CN113571752B - 一种双极性电池堆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双极性电池堆，在每个电池单元中，上下两个相邻的集流体上分别包括涂覆有电极材料层的涂覆区以及围绕涂覆区周边的未涂覆电极材料层的非涂覆区。在非涂覆区的沿着涂覆区周边的一圈位置上，可设置完全非密封的非密封部或者可设置部分密封的密封部和部分非密封的非密封部。通过非密封部能够对的各个电池单元、乃至整个双极性电池堆进行注液、补液或排气。采用层间毛细力吸液的方式形成围绕密封部和非密封部的储液部，并通过边缘吹扫的方式在储液部的周边形成无液的防短接部，从而在确保电池堆注液、补液、排气的同时能够使电池堆处于富液状态，并且利用储液部形成电池单元的液封，利用防短接部确保了电池单元之间的绝缘。

Description

一种双极性电池堆

技术领域

本发明涉及电池领域，具体地涉及一种双极性电池堆。

背景技术

双极性电池的电池堆由两个单极性电极片、若干个双极性电极片、隔离层和电解液组成。双极性电极片是指在双极性集流体两侧分别涂覆正极材料层和负极材料层后具有两个极性的电极片，单极性电极片是指在单极性集流体一侧涂覆正极材料层或负极材料层后具有单极性的电极片。由于双极性电池堆的电池单元由集流体、正极材料层、隔离层、负极材料层和另一集流体构成，每个电池单元都是一个独立的电化学结构，因而可以通过增加双极性电极片的数量来增加电池单元的个数，进而提高电池的总体电压。双极性电池具有电池单元之间电阻能耗小、电极表面电流和电位分布均匀、电池充放电速度快等优势，因此适用于电动汽车、电力调频等领域。

但是，在双极性电池中，电池单元层叠而成的电池堆在注液、老化排气、电池单元间密封等方面仍存在诸多问题。尤其是当电池单元中的两个相邻的集流体之间的距离很小时，给电池单元的密封、注液和排气带了较大的困难。另外，如何在确保电池单元产气排出的同时不会影响到电池单元的密封以及电池单元之间的绝缘也是急需解决的问题。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种双极性电池堆，在双极性电池堆的每个电池单元中，上下两个相邻的集流体上分别包括位于集流体中部的涂覆有电极材料层的涂覆区以及围绕涂覆区周边的未涂覆电极材料层的非涂覆区。两个相邻集流体的涂覆区相对放置并在之间设置隔离层，两个相邻集流体的非涂覆区相对放置。在每个电池单元中，在非涂覆区的沿着涂覆区周边的一圈位置上，可设置完全非密封的非密封部(环形连续非密封区)或者可设置部分密封的密封部和部分非密封的非密封部(部分密封区和部分非密封区)。通过非密封部能够对各个电池单元、乃至整个双极性电池堆进行注液、补液或排气。利用每个电池单元的高度较小这个通常被认为不利的条件，采用层间毛细力吸液的方式形成围绕密封部和非密封部的储液部，并通过边缘吹扫的方式在储液部的周边形成无液的防短接部，从而在确保电池堆注液、补液、排气的同时能够使电池堆处于富液状态，并且利用储液部形成电池单元的液封，利用防短接部确保了电池单元之间的绝缘。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种双极性电池堆，双极性电池堆包括n个电极片，n≥3，每个电极片包括集流体以及覆于集流体上的电极材料层，电极片的覆有电极材料层的部分为涂覆区以及电极片的涂覆区周边的未覆有电极材料层的部分为非涂覆区。n个电极片按照不同极性的电极材料层相对放置的顺序上下串联层叠，在相邻的电极片之间设有隔离层，由相邻的两个集流体、两个不同极性的电极材料层以及隔离层构成电池单元。在每个电池单元中，围绕涂覆区的周边形成完全非密封的非密封部或者围绕涂覆区的周边形成部分密封以及部分非密封的密封部和非密封部，通过非密封部能够对双极性电池堆进行注液、补液或排气。围绕完全非密封的非密封部的周边或者围绕部分密封以及部分非密封的密封部和非密封部的周边，通过两个相邻的集流体之间的毛细力作用形成能够储存电解液的储液部。在电池单元的边缘处，围绕储液部的周边通过气体吹扫形成能够防止各个电池单元之间液接短路的无液的防短接部。具体地讲，在每个电池单元中，上下两个电极片的涂覆区和非涂覆区分别对应，在涂覆区中形成电化学反应的区域，在非涂覆区的空间中又进一步划分为围绕涂覆区的密封部和非密封部、围绕密封部和非密封部的储液部、以及围绕储液部的防短接部。通常情况下，每个电池单元的周边是完全密封的，由此来确保不同电池单元之间的绝缘。在本发明中，每个电池单元的周边是完全非密封的或者是部分非密封的，这里的非密封是指不是通过密封框、密封板、密封条、密封胶等进行固定密封，而是在电池单元的周边留有可供流体通过的开口或缺口。完全非密封的非密封部是指整个电池单元的周边没有任何密封部件，处于四边完全非密封的情况。部分密封且部分非密封指的是整个电池单元的周边至少有一部分是处于非密封状态的，例如，围绕涂覆区的周边可以通过设有缺口的密封框或者通过非连续的密封条形成密封部和非密封部。电池单元的高度——即，电池单元中两个相邻集流体之间的间距——可以为0.05mm-2mm、优选为0.08mm-1.5mm、更优选为0.1mm-0.3mm。可以通过在电池壳体内制造真空条件并随后将电解液注入电池壳体内从而将电解液注入各个电池单元中，进入电池单元中的电解液可以浸润电极材料层和隔离层，之后恢复常压状态并抽出多余电解液，由于电池单元中两个相邻集流体之间的间距很小，因此部分电解液可通过毛细作用保留在非密封部的空间，并且围绕密封部和非密封部的周边形成一圈作为储液部的富液区。毛细作用可以使浸润液体在细管里的液面弯曲，从而在弯曲表面上产生附加压力，使细管里的液面升高或者将细管里的液体保持在管内不易流出。本发明中的电解液可对双极性集流体产生润湿作用，并且两相邻集流体之间的狭小间距能够形成毛细作用，因此可以通过毛细作用将部分电解液保留在两相邻集流体之间，最终起到液封作用并形成储液部的富液区。当电池单元由于电化学反应消耗电解液时，储液部的电解液可以从非密封部进入涂覆区内从而起到补液的作用，并且电化学反应中的产气可以从非密封部排出电池单元从而避免产气后胀包的问题。为了进一步确保电池单元之间的绝缘，利用气体吹扫将附着在电池单元边缘的多余的电解液带走，从而形成避免电池单元之间液接的无液区——即，防短接部。此处的气体吹扫例如可以为一定流量的加热惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)或加热氮气，围绕电池堆的周边进行环绕吹扫。防短接部的长度可以为0.5cm-10cm，优选为1cm-5cm。

电极片的非涂覆区可以为平面结构，也就是说，每个电极片整体上可以为平面结构。或者，电极片的非涂覆区可以为弯折结构，也就是说，每个电极片整体上可以为至少一边进行弯折的边缘弯折结构，例如相对边同时弯折的拱形或者四边同时弯折的盘形等等。优选地，在设有非密封部的一侧同时设置非涂覆区弯折结构。电极片的非涂覆区的边缘可以向上弯折，向上弯折的角度可以为5°至85°，通过向上弯折，可以形成稳定的储液区；或者，电极片的非涂覆区的边缘可以向下弯折，向下弯折的角度可以为5°至85°，通过向下弯折，可以利用向下倾斜的部分导走多余电解液从而隔绝电池单元之间的液接，剩余液体因张力形成液封。弯折角度指的是从平面结构向上或向下弯折的角度，例如平面时的弯折角度为0°，边缘垂直时的弯折角度为90°。

在双极性电池堆中，电极片的非涂覆区的宽度可以从上至下依次缩进——即，非涂覆区的宽度可以从上至下依次减小，从而形成倒阶梯型的电池堆。倒阶梯型的电池堆可以使上一电池单元的电解液流出时不会流到下一电池单元从而可以防止电池单元之间的液接，结合气体吹扫操作带走电池单元边缘多余的电解液可以进一步降低电池液接风险。每个电极片整体上可以为至少一边进行弯折的边缘弯折结构。电极片的非涂覆区的边缘可以向上弯折，向上弯折的角度可以为5°至85°；或者，电极片的非涂覆区的边缘可以向下弯折，向下弯折的角度可以为5°至85°。

每个电极片的弯折角度可以相同，或者每个电极片的弯折角度也可以不同。在双极性电池堆中，电极片的非涂覆区的边缘向上弯折的角度可以从上至下依次增加或依次减小；或者，电极片的非涂覆区的边缘向下弯折的角度可以从上至下依次增加或依次减小。

双极性电池堆还可包括多组电极片，每组电极片的非涂覆区的宽度可以分别从上至下依次缩进。具体地讲，将双极性电池堆中的n个电极片分为m组，m≥2，每组中分别包括k₁、k₂、…、k_m个电极片，其中各组中的电极片数可以相同，即：k₁＝k₂＝…＝k_m。每组电极片的非涂覆区的宽度可以逐渐减小，可以使上一电池单元的电解液流出时不会流到下一电池单元从而可以防止电池单元之间的液接。优选地，每组电极片的数量k相同，每组电极片中的最上层电极片的非涂覆区的宽度相同，每组电极片中的第二层电极片的非涂覆区的宽度相同，直至每组电极片中的最下层电极片的非涂覆区的宽度相同，从而可以简化电池堆制备过程。通过分组倒阶梯型结构，既可以利用各组倒阶梯型结构有效地防止电池单元之间的液接，又可以避免整体倒阶梯型结构带来的上方非涂覆区面积或无效面积过大的问题。尤其是在电极片数量n越多时，分组倒阶梯型结构越能够体现其优势。在分组倒阶梯型结构中，每组电极片的最上层电极片的非涂覆区可以为平面结构，每组电极片的其余电极片的非涂覆区的边缘可以向下弯折，向下弯折的角度为5°至85°，每组电极片中的各个电极片的弯折角度可以相同或者可以不同。例如，每组电极片中的各个电极片的向下弯折角度可以逐渐增大，这样可以更加有利于避免上方电池单元的电解液流入下方电池单元中。

在双极性电池堆中，相邻的电池单元的非密封部可以相互错开。例如，单数层电池单元的非密封部位于电池堆的相对两侧，双数层电池单元的非密封部位于电池堆的另外相对两侧；或者，在电池堆的同一侧上，单数层电池单元的非密封部位于该侧的中心线的左边，双数层电池单元的非密封部位于该侧的中心线的右边；或者，第一层电池单元的非密封部位于电池堆的第一侧，第二层电池单元的非密封部位于电池堆的第二侧，第三层电池单元的非密封部位于电池堆的第三侧，第四层电池单元的非密封部位于电池堆的第四侧，第五层电池单元的非密封部再次位于电池堆的第一侧，以此类推；等等。相邻的电池单元的非密封部相互错开，可以更加有效地避免相邻电池单元的电解液通过非密封部进行液接。

电极片的非涂覆区的表面可以覆有绝缘材料层，覆有绝缘材料的区域可以为电极片的整个非涂覆区或者仅为非涂覆区的靠近边缘的部分。通过非涂覆区的绝缘材料层可以避免相邻电极片的意外接触所导致的电池堆内短路，特别是在非涂覆区弯折的情况下，可以更好地起到保护电池堆避免内短路风险的作用。绝缘材料可以为聚对苯二甲酸酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲基丁二醇酯等聚酯类、聚乙烯、聚丙烯、流延聚丙烯(CPP)、聚四氟乙烯等中的一种或多种形成的聚合物材料。

为了防止电极片边缘的接触并且为了对进出电池单元的流体进行导流，可以在每个电池单元的相邻两个电极片的非涂覆区之间设置支撑导流肋，支撑导流肋可以单独设置或者支撑肋可以与密封框或密封条一体成型。支撑导流肋用于支撑并间隔相邻两个电极片的集流体并用于进出电池单元的液体、气体的导流，特别是可以利用支撑导流肋阻挡电解液聚集在电池单元的尖角部分，从而避免由于尖角部分电解液的汇集所导致的电池单元之间的液接。支撑导流肋、密封框或密封条的材料可以为绝缘耐电解液的聚合物材料，聚合物材料可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、改性聚烯烃等中的一种或几种。

电极片的非涂覆区的对应于防短接部的部分或者电极片的非涂覆区的边缘部分可以包覆疏电解液材料层，用以防止相邻电池单元之间的液接。利用该疏电解液材料层，可以更加易于在电池单元的边缘形成无液的防短接部，使得储液部内的电解液不易于向外部流出。即使储液部内的电解液从一个单元流出，由于电极片边缘的疏电解液材料可以有效地避免电解液沿着电极片的边缘流入相邻的电池单元中。疏电解液材料可以为以全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸全氟己酯、丙烯酸七氟丁酯或其它全氟硅烷为单体形成的氟化物层。

应当指出，本发明中上、下、左、右等方位词仅是为了使得表述更加清楚，而不起到任何限制的作用。

本发明的优势在于：

1)通过本发明的电池堆可以实现电池堆整体统一注液，统一吹扫，极大的简化了注液及密封工艺；

2)利用本发明的电池堆的非密封部可以有效地解决电池产气后胀包的问题，并且还可以利用非密封部再次换液达到电池堆可再生重复利用的经济价值；

3)通过本发明的电池堆的储液部可以及时补充电池堆消耗的电解液，使电池堆处于富液的状态；

4)通过本发明的电池堆，在确保电池单元产气排出、补液、注液的同时还可以确保电池单元的密封以及电池单元之间的液体阻断。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的双极性电池堆的截面示意图；

图2为根据本发明第二实施方式的双极性电池堆的截面示意图；

图3为根据本发明第三实施方式的双极性电池堆的截面示意图；

图4为根据本发明第四实施方式的双极性电池堆的截面示意图；

图5为根据本发明第五实施方式的双极性电池堆的截面示意图；

图6为根据本发明第一实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图；

图7为根据本发明第二实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图；

图8为根据本发明第三实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图；

图9为根据本发明第四实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图。

附图标记列表

1——单极性电极片

2——双极性电极片

3——正极材料层

4——隔离层

5——负极材料层

6——集流体

7——涂覆区

8——非涂覆区

9——电池单元

10——非密封部

11——密封部

12——储液部

13——防短接部

14——密封框

1401——缺口

15a——第一电极片

15b——第二电极片

15c——第三电极片

16——密封条

17——支撑导流肋

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为根据本发明第一实施方式的双极性电池堆的截面示意图。双极性电池堆的电极片包括位于上侧和位于下侧的两个单极性电极片1以及位于两个单极性电极片1之间的多个双极性电极片2。在双极性电极片中，在双极性集流体两侧分别涂覆正极材料层和负极材料层，从而在双极性电极片的两侧分别形成涂覆了电极材料层的涂覆区以及未涂覆电极材料层的非涂覆区。在单极性电极片中，在单极性集流体一侧涂覆正极材料层或负极材料层，从而在单极性电极片的一侧形成涂覆了电极材料层的涂覆区以及未涂覆电极材料层的非涂覆区。在电极片之间设置隔离层。由集流体6、正极材料层3、隔离层4、负极材料层5和另一集流体6构成电池单元9。在如图1所示的双极性电池堆中，在每个电池单元9中，涂覆区7位于电池单元9的中间部分，正极材料层3与负极材料层5相对放置，隔离层4置于正极材料层3与负极材料层5之间。非涂覆区8围绕在涂覆区7的四周边缘，由相邻的两个电极片的非涂覆区8形成一个空间。在非涂覆区8形成的空间中，靠近涂覆区7的一圈为完全非密封的非密封部10，围绕非密封部10外侧的一圈为储液部12，围绕储液部12外侧的一圈为防短接部13。当在电池中注入电解液时，电解液流入每个电池单元9中，电解液经由防短接部13、储液部12、非密封部10进入电极材料层和隔离层进行浸润，由于每个电池单元9中相邻的两个电极片的集流体6的间距很小，电解液在浸润电极材料层和隔离层之后通过毛细力作用留置在防短接部13、储液部12、非密封部10中，然后利用沿电池堆周边吹扫的热风将电池单元9边缘部分的电解液吹扫排出从而形成无液的防短接部13。储液部12的液体可以进入非密封部10中从而使得储液部12的液体经由非密封部10进入电池电化学反应区(涂覆区7)内进行补液，储液部12的液体和非密封部10的液体是连通的，图1中画出的虚线是为了更清楚地描述储液部12与非密封部10。储液部12与防短接部13之间是通过储液部内的电解液的液膜进行分开。防短接部13的大小可以通过控制吹扫的风量、风速、热风温度等进行控制。通过防短接部，可以有效地防止相邻电池单元之间的液接。即使上方电池单元内的电解液沿着集流体表面部分地流到下方的电池单元内，也是上方电池单元的非涂覆区的未参与电化学反应的电解液流至下方电池单元的非涂覆区的未参与电化学反应的电解液中，当相邻电池单元的参与电化学反应的电解液(涂覆区内的电解液)之间的距离无限延长时，可以认为相邻电池单元之间的电液电阻(电解液电阻)无限大，阻止了脱嵌离子经由非涂覆区的电解液在相邻电池单元之间发生迁移，从而可以防止电池的内短路。也就是说，不但是无液的防短接部防止了电池单元之间的液接，位于非涂覆区(非电化学反应区)内的电解液的电液电阻也起到了阻止脱嵌离子在相邻电池单元之间发生迁移的作用。

图2为根据本发明第二实施方式的双极性电池堆的截面示意图。在图2所示的实施方式中，每个电极片的非涂覆区8是弯折的，各个非涂覆区8的弯折角度是相同的，大约为30°。防短接部13位于向上弯折部分的外端，储液部12的一部分处于向上弯折的部分并且另一部分处于水平的部分。通过将非涂覆区8向上弯折，可以确保储液部12的稳定储液，并且可以确保上方电池单元中的电解液不会流到下方的电池单元中。在储液部12的内侧，通过上表面带有缺口的密封框形成密封部(图中未示出)和非密封部10，也就是说，密封框的没有缺口的部分形成密封部，而密封框的缺口的部分形成非密封部。储液部12的液体经由密封框的缺口与电化学反应区连通，同时电化学反应区产生的气体可以经由密封框的缺口、储液部12、防短接部13排出电芯外，再通过设置于壳体的排气阀排出电池。

图3为根据本发明第三实施方式的双极性电池堆的截面示意图。在图3所示的实施方式中，从上至下的电极片的非涂覆区8的宽度逐渐减小，从而形成倒阶梯型的电池堆。由于该整体倒阶梯型结构，使得上方电池单元内的电解液不易流到下方的电池单元内。在储液部12的内侧，通过下表面带有缺口的密封框形成密封部(图中未示出)和非密封部10。

图4为根据本发明第四实施方式的双极性电池堆的截面示意图。在图4所示的实施方式中，从上至下的电极片的非涂覆区8的宽度逐渐减小，从而形成倒阶梯型的电池堆。由于该整体倒阶梯型结构，使得上方电池单元内的电解液不易流到下方的电池单元内。在电极片的非涂覆区8中形成向下弯折结构，每个电极片的非涂覆区8的向下弯折角度相同，大约为45°。防短接部13形成在非涂覆区8的向下弯折的部分内，储液部12形成在非涂覆区8的水平的部分内。通过非涂覆区8的向下弯折的边缘，可以使得储液部12内的电解液即使向外流出也将沿着向下弯折的边缘排出，而不会流入下方的电池单元中，并且该结构能够增加吹扫过程中的电解液蒸发面积。在储液部12的内侧形成完全非密封的非密封部10，储液部12与非密封部10流体连通。

图5为根据本发明第五实施方式的双极性电池堆的截面示意图。在图5所示的实施方式中，将九个电极片分为三组——分别为上方的第一组电极片、中间的第二组电极片和下方的第三组电极片，每组中包括三个电极片——分别为上方的第一电极片15a、中间的第二电极片15b和下方的第三电极片15c。每组中的第一电极片15a为平面结构，并且第一电极片15a的非涂覆区8的宽度相同；每组中的第二电极片15b为向下弯折结构，并且第二电极片15b的非涂覆区8的宽度和向下弯折的角度相同——例如为35°；每组中的第三电极片15c为向下弯折结构，并且第三电极片15c的非涂覆区8的宽度和向下弯折的角度相同——例如为50°。由于每组中的第一电极片15a的非涂覆区的宽度大于第二电极片15b的非涂覆区的宽度，第二电极片15b的非涂覆区的宽度又大于第三电极片15c的非涂覆区的宽度，因此形成了分组倒阶梯型结构。当双极性电池堆为整体倒阶梯型结构时，上方电极片的非涂覆区面积或无效面积过大，尤其是电极片较多时。分组倒阶梯型结构可以有效地避免整体倒阶梯型结构带来的上方非涂覆区面积或无效面积过大的问题，并且可以很好地起到防液接的功能。在各个电极片的非涂覆区还可包覆绝缘材料层，因此一组电极片中的第三电极片15c的向下弯折部分即使与下方一组电极片中的第一电极片15a的平面部分不慎接触，也不会导致电池的内部短路，从而确保了电池的安全性能。在储液部12的内侧，通过上下表面分别带有缺口的密封框形成密封部(图中未示出)和非密封部10。

图6为根据本发明第一实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图。如图6所示，电池单元可包括第一电极片、第二电极片、密封条16和隔离层4。在该电池单元中，第一电极片的涂覆正极材料层(图中未示出)的区域和第二电极片的涂覆负极材料层5的区域均为涂覆区，第一电极片的未涂覆正极材料层的区域和第二电极片的未涂覆负极材料层5的区域均为非涂覆区8。第一电极片的涂覆区与第二电极片的涂覆区相对设置，通过第一电极片的涂覆区、第二电极片的涂覆区以及隔离层形成电池单元的电化学反应区；第一电极片的非涂覆区与第二电极片的非涂覆区8相对设置，通过第一电极片的非涂覆区与第二电极片的非涂覆区8形成一空间，该空间为非电化学反应区。两条密封条16以围绕涂覆区的方式设置在非涂覆区8中，设置有密封条16的部分形成了围绕涂覆区的密封部11，未设置密封条16的部分形成了围绕涂覆区的非密封部10。利用未设置密封条16的非密封部10可以完成电池单元的注液、补液和排气等。

图7为根据本发明第二实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图。图7所示的电池单元与图6所示的电池单元的不同之处在于，图7所示的电池单元中设置了密封框14。密封框14的上表面和下表面分别设有缺口1401，通过密封框14的没有缺口的部分形成围绕涂覆区的密封部11，通过密封框14的缺口1401形成围绕涂覆区的非密封部10。支撑导流肋17与密封框14相连，支撑导流肋17夹置于上下电极片的非涂覆区8之间。支撑导流肋对由非涂覆区形成的空间可以起到支撑的作用。另外，支撑导流肋可以使得流体在支撑导流肋限制的范围内进出非密封部，从而使得电解液不会聚集在电池单元的易汇聚的尖角处形成液接。

图8为根据本发明第三实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图。图8所示的电池单元与图6所示的电池单元的不同之处在于，图8所示的电池单元中设置了密封框14。密封框14的上表面设有多个缺口1401，通过密封框14的没有缺口的部分形成围绕涂覆区的密封部11，通过密封框14的缺口1401形成围绕涂覆区的非密封部10。电极片的相对两侧的非涂覆区8向上弯折，从而形成拱形结构。向上弯折的部分与设置有非密封部的部分设置在同一侧，从而使得向上弯折所形成的稳定的储液部与非密封部之间更好地协同作用，更好地起到补液和防短接的效果。

图9为根据本发明第四实施方式的双极性电池堆的电池单元的分解示意图。图9所示的电池单元与图6所示的电池单元的不同之处在于，图9所示的电池单元中未设置密封部，沿涂覆区的周边形成完全非密封的非密封部。电极片的四边的非涂覆区8向上弯折，从而形成盘形结构。

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 (12)

1.一种双极性电池堆，其特征在于，所述双极性电池堆包括n个电极片，n≥3，每个所述电极片包括集流体以及覆于所述集流体上的电极材料层，所述电极片的覆有电极材料层的部分为涂覆区以及所述电极片的涂覆区周边的未覆有电极材料层的部分为非涂覆区，所述n个电极片按照不同极性的电极材料层相对放置的顺序上下串联层叠，在相邻的所述电极片之间设有隔离层，由相邻的两个所述集流体、两个不同极性的电极材料层以及所述隔离层构成电池单元，在每个所述电池单元中，围绕所述涂覆区的周边形成完全非密封的非密封部或者围绕所述涂覆区的周边形成部分密封以及部分非密封的密封部和非密封部，通过所述非密封部能够对所述双极性电池堆进行注液、补液或排气；围绕所述完全非密封的非密封部的周边或者围绕所述部分密封以及部分非密封的密封部和非密封部的周边通过两个相邻的所述集流体之间的毛细力作用形成能够储存电解液的储液部；在电池单元的边缘处，围绕所述储液部的周边通过气体吹扫形成能够防止各个所述电池单元之间液接短路的无液的防短接部。

2.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，所述电极片的非涂覆区为平面结构；或者，所述电极片的非涂覆区的边缘向上弯折，向上弯折的角度为5°至85°；或者，所述电极片的非涂覆区的边缘向下弯折，向下弯折的角度为5°至85°。

3.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，在所述双极性电池堆中，所述电极片的非涂覆区的宽度从上至下依次缩进，从而形成倒阶梯型的电池堆。

4.根据权利要求3所述的双极性电池堆，其中，所述电极片的非涂覆区的边缘向上弯折，向上弯折的角度为5°至85°；或者，所述电极片的非涂覆区的边缘向下弯折，向下弯折的角度为5°至85°。

5.根据权利要求2或4所述的双极性电池堆，其中，在所述双极性电池堆中，所述电极片的非涂覆区的边缘向上弯折的角度从上至下依次增加或依次减小；或者，所述电极片的非涂覆区的边缘向下弯折的角度从上至下依次增加或依次减小。

6.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，所述双极性电池堆包括多组电极片，每组电极片的非涂覆区的宽度分别从上至下依次缩进。

7.根据权利要求6所述的双极性电池堆，其中，每组电极片的最上层电极片的非涂覆区为平面结构，每组电极片的其余电极片的非涂覆区的边缘向下弯折，向下弯折的角度为5°至85°。

8.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，相邻的所述电池单元的非密封部相互错开。

9.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，所述电极片的非涂覆区的表面覆有绝缘材料层。

10.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，围绕所述涂覆区的周边通过设有缺口的密封框或者通过非连续的密封条形成所述密封部和非密封部。

11.根据权利要求10所述的双极性电池堆，其中，在每个所述电池单元的相邻两个电极片的非涂覆区之间设置支撑导流肋，所述支撑导流肋用于支撑并间隔相邻两个电极片的集流体并用于进出所述电池单元的流体的流体导流，所述支撑导流肋单独设置或者所述支撑导流肋与所述密封框或密封条一体成型。

12.根据权利要求1所述的双极性电池堆，其中，所述电极片的非涂覆区的对应于所述防短接部的部分或者所述电极片的非涂覆区的边缘部分包覆疏电解液材料层，用以防止相邻电池单元之间的液接。

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