CN114072959A - 液压各向同性加压电池模块 - Google Patents

Abstract

本文详细介绍了加压电池模块的各种布置方式。这种加压电池模块可以包括密封电池模块壳体。加压电池模块可以包括多个软包电池。每个软包电池可以位于密封电池模块壳体内。加压电池模块可进一步包括在密封壳体内被加压的绝缘油。这种绝缘油可以对加压电池模块内的每个软包电池的外表面施加压力。

Description

液压各向同性加压电池模块

相关申请的交叉引用

该PCT国际申请要求于2018年12月11日提交的申请号为16/217,002，名称为“液压各向同性加压电池模块”的美国非临时申请的优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用全部并入本文。

背景技术

当在电池的电解质、阳极和阴极之间保持压力时，某些类型的电池性能会更好。常规地，为了实现这一点，可以使用夹具。夹具可包括多个刚性板，其使用在刚性板之间延伸的紧固件朝向彼此压缩。电池可以位于刚性板之间，以接收夹具板的压缩力。这种布置为电池组件贡献了重量和体积。此外，由于电池厚度或夹具板的弯曲度的变化，这种压力可以不均匀。

发明内容

本文介绍了加压电池模块的各种实施例。模块可以包括密封的电池模块壳体。模块可以包括多个软包电池，其中每个软包电池在密封的电池模块壳体内。所述模块可以包括在所述密封壳体内被加压的液体，其中所述液体在所述多个软包电池中的每个软包电池的外表面上施加压力。

加压电池模块的实施例可以包括以下特征中的一个或多个：液体可以是电绝缘油。多个软包电池中的每个软包电池可以是圆柱形的。该模块可以包括附接到密封的电池模块壳体的多个支撑柱。多个软包电池中的每个圆柱形软包电池可通过多个支撑柱中的一个支撑柱的子集而保持在密封的电池模块壳体内的适当位置。液体可以向多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的弯曲侧壁施加各向同性压力。液体可在多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的顶部、底部和弯曲的侧壁上施加各向同性压力。该模块可以进一步包括多条导线和聚合物基密封剂。所述聚合物基密封剂可为所述多个软包电池中的每个软包电池形成密封，所述多条导线中的引线在所述软包电池与所述密封电池模块壳体外部的外部环境之间穿过。所述模块可包括多个圆柱形电极，其中所述多个圆柱形电极中的一个圆柱形电极存在于所述多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的中心。所述模块可以包括多个圆柱形的电极，其中在所述多个圆柱形的软包电池的每个圆柱形的软包电池的中心存在空隙。所述模块可以包括多个软包电池阵列，其中每个软包电池阵列包括压在一起的多个软包电池中的多个软包电池。该模块可以包括第一绝缘板和第二绝缘板，其中第一绝缘板和第二绝缘板将每个软包电池阵列支撑在密封的电池模块壳体内。每个软包电池可包括基于硫的固态电解质。

附图说明

通过参考以下附图可以实现对各种实施例的性质和优点的进一步理解。在附图中，相似的部件或特征可以具有相同的附图标记。此外，可以通过在参考标签之后加上破折号和第二标签来区分相同类型的各种组件，而第二标号则在相似组件之间进行区分。如果在说明书中仅使用第一参考标签，则该描述适用于具有相同的第一参考标签的任何类似部件，而与第二参考标签无关。

图1示出了圆柱形软包电池的实施例。

图2出了圆柱形软包电池横截面的实施例。

图3示出了包括圆柱形软包电池的加压电池模块的实施例。

图4示出了平面软包电池阵列的实施例。

图5示出了平面软包电池阵列横截面的实施例。

图6示出了平面软包电池阵列横截面的另一实施例。

图7示出了包括平面软包电池阵列的加压电池模块的实施例。

图8示出了电池单元激活系统的实施例的侧视图。

图9示出了电池单元激活系统的实施例的俯视图。

图10示出了电池单元激活系统的另一实施例的侧视图。

图11示出了用于通过增加电解质与电池单元的活性材料之间的接触量来激活电池单元的方法的实施方式。

具体实施方式

当施加压力以将电池的活性成分(即，阴极和阳极)压靠在活性成分和电解质之间的隔板上时，各种类型的电池可以更有效地起作用。此外，当在相对较高的温度(例如，高于60℃)下操作时，这种类型的电池单元也可以更有效地起作用。通过对围绕或部分地围绕每个电池单元的导热电绝缘液体加压，可以将压力和热量各向同性地分配到电池单元。通过使用导热性的绝缘液体，可以对每个电池单元施加恒定的压力，并且可以在电池单元之间均匀且有效地分散热能。例如，这种可再充电的电池可用于为电动车辆的推进提供动力。电动汽车可受益于具有高能量密度和功率密度的轻质电池。

不同形式的软包电池可以悬浮在加压的液体中，例如油。圆柱形的电池片袋可以由多个支撑柱支撑。加压油可以在每个圆柱体的弧形表面(以及可能的话，圆柱体的顶部圆形平面和/或底部圆形平面)提供相同的压力。平面的软包电池可以堆叠起来，形成软包电池阵列。加压油可以在平面软包电池的每个侧面提供相同的压力。或者，油对第一软包电池的外表面施加的压力可使第一软包电池压向第二软包电池，有效地导致软包电池阵列的每个软包电池被加压油压在一起。

软包电池和加压油可以被安置在一个密封的壳体内。密封外壳可以保持油的压力，因此，不需要在外壳内主动对油施加压力。油可以主动或被动地在电池外壳内循环，以均匀地分配热量。在一些实施例中，主动加热元件将密封外壳或加压油加热到电池单元更有效运作的温度(例如，更大的能量密度，更大的功率密度)。

图1说明了圆柱形软包电池系统100的一个实施例。圆柱形软包电池系统100的图示视图是从上面看的。圆柱形软包电池系统100可以包括：圆柱形软包电池110；支撑120；和加压液体130。圆柱形软包电池110可以包括果冻卷式或圆柱形的活性元件112。活性元件可以包括阴极、阳极和电解质。圆柱形软包电池110可以是固态电池，即阴极、阳极是固态的，而不是液体或聚合物基的。例如，圆柱形软包电池110可以使用硫基固态电解质或锂离子导电聚合物电解质。圆柱形软包电池110可以是氧化硫软包电池。其他类型的软包电池也是可以的，例如非固态电池。

活性元件112可以被可变形的软包电池外壳116所包围。可变形的软包电池外壳116可以使施加在圆柱形软包电池110的外表面的压力转移到活性元件112上，从而使阳极、阴极和电解质被压在一起。在圆柱形软包电池110的中心，可以呈现中心区域114。因此，可变形的软包电池外壳116可以没有足够的刚性，以至于可以抵御加压液体施加的压力而不发生某种程度的变形。可变形的软包电池外壳116(以及因此的圆柱形软包电池110)的直径可以在15毫米到50毫米之间。中心区域114可以是空气空间，也可以是电极，如金属电极。

为了将圆柱形软包电池110固定在一个特定的位置和方向，可以有多个支撑120。在图示的实施例中，有三个圆柱形的支撑柱：支撑120-1，支撑120-2，和支撑120-3。这些支撑可以是绝缘性的。这些支撑可以在顶部和底部固定在圆柱形软包电池110所在的密封壳体上。因此，除了将圆柱形软包电池110固定在一个特定的位置外，支撑120还可以对密封壳体的结构刚性作出贡献。虽然图1的示意性实施例说明了三个支撑120以大约120°分散在圆柱形软包电池110周围，但在其他实施例中，可使用更多或更少数量的支撑来固定圆柱形软包电池110。例如，可以用一个不同形状的支撑来固定圆柱形软包电池110。

围绕着圆柱形软包电池110的可以是导热性电绝缘的加压液体130，如油。这种油可以被加压，从而使油压各向同性地施加到可变形的软包电池外壳116上，至少是沿着圆柱体的弯曲表面。这种由加压液体130施加的各向同性的压力由箭头140显示出来。在一些实施例中，加压液体130被加压至至少1兆帕(145磅力/平方英寸)。这样的压力可使活性元件112内的电解质保持对阴阳极的压迫。

图1中说明的是横截面200的位置。图2说明了圆柱形软包电池的横截面200。横截面200说明了圆柱形电池片110的横截面的侧视图。横截面200示出了：支撑120-1；活性元件112；中心区域114；加压液体130；密封壳体顶部210；密封壳体底部220；绝缘密封230；顶部间隙空间240；引线250；底部绝缘体260；以及底部间隙空间270。由于图1中指出的横截面的位置，可以看到一个单一的支撑120-1。如距离280所示，支撑120-1的宽度可在1毫米至100毫米之间。圆柱形软包电池110的高度可以在300毫米和1000毫米之间，如距离282所示。

为了实现给圆柱形软包电池110充电，需要与有源元件112的阳极和阴极进行电连接。引线250-1和250-2可以通过绝缘密封条230分别与有源元件112的阳极和阴极相连。绝缘性密封条230可以在圆柱形软包电池110和密封壳体之间形成密封。绝缘性密封件230可以是聚合物基密封剂，可以是不导电的。密封壳体顶部210可以有一个开口，以允许引线250突出。绝缘密封230可以在圆柱形软包电池110和密封壳体顶部210之间形成密封，这样密封壳体顶部210的开口就可以存在，而不会有加压液体130漏出(或导致减压)。如距离281所示，绝缘密封件230的高度可在1毫米至100毫米之间。

存在于圆柱形软包电池110和密封壳体顶部210之间的可以是顶部间隙空间240(例如，240-1，240-2)。在一些实施例中，这些间隙可以留空，从而允许加压液体130进入顶部间隙空间240，并对圆柱形软包电池110的顶部表面施加压力。同样地，存在于圆柱形软包电池110和密封壳体底部220之间的可以是底部间隙空间270(例如，270-1，270-2，270-3)。在一些实施例中，这些间隙可以留空，从而允许加压液体130进入底部间隙空间270，并对圆柱形软包电池110的底部表面施加压力。因此，加压的液体130可以对圆形侧壁、顶部圆形表面和可变形的软包电池壳体116的底部圆形表面施加压力。在其他实施例中，顶部间隙空间240、底部间隙空间270或两者都可以被填充或密封，以便加压油不进入这些区域。如果加压液体130不进入这些区域，则由加压液体130施加的各向同性的压力可以只施加在圆柱形软包电池110的弯曲侧壁上。

底部绝缘体260(260-1，260-2)可以为圆柱形软包电池110提供一个底座，以保持圆柱形软包电池110和密封壳体底部220之间的距离。如图所示，存在两个底部绝缘体260，在其他实施例中，存在更多或更少数量的底部绝缘体。底部绝缘体260的高度可以在1毫米到100毫米之间，如距离283所示。

图3说明了包括圆柱形软包电池的加压电池模块300的一个实施例。加压电池模块300从俯视图中说明。加压电池模块300包括多个圆柱形软包电池系统100。例如，数百个圆柱形软包电池系统100可以存在于密封壳体305内。密封壳体305，它包括密封壳体顶部210和密封壳体底部220。圆柱形软包电池与加压液体空间的填充比可以在10％和90.7％之间。在一些实施例中，圆柱形软包电池系统100被排列成偏移行。圆柱形软包电池系统100可以被安排成相互平行。

在一些实施例中，存在加热系统310。圆柱形软包电池在加热时，例如加热到至少60℃，可以更有效地发挥作用。加热系统310可以包括布置在密封壳体305外部的加热元件。加热系统310也可以在密封壳体305内设置加热元件。在一些实施例中，加热系统310可包括密封壳体305内的循环器，以循环加压液体130，更均匀地加热加压液体130。加压液体130可以具有相对较高的导热性，因此可以不需要加压液体130的主动循环。

虽然图1-3侧重于圆柱形的软包电池，但也可以使用其他形状的软包电池，如平面的软包电池。这种软包电池可以堆叠起来，形成软包电池阵列。图4说明了平面电池阵列系统400的一个实施例的俯视图。多个通常为矩形和平面形状的软包电池可以相互堆叠。在图4的说明性实施例中，六个软包电池(410-1、410-2、410-3、410-4、410-5和410-6)相互堆叠在一起。在其他实施例中，可以有更多或更少数量的软包电池。在一些实施例中，软包电池410可以不堆叠以形成阵列。支撑板420-1和420-2可用于支撑软包电池410并在密封的壳体内固定。

在每个软包电池410内可以是一个固态电池单元，意味着阴极、阳极和电解质是固态的，而不是基于液体或聚合物。例如，软包电池410-1可以使用硫基固态电解质。软包电池410-1可以是一个氧化硫软包电池。其他类型的软包电池也是可以的，例如非固态电池。

每个软包电池410的活性元件可以被可变形软包电池壳体411所包围。可变形的软包电池外壳411可允许施加在软包电池410的外表面的压力转移到每个软包电池内的活性元件，从而使阳极、阴极和电解质被压在一起。因此，可变形的软包电池外壳411可以没有足够的刚性，以至于可以抵抗加压液体施加的压力而不发生某种程度的变形。中心区域114可以是空气空间，也可以是磁极，如金属磁极。

围绕着软包电池410的可以是导热性电绝缘的加压液体130，如油。这种油可以被加压，从而使油压各向同性地施加到可变形的软包电池外壳411上，至少是沿着软包电池410的暴露表面。这种由加压液体130施加的各向同性的压力由箭头440显示出来。在一些实施例中，加压液体130被加压至至少1兆帕(145磅-力/平方英寸)。这样的压力可以使软包电池410的活性成分内的电解质保持压在阴极和阳极上。

加压的液体130可以对软包电池410的暴露的外表面施加各向同性的压力。在一些实施例中，软包电池410被相互压迫，使加压液体130只与阵列中最外层的软包电池接触，如软包电池410-1和410-6。在这样的实施例中，压力是通过力的传递通过软包电池410-1和410-6施加到软包电池410-2至410-5。在其他实施例中，加压的液体可以在阵列内的软包电池之间穿透。例如，加压的液体可以存在于软包电池410-3和软包电池410-4之间。在这样的实施例中，加压液体130可以直接对每个软包电池410施加压力。

图4中示出了横截面500。图5说明了平面软包电池阵列的一个实施例的横截面500。在每个软包电池(如软包电池410-1)中可见的是活性元件560。活性元件560，如活性元件560-1，可以包括阳极、阴极和电解质。

底部绝缘体540可以支持软包电池阵列的每个软包电池410，并在密封外壳底部530-2和软包电池410之间提供一个绝缘缓冲。绝缘密封圈510可在密封壳体顶部530-1和软包电池410之间提供顶部支撑和缓冲。引线520可以穿过绝缘密封510，并可以与软包电池410的有源元件进行电连接。每个软包电池可以有两条引线，第一条引线与软包电池的阳极连接，第二条引线与软包电池的阴极连接。为简单起见，只对图中的一些引线进行了标注。在密封的外壳顶部530-1上可以有孔，以使引线520能通向外部环境。绝缘密封510可以将密封壳体的内部环境与外部密封，以防止加压液体130从加压壳体的内部漏出。绝缘密封510可以是聚合物基密封剂，可以是不导电的。

在一些实施例中，加压液体130可以只在箭头440所示的方向上向软包电池410施加压力。加压液体130可以通过绝缘密封圈510和底座绝缘体540防止对每个软包电池的顶部和底部施加力。在其他实施例中，加压液体130可以额外地在顶部、底部或两者上对软包电池410施加压力(如箭头550所示)。通过不将软包电池410密封在绝缘密封件510、底座绝缘体540或两者之间，加压液体130可以渗透到绝缘密封件510、底座绝缘体540和软包电池410之间的区域，导致各向同性的压力被施加在软包电池410的顶部、底部或顶部和底部。

图6说明了平面软包电池阵列横截面的另一个实施例。软包电池阵列的宽度可以在10毫米到100毫米之间。软包电池阵列的高度可以在300毫米和3000毫米之间。绝缘密封510的高度可以在1毫米到100毫米之间。底部绝缘体540的高度可以在1毫米到100毫米之间。这些测量值可以根据电池和电池模块的具体应用而变化，在这些电池和电池模块中加入了软包电池阵列。

图7说明了包括平面软包电池阵列的加压电池模块700的一个实施例。加压电池模块700从俯视图中被说明。加压电池模块700包括多个软包电池阵列系统400。例如，在密封壳体305内可以有数百个软包电池阵列系统400。密封壳体305，它包括密封壳体顶部530-1和密封壳体底部530-2。平面软包电池阵列与加压液体空间的填充比可在10％至90％之间。在一些实施例中，软包电池阵列系统400被排列成行或网格。软包电池阵列系统400可以被安排成竖直且相互平行。

在一些实施例中，存在加热系统310。圆柱形软包电池在加热时，例如加热到至少60℃，可以更有效地发挥作用。加热系统310可以包括布置在密封壳体305外部的加热元件。加热系统310也可以在密封壳体305内设置加热元件。在一些实施例中，加热系统310可包括密封壳体305内的循环器，以循环加压液体130，更均匀地加热加压液体130。加压液体130可以具有相对较高的导热性，因此可以不需要加压液体130的主动循环。

虽然本文详述的电池单元可以被安置在加压环境中，但当制造这种电池单元时，制造过程的一部分(可称为活化过程)可以涉及执行一个过程，以在电池单元的电解质和电池单元的阳极之间和/或电池单元的电解质和电池单元的阴极之间形成更好的接触。如前所述，各种类型的电池，如圆柱形、果冻式电池单元，当施加压力将电池单元的活性元件(即阴极和/或阳极)压向电解质时，可以更有效地发挥作用。此外，一些使用硫磺或氧化物基固态电解质的此类电池单元在相对较高的温度(如60℃以上)下运行时，也可以更有效地发挥作用。为了制造这样的电池单元，可以通过施加比后续操作条件下的压力和温度更大的压力和温度来改善活性元件和电解质之间的接触。

使用导热的电绝缘液体，可以在每个电池单元的外部施加一致的压力，并且热能可以在电池单元之间均匀有效地分散。这种压力和增加的温度可以保持一段时间，然后释放压力，降低温度。一旦执行了这个过程，电池单元就可以被称为半活性。

半活性电池单元可以永久地安装在一个电池模块内。在电池模块内，半活性电池单元可以被重新加压，但不会达到激活过程中那么高的压力。在操作过程中，温度也可以提高，然而，可能不会达到激活过程的压力水平。与不执行激活过程相比，该电池单元可以表现出更好的操作特性(包括更大的功率密度和/或更大的能量密度)。

关于此类系统和工艺的进一步细节，将结合图8-11提供。图8说明了电池单元激活系统800的一个实施例的侧视图。电池单元激活系统800可以包括：可密封的外壳810(其中包括侧壁810-1和侧壁810-2)；盖体820；加热元件815；顶部电池单元支架830；底部电池支架835；和液体腔840。

可密封的壳体810可以是一个刚性的壳体，它可以被密封，并在密封的壳体810内保持一个与外部环境相比更高的压力水平。可密封的外壳810可以是金属。在可密封壳体810的一个或多个侧壁内(如侧壁810-1和810-2)可以是加热元件815。加热元件815可以是电阻式加热元件，也可以称为焦耳加热或欧姆加热元件，当有电流存在时产生热量。加热元件815可以分散在整个侧壁810-2和810-2中，从而使热量大致均匀地施加到液体腔840中。

可密封的外壳810可与可拆卸的盖体820对接。盖体820可以是可拆卸的，这样电池单元850就可以可拆卸地插入液体腔840内。盖体820可以与可密封的外壳810密封，这样在液体腔840内产生的压力就不会使盖体820移位。虽然图示的实施例显示盖体820在可密封壳体810的顶部，但应该理解的是，可密封壳体810上的其他地方也可以设置盖体，而不是在顶部。

在可密封壳体810内可以有各种支撑，例如顶部电池单元支撑830和底部电池支撑835。底部电池支撑835可以将电池单元850从液体腔840的底部抬起来。顶部电池单元支撑830可被贴在盖体820上，并可帮助将电池单元850固定在液体腔840内的一个固定位置上。

电池单元850可以是一个圆柱形的电池单元。一个"果冻卷"式的电池单元可以由不同的材料相互分层构成，然后卷成一个圆柱体并置于一个圆柱形的外壳中。例如，第一层可以是阳极层，第二层可以是电解质层，而第三层可以是阴极层。其他层也可以存在，例如阳极和电解质之间和/或阴极和电解质之间的界面层。电池单元850可以被包裹在一个柔性膜中。柔性膜可以防止液体渗透到圆柱形电池单元内。柔性膜可以提供很少的压力阻力，因此，可以允许外部压力对圆柱形电池单元的层组件施加压力。这种压力可以导致阳极被压到电解质上和/或阴极被压到电解质上。

电池单元850可以是一个固态电池单元。使用的电解质可以是锂离子导电聚合物，或基于硫/氧化物的固态电解质。使用这种电解质的电池单元的功率密度可以通过在电解质、阳极和阴极之间大量的接触来提高。

液体腔840可由可密封壳体810内的开放空间形成。液体腔840可以填充不导电和导热的液体。在一些实施例中，使用的是油。用于填充液体腔840的液体可以是用于填充密封壳体305的同一类型的液体。液体腔840可以保持至少部分地充满液体。电池单元850可以被插入，液体腔840的剩余部分充满液体，然后对可密封壳体810加压。在加压的同时，可以通过加热元件815向电池单元850施加热量。加热元件815可以加热可密封外壳810，从而加热液体腔840中的液体，这反过来又加热电池单元850。热量可以很好地分散，使电池单元850的侧面、顶部和底部周围存在大致相同温度的液体。通过使用液体在加热元件815和电池单元850之间传递热量，而不是空气，热量的传递明显更快，从而使电池单元850更快地升温。

在一些实施例中，不是将加热元件815嵌入侧壁811中，而是将加热元件815与液体腔840一起位于侧壁811的外部，或者位于可密封壳体810的外部。在这样的实施例中，加热元件815可以被包裹在可密封壳体810的外表面。

图9说明了电池单元激活系统900的一个实施例的俯视图。电池单元激活系统900可以代表图8的电池单元激活系统800的一个实施例。电池单元激活系统900可以包括液体泵905。液体泵905可以有多种用途：液体泵905可以用来在电池单元850被安置在液体腔840内之后，用液体完全或几乎完全填充液体腔840；液体泵905可以用来在可密封壳体810被密封之后，增加、减少和控制可密封壳体810内的压力；以及液体泵905可以用来在液体腔840内循环液体。液体泵905可通过管道910与液体腔840连接，使液体被泵入并可能被泵出液体腔840。

图10说明了电池单元激活系统1000的一个实施例的侧视图。电池单元激活系统1000的功能与图8和图9的电池单元激活系统800(可能还有900)相似。电池单元激活系统1000允许多个电池单元同时被激活。在图示的例子中，四个电池单元850存在于可密封外壳1010内。这个电池单元的数量仅用于举例；在其他实施例中，可以存在较少或更多数量的电池单元，如几十个或甚至几百个电池单元。由于液体腔1020内的液体被用来对电池单元850的外表面施加压力，所以在电池单元外表面上的压力是各向同性的。

图11说明了用于通过增加电池单元的电解质和活性材料之间的接触量来激活电池单元的方法1100的一个实施例。方法1100可使用图8-10中详述的系统和装置进行。方法1100可作为制造过程的一部分，用于激活或调节一个或多个电池单元，以用于图1-7所详述的系统和装置中。

在方框1105，可以使用固体锂离子导电聚合物电解质的电池单元，可以浸泡在可以密封的壳体内的液体中。该液体可以是一种非导电、导热的液体。这种液体可以是一种油。在第1105方框浸入的电池单元具有电解质、阳极和阴极，它可以被制造成果冻卷式的圆柱形软包电池单元或平面软包电池。浸泡在1105方框的电池单元可以是功能性的，然而电池单元的功能性可以通过增加阳极和电解质和/或阴极和电解质之间的接触量来改善。

在1110方框，外壳可以被密封，里面有浸入的电池单元。在这一环节，密封的外壳内可以有一些空气空间。在其他实施例中，可以不存在空气空间。如果存在一定量的空气空间，在1115方框，可以泵送或以其他方式向密封壳体的内部添加额外的液体。第1115方框可涉及允许空气排出。在第1115方框之后，所有的空气或基本上所有的空气可以被移除，从而使电池单元完全浸入液体中(例如，电池的所有外表面都与液体接触)。

在方框1120，液体可以在密封壳体内被加压，例如加压到1兆帕和300兆帕之间，取决于电池单元的类型。由于液体被加压，压力可被各向同性地施加到浸泡在液体中的电池单元的外表面(顶部、底部和/或侧壁)。在第1120方框施加的压力可以是至少1兆帕。在方框1125，液体可以被加热，使热量近似于各向同性地施加到浸入的电池单元的外表面。在一些实施例中，液体被加热到100℃-200℃之间。与电池单元被空气包围的情况相比，电池单元可以被迅速加热，因为液体的导热性比空气高。在不同的实施例中，1120和1125方框可以按顺序颠倒，也可以同时进行。在一些实施例中，液体可以不被加热。电池单元可以在加压和/或加热的液体中保持一段时间，例如在1至10分钟之间。可以用一个液体泵来产生和保持压力。可以使用一个或多个焦耳加热元件来产生热量，这些元件可以在密封壳体的壁内、密封壳体的内部或密封壳体的外部。

在方框1130，液体可以被冷却，如果被加热，并被减压到环境压力。在一些实施例中，液体被主动冷却，在其他实施例中，液体被允许通过向环境中排放热量来冷却。

在1135方框，电池单元可以从液体中取出。在这个时间点上，电池单元可以被认为是半激活的。也就是说，通过执行方框1105-1130，电池现在已经被半激活了。当电池单元被安装在加压环境中时，例如在方框1150中详述的那样，可以认为电池单元被激活。在1140方框，可以对半激活的电池单元进行清洗，以去除电池单元外表面上的残留液体。

在1145方框，半激活的电池可以安装在一个可密封的壳体内，电池单元在其中充电和放电。该外壳与用于1105-1135方框的外壳是分开的，也是不同的。在1145方框使用的外壳可以是一个作为电池模块一部分的外壳。这种可密封的外壳可以位于车辆上。例如，可以使用图3和图7的密封外壳305。一旦电池单元被安装在可密封的壳体内，可密封的壳体可以在1150方框处与电池单元一起被密封。液体，例如油，可以是在方框1120使用的相同形式的液体，可以存在于可密封壳体内，从而使电池单元周围的所有或大部分空间都被液体占据。在电池单元被插入壳体后，可将可密封壳体内的液体量加满，或加入所有的液体。

在第1150方框，壳体内的液体可以被加压，例如使用泵。一旦液体被加压到所需的压力，可密封的外壳就可以在第1150方框被密封，可能是永久性的。现在可以认为电池单元已被激活。因此，由于可密封的外壳阻止了压力的逸出，压力可以被保留。在第1150方框产生的压力可以比在第1120方框施加的压力小。同样地，壳体内的液体可以被加热，例如使用一个或多个加热元件，如加热系统310。在方框1150处产生的热量可以小于在方框1125处施加的热量，从而使操作温度低于在方框1125处激活电池的温度。可以施加热量以保持电池在所需的温度操作范围内。

在1155方框，活化的电池单元可以进行充电和放电循环，从而使处于各向同性的加压环境中的活化电池单元产生电力，可用于为系统或设备(如电动汽车)供电。

上面讨论的方法、系统和装置是例子。各种配置可酌情省略、替代或增加各种程序或组件。例如，在其他配置中，这些方法可以按照与所述不同的顺序执行，并且/或者可以添加、省略和/或组合各种阶段。另外，就某些配置所描述的特征可以在其他各种配置中组合。配置的不同方面和元素可以以类似方式组合。另外，技术在不断发展，因此，许多元素都是例子，并不限制本公开内容或权利要求的范围。

在描述中给出了具体的细节，以提供对示例配置(包括实施)的彻底理解。然而，配置可以在没有这些具体细节的情况下进行实践。例如，众所周知的电路、过程、算法、结构和技术已被显示出来，没有不必要的细节，以避免掩盖配置的内容。本说明只提供了配置的例子，并不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域的技术人员提供实现所述技术的有利说明。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以对元素的功能和排列进行各种改变。

另外，配置可以被描述为一个过程，该过程被描述为一个流程图或方框图。尽管每个人都可以将操作描述为一个顺序过程，但许多操作可以平行或并发地进行。此外，操作的顺序可以重新安排。一个过程可以有未包括在图中的额外步骤。此外，本方法的例子可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当以软件、固件、中间件或微码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在非临时性计算机可读介质中，如存储介质。处理器可以执行所述任务。

在描述了几个例子的配置后，在不背离本发明的精神的情况下，可以使用各种修改、替代结构和等同结构。例如，上述元素可以是一个更大系统的组成部分，其中其他规则可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。另外，在上述要素之前、期间或之后，可以加入一些步骤。

Claims (20)

1.一种加压电池模块，包括:

密封电池模块壳体；

多个软包电池，其中每个软包电池都在密封电池模块壳体内；以及

在密封壳体内被加压的液体，其中液体对多个软包电池中的每个软包电池的外表面施加压力。

2.根据权利要求1所述的加压电池模块，其中所述液体是一种电绝缘油。

3.根据权利要求1所述的加压电池模块，其中所述多个软包电池中的每个软包电池是圆柱形的。

4.根据权利要求3所述的加压电池模块，进一步包括与密封电池模块壳体相连的多个支撑柱，其中：

所述多个软包电池中的每个圆柱形软包电池被多个支撑柱中的一组支撑柱固定在密封电池模块壳体内。

5.根据权利要求3所述的加压电池模块，其中所述液体对所述多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的弧形侧壁施加各向同性的压力。

6.根据权利要求3所述的加压电池模块，其中所述液体对多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的顶部、底部和弧形侧壁施加各向同性的压力。

7.根据权利要求5所述的加压电池模块，进一步包括:

多条导线；以及

聚合物基密封剂，其中所述聚合物基密封剂为所述多个软包电池中的每个软包电池形成密封，所述多条导线中的一条导线在软包电池和密封电池模块壳体外的外部环境之间从中穿过。

8.根据权利要求5所述的加压电池模块，进一步包括多个圆柱形电极，其中所述多个圆柱形电极中的一个圆柱形电极存在于所述多个软包电池的每个圆柱形软包电池的中心。

9.根据权利要求5所述的加压电池模块，进一步包括多个圆柱形电极，其中在所述多个圆柱形软包电池的每个圆柱形软包电池的中心有一个空气空间。

10.根据权利要求1所述的加压电池模块，进一步包括多个软包电池阵列，其中每个软包电池阵列包括多个软包电池压在一起的多个软包电池。

11.根据权利要求10所述的加压电池模块，进一步包括第一绝缘板和第二绝缘板，其中所述第一绝缘板和第二绝缘板支撑所述密封电池模块壳体内的每个软包电池阵列。

12.根据权利要求10所述的加压电池模块，进一步包括:

多条导线；以及

聚合物基密封剂，其中所述聚合物基密封剂为多个软包电池中的每个软包电池形成密封，所述多条导线中的一条导线在软包电池和密封电池模块壳体外的外部环境之间从中穿过。

13.根据权利要求1所述的加压电池模块，其中每个软包电池包括硫基固态电解质。

14.一种加压电池模块系统，包括:

加热系统；

密封电池模块壳体；

多个软包电池，其中每个软包电池都在密封电池模块壳体内；以及

在密封壳体内被加压的液体，其中所述液体对多个软包电池的每个软包电池的外表面施加压力。

15.根据权利要求14所述的加压电池模块系统，其中该液体是一种电绝缘油。

16.根据权利要求15所述的加压电池模块系统，进一步包括:

多个与密封电池模块壳体相连的支撑柱，其中:

所述多个软包电池中的每个软包电池是圆柱形的；以及

所述多个软包电池中的每个圆柱形软包电池被多个支撑柱中的一组支撑柱固定在密封电池模块壳体内。

17.根据权利要求16的加压电池组系统，其中所述液体对多个软包电池中的每个圆柱形软包电池的弧形侧壁施加各向同性的压力。

18.根据权利要求17所述的加压电池模块系统，进一步包括:

多条导线；以及

聚合物基密封剂，其中所述聚合物基密封剂为多个软包电池中的每个软包电池形成密封，所述多条导线中的一条导线在软包电池与密封电池模块壳体外的外部环境之间从中穿过。

19.根据权利要求18所述的加压电池模块系统，其中所述每个软包电池包括硫基固态电解质。

20.一种加压电池装置，包括:

加热装置；

密封壳体装置；

多个电池单元，其中每个电池单元都在密封壳体装置内；以及

在密封壳体装置内被加压的液体，其中所述液体对所述多个电池单元中的每个电池单元的外表面施加压力。

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