2019-11-30 一种分隔膜、电池组合及用电设备 Active CN112886144B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911208846.3A CN112886144B (zh) 2019-11-30 2019-11-30 一种分隔膜、电池组合及用电设备
EP20892454.8A EP4068410A4 (en) 2019-11-30 2020-06-28 SEPARATOR, BATTERY COMBINATION AND ELECTRICAL DEVICE
PCT/CN2020/098616 WO2021103518A1 (zh) 2019-11-30 2020-06-28 一种分隔膜、电池组合及用电设备
JP2022531501A JP7430791B2 (ja) 2019-11-30 2020-06-28 セグメント膜、バッテリ組合せ、および電気デバイス
KR1020227021691A KR20220104809A (ko) 2019-11-30 2020-06-28 세그먼트 멤브레인, 배터리 조합 및 전기 디바이스
US17/826,875 US20220294083A1 (en) 2019-11-30 2022-05-27 Segment membrane, battery combination, and electrical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911208846.3A CN112886144B (zh) 2019-11-30 2019-11-30 一种分隔膜、电池组合及用电设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112886144A true CN112886144A (zh) 2021-06-01
CN112886144B CN112886144B (zh) 2023-06-20

Family

ID=76039399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911208846.3A Active CN112886144B (zh) 2019-11-30 2019-11-30 一种分隔膜、电池组合及用电设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220294083A1 (zh)
EP (1) EP4068410A4 (zh)
JP (1) JP7430791B2 (zh)
KR (1) KR20220104809A (zh)
CN (1) CN112886144B (zh)
WO (1) WO2021103518A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113921994A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 宁德新能源科技有限公司 电池及用电设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240103821A (ko) * 2022-12-27 2024-07-04 삼성에스디아이 주식회사 전극 및 이를 포함하는 전극 조립체

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002231300A (ja) * 2000-11-30 2002-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角形密閉式電池及びその製造方法
CN101048888A (zh) * 2004-06-02 2007-10-03 时晖实业有限公司 具有新颖电池内连接的棱形电池组
CN101719562A (zh) * 2009-12-25 2010-06-02 中国科学院电工研究所 一种高电压电池的电芯
CN102104167A (zh) * 2010-12-13 2011-06-22 湖南科力远新能源股份有限公司 具有内部串联式结构的电池组及其制作方法
CN103268928A (zh) * 2013-03-20 2013-08-28 钱志刚 双极性电池和双极性储能装置
CN107240721A (zh) * 2017-05-27 2017-10-10 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 双极性电极及锂离子电池和锂离子电池的制作方法
JP2019053891A (ja) * 2017-09-14 2019-04-04 住友化学株式会社 電極アセンブリおよび非水電解液二次電池
CN110518174A (zh) * 2019-10-23 2019-11-29 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172943A (ja) 2005-12-20 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 電池モジュール
DE102009005497A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-22 Li-Tec Battery Gmbh Galvanische Zelle mit Umhüllung II
KR101338094B1 (ko) * 2009-09-17 2013-12-06 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전지간 분리 구조체와 그것을 구비한 적층형 고체 이차전지
KR20130047151A (ko) * 2011-10-31 2013-05-08 에스케이이노베이션 주식회사 배터리셀, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US10044077B2 (en) * 2013-02-26 2018-08-07 The Boeing Company Rechargeable battery including battery cell separators
KR102429307B1 (ko) 2018-02-19 2022-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 상태 추정 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002231300A (ja) * 2000-11-30 2002-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角形密閉式電池及びその製造方法
CN101048888A (zh) * 2004-06-02 2007-10-03 时晖实业有限公司 具有新颖电池内连接的棱形电池组
CN101719562A (zh) * 2009-12-25 2010-06-02 中国科学院电工研究所 一种高电压电池的电芯
CN102104167A (zh) * 2010-12-13 2011-06-22 湖南科力远新能源股份有限公司 具有内部串联式结构的电池组及其制作方法
CN103268928A (zh) * 2013-03-20 2013-08-28 钱志刚 双极性电池和双极性储能装置
CN107240721A (zh) * 2017-05-27 2017-10-10 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 双极性电极及锂离子电池和锂离子电池的制作方法
JP2019053891A (ja) * 2017-09-14 2019-04-04 住友化学株式会社 電極アセンブリおよび非水電解液二次電池
CN110518174A (zh) * 2019-10-23 2019-11-29 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113921994A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 宁德新能源科技有限公司 电池及用电设备
CN113921994B (zh) * 2021-09-30 2024-07-30 宁德新能源科技有限公司 电池及用电设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP4068410A4 (en) 2024-03-27
EP4068410A1 (en) 2022-10-05
KR20220104809A (ko) 2022-07-26
CN112886144B (zh) 2023-06-20
JP7430791B2 (ja) 2024-02-13
JP2023503657A (ja) 2023-01-31
US20220294083A1 (en) 2022-09-15
WO2021103518A1 (zh) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6290936B2 (ja) バイポーラ電池とその作製方法並びに自動車
JP4038699B2 (ja) リチウムイオン電池
US20160285137A1 (en) Lithium ion battery and capacitor hybrid system in a single pouch
EP3654438B1 (en) Coin-shaped battery and method for producing same
CN100570927C (zh) 电池模块
EP3379605A1 (en) Secondary battery, battery pack, and vehicle
CN103219521A (zh) 一种双极性集流体及其制备方法
WO2013042612A1 (ja) フィルム外装電池および組電池
US20220294083A1 (en) Segment membrane, battery combination, and electrical device
KR20130063709A (ko) 이차전지용 파우치 외장재 및 이를 이용한 이차전지
CN107230801A (zh) 一种安全大容量锂离子电池
US20230113471A1 (en) Lithium-ion secondary battery and preparation method thereof
CN115702517A (zh) 具有高的比能量密度的锂离子单体电池
CN115461909A (zh) 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置
KR102170614B1 (ko) 공기 전지 및 전자 장치
US11508993B2 (en) Electrode assembly having an electrode subassembly, and battery including the electrode assembly
WO2020238226A1 (zh) 一种电池及电池组
CN110635175A (zh) 一种内部串联式电芯和内部串联式电池
US20230223633A1 (en) Battery and electronic device
CN110495045B (zh) 二次电池及其制造方法
CN210668591U (zh) 一种内部串联式电芯和内部串联式电池
JP4092543B2 (ja) 非水系二次電池
CN110036501B (zh) 二次电池
CN218731660U (zh) 电芯及电池模组
CN220604938U (zh) 一种电芯结构、电池及用电设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant