CN218887254U - 一种电池内芯单元及双极性固体电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池内芯单元及双极性固体电池，内芯单元包括第一导电层以及第二导电层，第一导电层与第二导电层上下堆叠；第一导电层包括正极板、负极板和第一双极板，正极板和负极板分别设置在第一双极板的左右两端；第二导电层包括第二双极板，正极板堆叠在第二双极板的负极区域的上方，第一双极板的负极区域堆叠在第二双极板的正极区域的上方，第一双极板的正极区域堆叠在第二双极板的负极区域的上方，负极板堆叠在第二双极板的正极区域的上方。通过设置第一导电层与第二导电层堆叠形成的内芯单元，使得内芯单元的内部结构更紧凑，在保证电池的供电性能的前提下节约了占地空间。

Description

一种电池内芯单元及双极性固体电池

技术领域

本实用新型涉及电池制造领域，尤其涉及一种电池内芯单元及双极性固体电池。

背景技术

现有工厂等场合中用于储能的固体电池，通常需要堆叠在一起，以节省占用的空间，以提高空间利用率，但传统的固体电池占用空间较大，导致空间利用率较低，不符合经济原则。另外，现有固体电池的极耳连接柱通常设在电池盒的两端，以便于操作人员分辩正极和负极，但当电池盒的长度较长时，两个极耳连接柱的直线距离较远，不便于接线。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种电池内芯单元及双极性固体电池，以解决上述背景技术中的一个或多个技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池内芯单元，包括至少一层第一导电层以及至少一层第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层上下堆叠；所述第一导电层包括正极板、负极板和至少一个第一双极板，所述正极板和所述负极板分别设置在所述第一双极板的左右两端；所述第二导电层包括左右依次设置的至少两个第二双极板，所述正极板堆叠在所述第二双极板的负极区域的上方，所述第一双极板的负极区域堆叠在所述第二双极板的正极区域的上方，所述第一双极板的正极区域堆叠在所述第二双极板的负极区域的上方，所述负极板堆叠在所述第二双极板的正极区域的上方。

优选的，还包括隔板，所述正极板、所述负极板、所述第一双极板及所述第二双极板的上下两侧均设有所述隔板，所述隔板采用AGM隔板。

优选的，所述第一双极板和所述第二双极板的结构相同，所述第一双极板包括基板、正极层和负极层，所述正极层和所述负极层均覆盖在所述基板的前后两侧，所述正极层与所述负极层之间形成导电区域，所述正极层与所述负极层通过所述导电区域相导通，所述正极层为所述正极区域，所述负极层为所述负极区域。

优选的，所述基板上开设有多个第一网孔和第二网孔，所述第一网孔和所述第二网孔分别开设在所述导电区域的左右两侧，所述正极层填充多个所述第一网孔，所述负极层填充多个所述第二网孔；所述导电区域包括多条前后设置的连接片，相邻的所述连接片之间设有镂空部。

优选的，所述第一双极板还包括防酸绝缘层，所述防酸绝缘层设在所述导电区域的上下两侧。

本实用新型还提出一种双极性固体电池，包括电池盒、正极端子、负极端子、两个极耳连接柱、压力框架以及内芯单元，所述正极端子、所述负极端子、所述内芯单元设在所述电池盒内，所述极耳连接柱设在所述电池盒上，所述正极端子与所述内芯单元的正极端电连接，所述负极端子与所述内芯单元的负极端电连接，两个所述极耳连接柱分别与所述正极端子和负极端子电连接，所述压力框架设在所述内芯单元的上下两侧。

优选的，还包括连接端子，所述正极端子和所述负极端子均设在所述电池盒的一端，所述连接端子设在所述电池盒的另一端，所述内芯单元为两组，其中一组所述内芯单元的正极端和负极端分别与所述正极端子及所述连接端子电连接，另一组所述内芯单元的正极端和负极端分别与所述连接端子及所述负极端子电连接。

优选的，还包括极耳支架，所述极耳支架为两个，两个所述极耳支架均设在所述电池盒的一端，两个所述极耳连接柱分别竖直设置在所述极耳支架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过设置第一导电层与第二导电层堆叠形成的内芯单元，使得内芯单元的内部结构更紧凑，在保证电池的供电性能的前提下节约了占地空间。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的实施例1的内芯单元的结构示意图；

图2是图1的A部位的局部放大示意图；

图3是图1的B部位的局部放大示意图；

图4是图1的C部位的局部放大示意图；

图5是本实用新型的实施例1的第一双极板的结构示意图；

图6是本实用新型的实施例1的基板的结构示意图；

图7是本实用新型的实施例2的整体结构示意图；

图8是本实用新型的实施例2的内部结构示意图；

图9是本实用新型的实施例2的侧面结构示意图；

图10是本实用新型的实施例2的另一侧面的结构示意图。

其中：第一导电层11、第二导电层12、正极板111、负极板112、第一双极板113、第二双极板121、隔板13、基板51、正极层52、负极层53、导电区域54、第一网孔511、第二网孔512、连接片513、镂空部514、电池盒2、内芯单元1、正极端子31、负极端子32、极耳连接柱4、压力框架21、连接端子33、极耳支架41。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种电池内芯单元，参考附图1-4，包括至少一层第一导电层11以及至少一层第二导电层12，第一导电层11与第二导电层12上下堆叠；第一导电层11包括正极板111、负极板112和至少一个第一双极板113，正极板111和负极板112分别设置在第一双极板113的左右两端；第二导电层12包括左右依次设置的至少两个第二双极板121，正极板111堆叠在第二双极板121的负极区域的上方，第一双极板113的负极区域堆叠在第二双极板121的正极区域的上方，第一双极板113的正极区域堆叠在第二双极板121的负极区域的上方，负极板112堆叠在第二双极板121的正极区域的上方。

本实施例的电池内芯单元1的电流流向分别为由正极板111流向第二双极板121的负极区域、由第二双极板121的正极区域流向第一双极板113的负极区域、由第一双极板113的正极区域流向第二正极板111的负极区域、由第二双极板121的正极区域流向负极板112、由第一双极板113的正极区域流向第一双极板113的负极区域以及由第二双极板121的正极区域流向第二双极板121的负极区域。由此，使得内芯单元1的内部结构更紧凑，在保证电池的供电性能的前提下节约了占地空间。

当第一导电层11和第二导电层12均为单层时，内芯单元1的额定电流为10A，每增加一层第一导电层11或第二导电层12，内芯单元1的额定电流增加5A。第二导电层12的第二双极板121的数量比第一导电层11的第一双极板113的数量多一个，以保证第一双极板113的负极区域始终堆叠在第二双极板121的正极区域的上方，第一双极板113的正极区域始终堆叠在第二双极板121的负极区域的上方，负极板112始终堆叠在第二双极板121的正极区域的上方，从而保证内芯单元1的供电性能。当第二导电层12中第二双极板121的数量为两个时，内芯单元1的额定电压为8V，每增加一个第二双极板121，内芯单元1的额定电压增加4V。

优选的，还包括隔板13，正极板111、负极板112、第一双极板113及第二双极板121的上下两侧均设有隔板13，实现电极间的离子流动，本实施例的隔板13采用AGM隔板13（吸附式玻璃纤维隔板13），其具有极高的孔率，且吸附电解液的性能良好、耐腐蚀性能较强，由此保证了电池内芯单元1的供电性能，延长了电池内芯单元1的使用寿命。

优选的，参考附图5和6，第一双极板113和第二双极板121的结构相同，第一双极板113包括基板51、正极层52和负极层53，正极层52和负极层53均覆盖在基板51的前后两侧，正极层52与负极层53之间形成导电区域54，正极层52与负极层53通过导电区域54相导通，正极层52为正极区域，负极层53为负极区域。由此，通过在基板51上设置正极层52和负极层53，并在正极层52和负极层53之间设置导电区域54使其相互导通，从而形成第一双极板113和第二双极板121。另外，本实施例的基板51通过冲压一体制成，保证了基板51整体的结构稳定性，同时还增大了基板51与正极层52及负极层53之间的接触面积，从而增强了双极板组件的导电能力。

进一步的，基板51上开设有多个第一网孔511和第二网孔512，第一网孔511和第二网孔512分别开设在导电区域54的左右两侧，正极层52填充多个第一网孔511，负极层53填充多个第二网孔512；导电区域54包括多条前后设置的连接片513，相邻的连接片513之间设有镂空部514。

通过在基板51上开设多个第一网孔511和第二网孔512，从而增大了基板51与正极层52及负极层53的接触面积，并增大了正极层52及负极层53的粘附性，增大了正极层52及负极层53与基板51之间的牢固度，从而提高了第一双极板113及第二双极板121的的使用寿命。另外，通过设置镂空部514，从而缩小了连接片513的截面面积，有效降低了第一双极板113及第二双极板121的内阻，提高了导电能力。

进一步的，第一双极板113还包括防酸绝缘层，防酸绝缘层设在导电区域54的上下两侧。由此，设置防酸绝缘层，避免了基板51长期与电解液接触受到腐蚀，延长了基板51的使用寿命，另外，在通过连接片513保证了正极层52和负极层53之间的导通下，防酸绝缘层还起到了对电解液的绝缘作用，保证了内芯单元1的正常运行。

实施例2

一种双极性固体电池，参考附图7-10，包括电池盒2、正极端子31、负极端子32、两个极耳连接柱4、压力框架21和内芯单元1，正极端子31、负极端子32、内芯单元1设在电池盒2内，极耳连接柱4设在电池盒2上，正极端子31与内芯单元1的正极端电连接，负极端子32与内芯单元1的负极端电连接，两个极耳连接柱4分别与正极端子31和负极端子32电连接，压力框架21设在内芯单元1的上下两侧。由此，通过设置电池盒2、正极端子31、负极端子32、极耳连接柱4及压力框架21，从而形成固体电池，整体结构紧凑，节约了占地空间。

本实施例的双极性固体电池的额定电压为24V、额定电流为85A，因此，第一导电层11中的第一双极板113为5个，每层第二导电层12中的第二双极板121为6个，但由于每层一导电层中的第一双极板113的数量以及每层第二导电层12中的第二双极板121的数量较多，导致固体电池在长度方向所占用的空间较大。

优选的，还包括连接端子33，正极端子31和负极端子32均设在电池盒2的一端，连接端子33设在电池盒2的另一端，内芯单元1为两组，其中一组内芯单元1的正极端和负极端分别与正极端子31及连接端子33电连接，另一组内芯单元1的正极端和负极端分别与连接端子33及负极端子32电连接。

由此，本实施例通过设置连接端子33，并将内芯单元1设置为两组，每组内芯单元1的第一导电层11为9层、第二导电层12为8层，其中，每层第一导电层11中的第一双极板113为2个，每层第二导电层12中的第二双极板121为3个，由此，有效地减少了固体电池在长度方向所占用的空间。

优选的，还包括极耳支架41，极耳支架41为两个，两个极耳支架41均设在电池盒2的一端，两个极耳连接柱4分别竖直设置在极耳支架41上。通过将极耳连接柱4设置在电池盒2的一端，使得电池本体的上侧保持平整，解决了固体电池难以堆叠平稳的问题，可实现了多个固体电池的上下叠放，提高空间利用率。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池内芯单元，其特征在于，包括至少一层第一导电层以及至少一层第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层上下堆叠；所述第一导电层包括正极板、负极板和至少一个第一双极板，所述正极板和所述负极板分别设置在所述第一双极板的左右两端；所述第二导电层包括左右依次设置的至少两个第二双极板，所述正极板堆叠在所述第二双极板的负极区域的上方，所述第一双极板的负极区域堆叠在所述第二双极板的正极区域的上方，所述第一双极板的正极区域堆叠在所述第二双极板的负极区域的上方，所述负极板堆叠在所述第二双极板的正极区域的上方。

2.根据权利要求1所述的一种电池内芯单元，其特征在于，还包括隔板，所述正极板、所述负极板、所述第一双极板及所述第二双极板的上下两侧均设有所述隔板，所述隔板采用AGM隔板。

3.根据权利要求1所述的一种电池内芯单元，其特征在于，所述第一双极板和所述第二双极板的结构相同，所述第一双极板包括基板、正极层和负极层，所述正极层和所述负极层均覆盖在所述基板的前后两侧，所述正极层与所述负极层之间形成导电区域，所述正极层与所述负极层通过所述导电区域相导通，所述正极层为所述正极区域，所述负极层为所述负极区域。

4.根据权利要求3所述的一种电池内芯单元，其特征在于，所述基板上开设有多个第一网孔和第二网孔，所述第一网孔和所述第二网孔分别开设在所述导电区域的左右两侧，所述正极层填充多个所述第一网孔，所述负极层填充多个所述第二网孔；所述导电区域包括多条前后设置的连接片，相邻的所述连接片之间设有镂空部。

5.根据权利要求3所述的一种电池内芯单元，其特征在于，所述第一双极板还包括防酸绝缘层，所述防酸绝缘层设在所述导电区域的上下两侧。

6.一种双极性固体电池，其特征在于，包括电池盒、正极端子、负极端子、两个极耳连接柱、压力框架以及权利要求1-5任一项所述的内芯单元，所述正极端子、所述负极端子、所述内芯单元设在所述电池盒内，所述极耳连接柱设在所述电池盒上，所述正极端子与所述内芯单元的正极端电连接，所述负极端子与所述内芯单元的负极端电连接，两个所述极耳连接柱分别与所述正极端子和负极端子电连接，所述压力框架设在所述内芯单元的上下两侧。

7.根据权利要求6所述的一种双极性固体电池，其特征在于，还包括连接端子，所述正极端子和所述负极端子均设在所述电池盒的一端，所述连接端子设在所述电池盒的另一端，所述内芯单元为两组，其中一组所述内芯单元的正极端和负极端分别与所述正极端子及所述连接端子电连接，另一组所述内芯单元的正极端和负极端分别与所述连接端子及所述负极端子电连接。

8.根据权利要求7所述的一种双极性固体电池，其特征在于，还包括极耳支架，所述极耳支架为两个，两个所述极耳支架均设在所述电池盒的一端，两个所述极耳连接柱分别竖直设置在所述极耳支架上。

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