[发明专利]正负极片对置共集流体极板组及其共集流体模块电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池技术领域的产品，具体是一种正负极片对置共集流体极板组及其共集流体模块电池。

背景技术

现有结构的单体电池均都有单独的密封外壳，除正负极片、隔膜、电解液外，方型单体电池内部还有极耳、集流体、防转装置等，惰性物质比例大，结构复杂、焊接工序多、导电路径长，存在单体电池内阻大、零件数量多、成本高、重量体积大、可靠性差的缺陷，单体电池充放电效率低，其功能密度、能量密度大大低于理论密度。另外，正负极片电流密度分布不均匀，导致极片横向和纵向温度不均匀；正负极片导电宽度一般远小于极片宽度，使极片与导电体连接处电流密度过大，导致电池极化增大，充电效率下降，电池内部发热，使活性物质氧化加剧，容易导致局部高温，严重时熔化隔膜引起短路故障、缩短电池寿命，从而限制了电池的大电流充放电能力。

单体电池成组的方法一般采用外部连接片的方式，该方法需要大量的连接件，且连接内阻较大。因此，这种成组方式，存在电池组连接零件数量大、连接电阻大、成本增加、体积重量大等缺陷，使电池组的功能密度、能量密度相对单体电池进一步降低、成本进一步增加、可靠性进一步降低、充放电效率进一步降低。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1780040，公开日为2006.05.31，专利名称为：新型动力电池单元及集成式电池组，该专利自述为：“新型动力电池单元及集成式电池组，电池单元包括正极板1、负极板2、极板隔膜3、电解液和密封外套4，正极板1和负极板2叠装在一起用极板隔膜3隔离，然后用密封外套4密封起来，密封外套4里存储有电解液，正极板1和负极板2由电化学物质层5和导电骨架6组成，正极板1和负极板2上的导电骨架6一端顶部凸出一块电极片7，所有正极板1上的电极片7排列分布在一侧并连接起来形成正极集流体8，所有负极板2上的电极片7排列在另一侧并连接起来形成负极集流体9，正极集流体8与负极集流体9分别位于电池的两端并且其顶端伸出密封外套4的外面”其不足之处是：电池单元的连接需要连接片，如该专利所述采用焊接的方式，则可能损坏隔膜、连接件多、焊接工序多，电池制造成品率、电池使用寿命、电池极片和电池单元的一致性难于得到保证。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种正负极片对置共集流体极板组及其共集流体模块电池，其结构简单紧奏、重量轻、体积小、零件数量少、成本低、电池内阻小，可大幅度提高电池组的功率密度、能量密度，提高电池的大电流充放电能力和能量效率，提高电池的可靠性并延长电池使用寿命，提高电阻组的高温环境适应性和抗振动能力，特别适合于车载等严酷使用环境。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的一种正负极片对置共集流体极板组，包括若干正极片、正极片数量加一的负极片、集流体，正极片在其一端有导电基片裸露段，负极片在其一端有导电基片裸露段，所有正极片的导电基片裸露导段分别与集流体的一侧连接，所有负极片的导电基片裸露导段与集流体的另一侧连接。

本发明的集流体，安装于电池组密封外壳内后，至少不会因集流体引起单体电池内部短路或若干单体电池之间的短路，其结构至少能保证其四周与密封外壳间保持电路绝缘。该集流体可以有多种结构：集流体内部有若干圆形或方形通道，为模块电池内部散热通道，并在其内设置温度传感器，冷却介质可通过该散热通道，使模块电池内各单体电池、各极片具有相同的热湿工作环境。或者集流体是实心体，通过集流体端面散热，加工制造方便。集流体的一侧覆盖一层相应极片导电极片相同的材料层，以增强该极片导电基片裸露导电段与集流体的连接性能，集流体四周经绝缘处理或连接有绝缘边框。

本发明所涉及的一种如上所述的正负极片对置共集流体极板组的共集流体模块电池，包括模块电池正电极、模块电池负电极、电解液、隔膜、密封外壳、安全装置，模块电池正电极穿过密封外壳与正极板组连接，模块电池负电极穿过密封外壳与负极板组连接，其中，正极板组由若干正极片组成，负极板组由数量为正极片数加一的若干负极片组成，在所有正极片外包裹隔膜，在正极板组与负极板组之间依次正负极片对置共集流体极板组，将所有正极片分别布置在相邻负极片之间，相邻正负极片对置共集流体极板组的集流体之间连同密封外壳的相应部分构成一只单体电池，相邻单体电池具有共用的集流体，并通过该集流体实现相邻单体电池间的直接内部串联，安全装置设置于模块电池内各单体电池对应密封外壳内，密封外壳的内表面绝缘。

该共集流体模块电池的外部设有与集流体内部散热通道相对应的冷却介质进出口，信号采样和/或充放电接口。