CN116420258A - 储能电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于合并一个或多个个体能量电池的系统。个体能量电池包括具有中央端子和外部端子的顶表面。第一端子和第二端子被配置为基本上平面的电接触。电池还包括机械地连接到顶表面的侧表面和机械地连接到侧表面的底表面。

Description

储能电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年9月21日提交的题为“ENERGY STORAGE CELL”的美国临时申请第63/081,238号的权益。美国临时申请第63/081,238号通过引用并入本文。
背景技术
一般来说，很多设备或组件可以至少部分由电源供电。在车辆的上下文中，电动车辆可以全部或部分由电源供电。电动车辆的电源通常可以称为“电池”，它可以表示个体电池(battery cell)或电池(cell)、模块和电池组。在一些方法中，一簇电池可以被认为是个体模块，并且一簇模块可以被认为是电池组。用于电动车辆的电源可以以组配置安装和维护。类似的方法/术语可以应用于用于收集、存储和分配能量的电网存储应用。
电动车辆通常需要比诸如移动设备等典型消费产品的功率强很多倍(一千倍)的功率。为了实现这些功率要求，电动车辆的电池组通常包括个体电池的大的密集的布置，这些个体电池被个体地放置或配置成多个模块。电池组的组成和性能将取决于个体电池的特性、并入电池组的个体电池的总数、以及电池和辅助组件到模块或电池组中的配置/取向。在大多数电动车辆运输和电网存储应用的上下文中，电池组可以表示最昂贵的最大的组件中的一个。
发明内容
本公开提供了一种能量电池，该能量电池包括：圆形顶表面，该圆形顶表面具有中央端子、外部端子和端子绝缘体垫圈，其中中央端子和外部端子被配置为电接触，其中中央端子被外部端子环绕，其中中央端子和外部端子基本上覆盖顶表面，其中中央端子和外部端子由端子绝缘体垫圈分离，其中端子绝缘体垫圈是电绝缘体；机械地连接到顶表面的侧表面；机械地连接到侧表面的圆形底表面，圆形底表面具有环形界面和压力排放特征，其中环形界面被配置为形成用于电池的基部，其中压力排放特征被配置为在顶表面的相对方向上进行排放；以及在顶表面、侧表面和底表面内的储能材料。顶表面和侧表面可以是连续的。中央端子202的区域和外部端子的区域可以被配置为相互依赖。中央端子202的区域和外部端子的区域可以基于电池阵列级互连焊接或其他组装工艺将成功的统计可能性的阈值来确定。
本公开提供了一种能量电池，该能量电池包括：具有中央端子和外部端子的顶表面，其中第一端子和第二端子被配置为基本上平面的电接触；机械地连接到顶表面的侧表面；机械地连接到侧表面的底表面；以及在顶表面、侧表面和底表面内的储能材料。顶表面可以是基本上圆形的。中央端子和外部端子可以基本上覆盖顶表面。中央端子和外部端子可以由端子绝缘体垫圈分开，其中端子绝缘体垫圈是电绝缘体。中央端子可以是阴极，并且外部端子可以是阳极。中央端子的区域和外部端子的区域可以被配置为相互依赖。中央端子的区域和外部端子的区域可以基于电池阵列级互连焊接或其他组装工艺将成功的统计可能性的阈值来确定。能量电池还可以包括套筒，其中套筒包围侧表面的至少一部分。套筒可以由电绝缘材料组成。套筒可以由一种或多种材料的两个层组成。顶表面和侧表面可以是连续的。顶表面可以是足够铁质的以允许被制造设备经由磁性粘附进行移动。底表面可以是基本上圆形的。底表面可以具有被配置为形成用于电池的基部的环形界面。底表面可以具有被配置用于在与顶表面的相对方向上进行排放的压力排放特征。
本公开提供了一种电池系统，该电池系统包括多个电池，其中多个电池中的每个电池包括：具有中央端子和外部端子的顶表面，其中第一端子和第二端子被配置为电接触；机械地连接到顶表面的侧表面；机械地连接到侧表面的底表面；以及在顶表面、侧表面和底表面内的储能材料，其中电池通过激光焊接被互连并且以基本上平面配置对准。
附图说明
参考某些配置的附图描述了本公开的这些和其他特征、方面和优点，这些附图旨在示意性地说明某些配置，而不是限制本公开。
图1A示出了套筒中的示例储能电池。
图1B示出了示例储能电池的透视图。
图2A示出了示例储能电池的俯视图。
图2B示出了示例储能电池的替代俯视图。
图3示出了示例能量电池的仰视图。
图4示出了示例能量电池的顶表面和底表面的侧视结构图。
图5示出了示例储能系统的分解视图。
具体实施方式
总的来说，本公开的一个或多个方面涉及储能电池。更具体地，本公开涉及一种储能电池，该储能电池被设计用于集成到大型车辆和电网存储产品中。说明性地，为了支持这种集成，个体储能电池可以对应于各种体积和纵横比的圆柱形存储电池。圆柱形存储电池具有进一步支持集成的特定特性或配置。更具体地，在一个方面，圆柱形存储电池包括顶表面，该顶表面被具体地配置为呈现同心并且基本共面的正端子和负端子，使得用于焊接互连的表面区域在正端子与负端子之间提供统计上平衡的结果。在相关方面，中央端子接口(无论是正的还是负的)可以相对于周围的几何形状升高，包括另一端子、用作两个端子之间的电绝缘体的端子绝缘体垫圈、或电池罐的另一元件。在另一方面，圆柱形存储电池包括侧表面，该侧表面被套接以将个体电池彼此电隔离并且将电池阵列中的辅助组件电隔离。此外，侧表面说明性地用于与作为电池阵列的一部分而添加的冷却系统进行接口，以用作用于提取个体电池内生成的热量的主要管道。在又一方面，圆柱形存储电池设计包括底表面，该底表面选择性地将电池特征或功能分组，在现有技术中，这些特征或功能可能需要并入顶表面或侧表面中。这样的附加特征可以包括用于密封拉制或挤压的电池罐的开口端的几何形状、用于在热失控中校准排气的几何形状、用于将材料接收到存储电池中的输入等。
在说明性实施例中，圆柱形存储电池的顶表面、侧表面和底表面的上述方面的具体组合可以促进增加由每个相应表面实现的功能的优化。例如，通过将在顶表面上呈现的功能或组件限于正端子和负端子，说明性的圆柱形存储电池可以增加与正端子和负端子相对应的顶表面的表面积，并且从而促进经由制造工艺的电互连的焊接(诸如激光焊接)。这可以改善经济性和性能特性。在另一示例中，利用具有附加导热性质的套筒材料能够在电池阵列实施例中建立成本和性能得到优化的冷却通道。相关领域的技术人员将意识到，这样的配置或组合也可以促进附加的示例和益处。此外，相关领域的技术人员将理解，在本申请的范围内的其他存储电池实现可以合并本文中呈现的表面的各方面的不同组合。
各种储能电池设计试图在个体电池水平上优化成本、封装体积、质量、性能、耐用性和制造效率。然而，这种局部优化通常不会转化为存储电池集成到其中(例如与电动车辆或电网储能系统中使用的电池阵列集成)的储能系统的系统级度量优化。电池形状因子选择为电池组的性能、成本、封装体积、耐用性和制造效率提供了高效和有效的杠杆作用。三种不同的形状因子最常用于大规模产品应用：袋状电池、棱柱状电池和圆柱形电池。圆柱形形式通过单件连续运动组装工艺在成本/制造效率方面提供了决定性的优势，通过内部解析的电极堆叠材料膨胀力在封装/耐用性方面提供了决定性的优势。圆柱形形式通常还通过较短的热路径长度和体积能量密度通过电极堆叠的包裹几何形状在性能上产生改进。相关领域的技术人员将理解，为了在集成电池组的水平体现上述圆柱形形式的优点，包括电池外部在内的个体电池的材料和机械特征可以影响集成多个电池以实现电池组的功能的能力。因此，如本文中所述，跨越个体圆柱形存储电池的各种表面的特定特征和功能配置可以为集成电池阵列提供成本、封装体积、质量、性能、耐用性和制造效率的附加产品系统级优化。
尽管本公开的重点是其在储能系统中的应用，但圆柱形储能电池设计可以用于改进任何圆柱形形状因子的储能设备(电池、电容器等)，其中成本、体积、性能和质量敏感的大阵列产品的自动化制造是优先结果。相关领域的技术人员将理解，附加优点或技术效率可以与本申请的一个或多个方面或各方面的组合相关联，而不受限制。
说明性储能电池
图1A示出了说明性圆柱形储能电池100的截面侧视图。存储电池可以具有顶表面102、侧表面104和底表面106。侧表面104可以包括存储电池的电池壁。可以优化电池尺寸(诸如高度和直径等)，以在各种储能系统上形成相同电压簇的重复模式，诸如但不限于在各种总线电压下的车辆电池平台和能量电网。在给定储能应用中，用于构造储能电池的材料可以与内部和外部接触的物质在化学和热方面是兼容的。尽管在图1A和图1B中示出为圆柱形实施例，但在其他实施例中，储能电池可以具有非圆柱形形式，诸如棱柱形或袋形因子。
图1B示出了说明性圆柱形储能电池的透视图。侧表面104可以是形成电池结构的连续结构的一部分。顶表面102和侧表面104可以是连续的(例如，材料上连续的、机械上连续的或任何其他形式的邻接性或连续性)。类似地，底表面106和侧表面104可以是连续的。例如，电池的外部结构通常被称为“罐”，其中侧表面可以被称为“罐壁”。说明性地，电池的侧表面104可以与顶表面102或底表面106是连续的，以减少电池上机械和电气弱点的数目或严重程度。例如，在侧表面104与顶表面102是连续的实施例中，电池在刚度和强度方面呈现局部均匀的结构。这样的电池结构可以更适合于处理在顶表面102处施加或以其他方式经历的机械载荷、压力或应力。通过消除机械弱点和相关组装误差，这对于电池的组装或其中使用电池的产品的组装也是有利的。
此外，如下所述，一旦电池被部署以供使用，顶表面102可以用于处理施加到顶表面102的部分机械载荷、压力或应力。说明性地，顶表面102可以被配置用于增加用于产品结构集成的拉伸强度和刚度、以及用于在电互连过程中反作用固定力的压缩强度和刚性。更具体地，顶表面102可以直接结合到片材上，使得电池100的阵列形成夹层板结构，该夹层板结构提供足够的强度和刚度来支撑其自身的质量，或者另外支撑产品框架(诸如车身)。
在一些实施例中，套筒108可以应用于存储电池100的外表面。套筒可以基本上至少包围电池的圆柱形侧表面104。说明性地，圆柱形侧表面104由导电材料制成。在一些实施例中，套筒108基本上不包围电池的圆柱形侧表面104，而是可以由部分地暴露电池的侧表面104的一个或多个带组成。套筒108的这些带可以沿着电池的圆柱形侧表面104的高度彼此等距间隔开，或者可以基本上靠近电池的顶表面102或电池的底表面106放置。当套筒108包括一个或多个带时，套筒108能够实现电池与其他组件(包括其他电池)之间的电隔离物理接触，同时保持与电池的侧表面104的直接机械结合的机会。
在一些实施例中，套筒108可以是电绝缘材料。套筒108可以形成电屏障，该电屏障将每个储能电池与其他储能系统组件电隔离，诸如产品框架、其他存储电池和冷却系统。套筒108可以促进构造或配置多个存储电池100，多个存储电池100对应于具有电池100的最大体积封装密度的串联电压串。在这种配置中，套筒108减轻了个体电池之间的不希望的电连接，以允许电池阵列消除存储电池之间的间隔间隙。因此，套筒的使用可以允许储能系统中的若干优点，包括但不限于提高体积能量密度，减少内部空隙体积(这直接降低了结构填充模块和电池组配置的成本)，鼓励由引发或无端的热失控产生的热能的平衡分布(这降低了传播到模块或组级安全事件的可能性)，加强作为电池之间的反弹、缓冲或机械垫片的电池间距，并且允许相邻组件导电或导热，以提高特定应用的性能。
替代地，套筒108可以用作反弹器、缓冲器或机械垫片，以物理地强制电池分开，而其本身不充当主要电绝缘介质。使用套筒108作为反弹器或缓冲器来加强电池间距可以减少电池的移动和间距。在一些实施例中，套筒108可以是电池的标签，并且包括关于电池的信息，诸如监管信息或重要的使用细节。
在一些实施例中，套筒108是一种材料的单一包裹。在一些实施例中，套筒108是一种或两种材料的双重包裹。如果一个或两个包裹的关键性能性质随着时间的推移而降低，则双重包裹非常有用。通过创建滑动界面层，简化了从电池阵列中移除电池和在电池阵列内更换电池，双重包裹可以进一步有助于提高可用性。
在其他实施例中，存储电池100可以被制造为没有套筒108，使得导电侧表面被暴露。在这样的实施例中，在储能系统中使用期间，存储电池100可以被布置为使得存储电池100与储能系统的其他组件之间保持距离。在这样的实施例中，如果存储电池100之间的距离是不希望的，则相邻的相同电压簇中的电池可以被配置为具有相反的端子极性，使得侧表面104之间的直接接触导致零电势，从而使得该接触对于构造串联电压堆来说无关紧要。
参考图1B，侧表面104可以被设计为促进空气、液体或被动冷却通过侧表面104的一部分，在该部分不存在其他竞争功能。在一些实施例中，侧表面104可以与作为电池阵列的制造的一部分而提供的主动冷却通道或冷却组件(例如，散热器)进行接口。因此，与存储电池100的一个或两个其他表面相比，侧表面104和套筒108(个体地或组合地)可以呈现为具有优越的导热路径。在一些实施例中，存储电池100可以经由顶表面102或底表面106来冷却。这些界面的任何子组都可以同时冷却，或者它们全部一起冷却(例如，浸没、相变等)，或者根本不冷却(被动/依赖于电池的热容量)。在一些实施例中，侧表面104可以围绕电池圆柱形地扫过。在一些实施例中，侧表面104可以在顶表面102或底表面106附近弯曲。冷却侧表面104可以替代地用于冷却顶表面102和底表面104。这又可以允许将顶表面102和底表面106的设计主要设计用于压力排放、电端子电池功能和结构连接。冷却侧表面104对于最大化可以封装在固定的车辆产品高度包封中的电池罐高度也是有利的，实际上，使电池活性材料成本/质量开销最小化。这种冷却布置还使得能够从串联负载路径中的典型滥用区域移除热管理接口，以用于结构集成的储能系统。这种配置可以提供附加的热效益，例如通过最小化到周围环境的热泄漏的速率，使得电池提供用于加热车厢的热存储。在侧表面104被冷却的实施例中，套筒108可以不具有高热阻。
通过将侧表面104与储能系统中的互补刚性组件对准，侧表面104可以进一步用于储能系统中存储电池100的精确定位。在一些实施例中，互补组件可以是储能系统中的热组件。
侧表面104的厚度可以为0.1-2.0mm。侧表面104的厚度可以为约0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。侧面104的厚度可以为约1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm。侧表面104的厚度可以为0.05mm。可以使用更薄的侧表面104来实现更高的体积能量密度。如果电池尺寸较长或具有较长电极，则壁(是指侧表面104)可以较厚。考虑侧表面厚度的重要因素包括随着时间的推移由于疲劳而产生的机械强度、由于内部压力而可能由于大的环向应力而产生的侧面断裂的阻力、以及在冷却/加热电池期间作为并联电阻器的平衡热。
与侧表面104相比，顶表面102或底表面106可以相对较厚。顶表面102或底表面106中的一个或多个的厚度可以为0.1-2.0mm。顶表面102和底表面106的厚度可以为约0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。顶表面102和底表面106的厚度可以为约1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm。较厚的顶表面102或底表面106可以提供用于电连接的附加基板。较厚的顶表面102或底表面106可以用于更强地焊接到侧表面104，并且可选地具有更大的互连工艺窗口。较厚的顶表面102或底表面106可以用于在电池的正常操作期间使更多的热传递远离电接头，从而实现高的热性能能力。较厚的顶表面102或底表面106可以用于制造，以在电池和最终产品组装期间容纳来自材料处理或组装设备的更多磁通量。这继而能够制造更高的电池和更高的工厂操作速度。
图2A示出了存储电池100的顶表面102。顶表面102可以包括被配置为同心正端子和负端子(在图2A中被描绘为中央端子202和外部端子204)的导电材料。中央端子202和外部端子204可以用文本、符号、颜色、几何特征等进行标记，以允许标识每个端子或每个端子的边界。在一些实施例中，中央端子可以由端子绝缘体垫圈206围绕。端子绝缘体垫圈206可以用作中央端子202与外部端子204之间的电绝缘体(或介电绝缘体)。中央端子202和外部端子204可以与其他组件连接，以向其他系统、子系统或组件输送电力。中央端子202和/或外部端子204可以在外部配置，以提高作为电接触的适用性。这种外部配置可以提高材料兼容性以及可用于与中央端子202和/或外部端子204进行电连接的区域和厚度。
在一些实施例中，中央端子202是正端子，并且外部端子204是负端子。在其他实施例中，中央端子202是负端子，并且外部端子204是正端子。在一些实施例中，中央端子202可以是从顶表面102突出的一个固体导电组件(例如，从端子绝缘体垫圈206和/或外部端子204突出)，这最小化了对电池阵列级的互连组件的干扰。中央端子202也可以用作粘合剂、密封剂或散热元件的间隙设置特征。套筒108可以重叠到顶表面102的外周上，以防止储能系统中相邻存储电池100之间的正端子和负端子的意外桥接，或者强制不同电势下的导电组件(诸如冷却系统或产品框架)的最小跨表面“爬电”。
顶表面102可以被定制为最大限度地平坦的和无障碍的可行焊接区域，包括基板厚度和材料，该基板厚度和材料适合于提供宽的互连能量处理窗口——转化为互连组件间隙坚固性——其中牺牲存储电池100的密封性的风险最小。可以提供足够的正端子面积和负端子面积，以在每个端子焊缝的相对侧同时进行箔片下压、焊接面积和四探针Kelvin互连验证测试。因为用于存储电池100的所有正电池端子和负电池端子基本上共面并且处于公共取向，所以电力输送和电压感测所需要的电互连也可以沿着单个平面延伸(例如，集成为箔片)。沿着顶表面102的公共平面的激光焊接互连可以产生导电连接，该导电连接用于以低热损失提供电压和电流，以及以减少的制造和操作支出来连接电压感测和控制电子器件。
在一些实施例中，顶表面102可以由铁质或磁性材料制成。在一些实施例中，中央端子202或外部端子204由铁质或磁性材料制成。在一些实施例中，顶表面102的不是中央端子202或外部端子204的部分包括铁质或磁性材料。足够的铁质或磁性材料可以在顶表面102上，使得组装工具可以用于通过对顶表面102的磁性吸引来拾取电池和整个电池组件。
在一些实施例中，侧表面104可以由与顶表面102相同的铁质或磁性材料制成。替代地，侧表面104可以由不同材料制成。侧表面104可以由非磁性或非铁质材料制成。侧表面104可以由较轻的材料(例如，铝)制成。
在说明性实施例中，由中央端子202和外部端子204呈现的圆形区域的尺寸可以基于电池阵列级互连工艺(例如，激光焊接)将成功的统计可能性的阈值来确定。例如，在一个实施例中，阈值可能性成功可以被设置为99.9999％(4西格玛)或者为0.0001以下的最大失败率。更进一步地，由中央端子202和外部端子204呈现的圆形区域的尺寸可以被配置为相互依赖。在一个实施例中，中央端子202的直径可以按比例设置为外部端子204的直径的一半(1/2)。在另一实施例中，中央端子202的平坦导电直径可以设置为大约等于外部端子204的平坦导电径向宽度。相关领域的技术人员将理解，对于不同存储电池、制造环境、热系统配置或期望电池阵列，可以实现其他故障率、阈值、依赖性或比例。此外，在附加功能在顶表面102上被实现的情况下，诸如用于接收内部材料或用于进行物理连接的端口208，则中央端子202或外部端子204的尺寸可以被相应地调节，如图2B所示，以便在统计上重新平衡互连焊接或其他组装工艺结果。在电互连需要外部端子204表的面相对小部分的实施例中，剩余区域可以用作电池端子温度仪器的接口。
在一些实施例中，端子绝缘体垫圈206具有较小径向宽度(例如，0.1mm)。端子绝缘体垫圈206可以足够薄，以满足4.2V电势下的爬电要求。替代地，端子绝缘体垫圈可以被配置为满足3.0V、3.2V、3.4V、3.6V、3.8V、4.0V、4.4V、4.6V、4.8V或5.0V下的爬电要求。薄端子绝缘体可以用于最大化顶表面102上的电接口面积。
图3示出了存储电池100的底表面106。底表面106可以集成所有存储电池特征，这些存储电池特征不需要被访问或与之进行接口以进行电池阵列或电池组集成。例如，底表面106可以包含除了容纳端子之外的所有功能，诸如但不限于用于密封电池罐的开口侧的几何形状和/或用于在热失控中校准排气的几何形状。将所有非平面的非端子特征集成到底表面106中可以允许顶表面102达到最大电接口面积，这继而可以优化互连焊接或其他组装工艺结果。
图4示出了包围电池内部410的电池的顶表面102和底表面106的截面侧视图结构图。底表面可以具有用于接收内部材料或用于进行物理连接的端口408。
在一些实施例中，底表面106具有一个或多个凹陷部分404和线接触基部406。线接触基部406被配置为允许电池稳定地放置在底表面106上。线接触基部406可以是底表面106上的环面，或者相对于接触表面基本上是环面，以提供电池100的稳定性。替代地，线接触基部406可以是底表面106上的三个或更多个接触点或区域，其被配置为在电池搁置在底表面106时向电池提供稳定性。底表面106的一个或多个凹陷部分404中的一个凹陷部分可以用于容纳压力排放特征412。一个或多个凹陷部分404可以用于在底表面106上或在底表面106与侧表面104之间覆盖气密密封闭合件等。一个或多个凹陷部分404可以用于与电池和底表面106的结构完整性相关的其他目的。
在一些实施例中，底表面106与侧表面104不相邻，使得底表面106可以安装并且密封在电池内部的组件(例如，导体和活性材料)之后。在一些实施例中，底表面106可以包括用于接收电池的材料的端口。
具有在至少一种方式上不连续的底表面106(例如，机械上连续的、材料上连续的、或任何其他形式的邻接性或连续性)也有利于微调压力排放特性，其方式在很大程度上独立于侧表面104和顶表面102所呈现的约束和权衡。该实施例可以提高电池故障场景的可预测性，特别是通过引导高温气体、碎片和火焰远离相邻电池、敏感组件和产品用户。对底表面106上的压力排放特征412的附加或替代的后续优化可以进一步提高电池故障场景的可预测性，特别是通过进一步引导高温气体、碎片和火焰远离相邻电池、敏感组件和产品用户。通过更加果断地控制这些危险，可以降低传播热失控和伤害的概率。
底表面106的周边可以是凹陷的，以适应套筒108中的一些重叠，使得套筒108中的质量缺陷或厚度变化、或者轧制或焊接的罐边缘上的轮廓变化不会影响储能系统中的电池对准精度。底表面106的构造可以同时保护套筒108在制造操作期间不受机械磨损和处理和运输的滥用，并且促进底表面106与相邻组件(诸如强度有限的粘合剂)之间的更大的接触面积。
继续参考图4，中央端子202可以包括导电材料的实心片。中央端子202可以经由端子绝缘体垫圈(例如，压缩密封件)206与外部端子204分开。如本文中所述，底表面106可以具有凹陷部分404，套筒108可以重叠在凹陷部分404之上。中央端子202和外部端子204可以包括适合于激光焊接和内部电池结构焊接的任何材料(例如，铝)。
在一些实施例中，导电侧表面104可以与外部端子204连续，并且可以包括挤压或拉制的铝等级，以相对于传统使用的罐材料提高热导率、热扩散率、焊接互连产量和重量能量密度。
所公开的储能电池设计可以与适用于储能设备的任何内部结构一起使用。合适的内部设计的一个示例可以包括第一基板、内部分隔器、第二基板和外部分隔器。第一基板可以是导电的。内部分隔器可以是电绝缘的，并且设置在第一基板之上(例如，堆叠在其之上)。导电的第二基板可以进一步设置在内部分隔器之上(例如，堆叠在其之上)。电绝缘的外部分隔器可以设置在第二基板之上(例如，堆叠在其之上)。在以连续方式堆叠第一基板、内部分隔器、第二基板和外部分隔器时，第一基板、内部分隔器、第二基板和外部分隔器可以围绕中央轴线滚动，其中第一基板在位置上最靠近中央轴线。在一些实施例中，不存在外部分隔器。因此，轧制的组件可以与离子转移介质一起容纳在当前公开的圆柱形储能电池设计内。
说明性产品系统
图5示出了示例储能系统500，其中存储电池100可以用于电池阵列530中。在一个实施例中，存储电池100可以被布置为共同取向的模块。在其他实施例中，电池阵列可以被布置为交替或交错取向的模块。在一些实施例中，存储电池100可以具有套筒108，并且可以彼此直接相邻地布置。在其他实施例中，存储电池100可以不具有套筒108，并且因此可以在每个电池之间以一定距离布置。在一些实施例中，存储电池100可以经由下侧电压砖箔片540电互连，其中箔片540被激光焊接以产生与电池100、感测电子器件和正/负阵列端子的电连接。在其他实施例中，箔片540可以完全省略。存储电池100的侧表面104可以使用热组件538来冷却。电池阵列可以被包含在框架结构502内并且用盖520密封。
上述公开并非旨在将本公开限制于所公开的精确形式或特定使用领域。因此，考虑到本公开的各种替代实施例和/或对本公开的修改，无论是在本文中明确描述的还是暗示的，都是可能的。已经如此描述了本公开的实施例，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅受到权利要求书的限制。
在前述说明书中，已经参考特定实施例描述了本公开。然而，如本领域技术人员将理解的，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文中公开的各种实施例可以以各种其他方式修改或以其他方式实现。因此，本说明书被认为是说明性的，并且是为了教导本领域技术人员制造和使用所公开的电池组件的各种实施例的方式。应当理解，本文中示出和描述的公开形式将被视为代表性实施例。等效元件、材料、工艺或步骤可以替代本文中代表性地说明和描述的那些。此外，本公开的某些特征可以独立于其他特征的使用而被使用，所有这些对于本领域技术人员在受益于本公开的该描述之后将是很清楚的。用于描述和要求本公开的诸如“包括(including)”、“包括(comprising)”、“合并(incorporating)”、“由……组成(consisting of)”、“具有(have)”、“是(is)”等表达旨在以非排他性方式解释，即允许未明确描述的项目、组件或元件也存在。对单数的提及也应当解释为与复数有关。
此外，本文中公开的各种实施例应当具有说明性和解释性的意义，而绝不应当被解释为对本公开的限制。所有的合并引用(例如，附接、固定、耦合、连接等)仅用于帮助读者理解本公开，并且可以不产生限制，特别是关于本文中公开的系统和/或方法的位置、取向或使用。因此，合并引用(如果有的话)应当作广义解释。此外，这样的合并引用不一定推断出两个元素是直接相互连接的。
此外，所有数字术语(诸如但不限于“第一”、“第二”、“第三”、“主”、“辅”、“主要”或任何其他普通和/或数字术语)也应当仅作为标识符，以帮助读者理解本公开的各种元素、实施例、变化和/或修改，并且可以不产生任何限制，特别是关于任何元件、实施例、变化和/或修改相对于或与另一元件、实施例、变化和/或修改相比的顺序或偏好。
还应当理解，附图/图中所示的一个或多个元件也可以以更分开或集成的方式实现，甚至在某些情况下被移除或呈现为不可操作，这根据特定应用是有用的。此外，除非另有特别规定，否则附图/中的任何信号图案都应当仅视为示例性的，而非限制性的。

Claims (20)

1.一种能量电池，包括：
圆形顶表面，具有中央端子、外部端子和端子绝缘体垫圈，
其中所述中央端子和所述外部端子被配置为电接触，
其中所述中央端子被所述外部端子环绕，
其中所述中央端子和所述外部端子基本上覆盖所述顶表面，其中所述中央端子和所述外部端子由所述端子绝缘体垫圈分离，其中所述端子绝缘体垫圈是电绝缘体；
侧表面，机械地连接到所述顶表面；
圆形底表面，机械地连接到所述侧表面，具有环形界面和压力排放特征，
其中所述环形界面被配置为形成用于所述电池的基部，
其中所述压力排放特征被配置用于在所述顶表面的相对方向上进行排放；以及
储能材料，在所述顶表面、所述侧表面和所述底表面内。
2.根据权利要求1所述的能量电池，其中所述顶表面和所述侧表面是连续的。
3.根据权利要求1所述的能量电池，其中所述中央端子的区域和所述外部端子的区域被配置为相互依赖。
4.根据权利要求1所述的能量电池，其中所述中央端子的区域和所述外部端子的区域是基于电池阵列级互连焊接或其他组装工艺将成功的统计可能性的阈值来确定的。
5.一种能量电池，包括：
顶表面，具有中央端子和外部端子，其中所述第一端子和所述第二端子被配置为基本上平面的电接触；
侧表面，机械地连接到所述顶表面；
底表面，机械地连接到所述侧表面；以及
储能材料，在所述顶表面、所述侧表面和所述底表面内。
6.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述顶表面基本上是圆形的。
7.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述中央端子和所述外部端子基本上覆盖所述顶表面。
8.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述中央端子和所述外部端子由端子绝缘体垫圈分离，其中所述端子绝缘体垫圈是电绝缘体。
9.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述中央端子是阴极，并且所述外部端子是阳极。
10.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述中央端子的区域和所述外部端子的区域被配置为相互依赖。
11.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述中央端子的区域和所述外部端子的区域是基于电池阵列级互连焊接或其他组装工艺将成功的统计可能性的阈值来确定的。
12.根据权利要求5所述的能量电池，还包括套筒，其中所述套筒包围所述侧表面的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的能量电池，所述套筒由电绝缘材料组成。
14.根据权利要求12所述的能量电池，其中所述套筒由一种或多种材料的两个层组成。
15.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述顶表面和所述侧表面是连续的。
16.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述顶表面是足够铁质的以允许被制造设备经由磁性粘附进行移动。
17.根据权利要求5所述的能量电池，其中所述底表面基本上是圆形的。
18.根据权利要求5所述的能量电池，所述底表面具有环形界面，所述环形界面被配置为形成用于所述电池的基部。
19.根据权利要求5所述的能量电池，其中底表面具有压力排放特征，所述压力排放特征被配置用于在所述顶表面的相对方向上进行排放。
20.一种电池系统，包括：
多个电池，其中所述电池中的每个电池包括：
顶表面，具有中央端子和外部端子，其中所述第一端子和所述第二端子被配置为电接触；
侧表面，机械地连接到所述顶表面；
底表面，机械地连接到所述侧表面；以及
储能材料，在所述顶表面、所述侧表面和所述底表面内，其中所述电池通过激光焊接被互连并且以基本上平面的配置对准。
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