[发明专利]一种双极性电池堆

说明书

本发明提供了一种双极性电池堆，其中，该双极性电池堆的全部或部分电池单元设有注入流道，注入流道的内端部开口于电极片绝缘密封框的侧壁的内侧表面，注入流道的外端部开口于电极片绝缘密封框的侧壁的外侧表面或从绝缘密封框的侧壁的外侧表面向外延伸。在与未设有注入流道和注液部的电池单元相对应的绝缘密封框中设有注液连通通道，从而将未设有注入流道的电池单元与位于该电池单元上方的电池单元的电解液进行连通。通过分别对多个电池单元进行注液的方式，可以保证每个电池单元内的电解液的注液量可控，从而确保各电池单元之间的电解液注液量一致，另外还能够有效地提高双极性电池堆的注液效率。

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。

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板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，单极性单极片是指在单极板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双极板、正极材料层、隔离层、负极材料层和另一双极板构成，每个电池单元都具有独立的电化学结构，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、电力储能等领域。

由于双极性电池堆的各个电池单元相互串联，因此采用传统的内并联结构的锂电池的注液方式并不适用于双极性电池堆。在中国发明专利CN 201710550168.3中提出了一种可对双极性电池堆统一注液的结构，其中，在双极性电池堆的每个电极片的相应位置处设置液口从而形成统一注液的注液通道，电解液通过每个电极片的液口分别流入到每个电极片的电解液流道内。但是，这种统一注液的方式很难做到每个电池单元内电解液的注液量可控，因此使得双极性电池堆内的各电池单元之间容易因电解液注液量不均匀而导致性能出现差异，电池单元间一致性降低，进而导致双极性电池堆能量利用率下降以及易过充过放等安全问题的发生。

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，在该双极性电池堆上设有多个注入流道，多个注入流道分别设置于与多个电池单元分别相对应的绝缘密封框的侧壁上，从而可以对双极性电池堆中的多个电池单元分别进行注液。通过分别对多个电池单元进行注液的方式，可以保证每个电池单元内的电解液的注液量可控，从而确保各电池单元之间的电解液注液量一致，另外还能够有效地提高双极性电池堆的注液效率。

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，该双极性电池堆包括隔离层以及分别设有电极板、电极材料层和绝缘密封框的多个电极片。电极材料层可紧邻电极板或涂覆于电极板上，也就是说，电极材料层可以为邻接于电极板的例如干粉状或浆料状的电极材料层，也可以为直接涂覆于电极板上的电极材料层。绝缘密封框围绕电极片的四周边缘设置，例如，绝缘密封框可以为矩形框体，通过绝缘密封框将电极板和电极材料层的四周边缘进行包绕，通过对相邻的两个电极片的绝缘密封框进行密封连接，可以形成对电池单元的绝缘密封。隔离层可以设置于相邻的电极片之间，另外，隔离层也可以直接设置于电极片上。电极片按照不同极性的电极材料层相对放置的顺序串联层叠，电池单元由相邻的两个电极片的两个电极板、两个不同极性的电极材料层以及隔离层构成。具体地讲，电极片包括多个双极性电极片以及位于多个双极性电极片整体上下两侧的两个单极性电极片。由位于上方的电极片的电极板和正极材料层/负极材料层、位于两个相邻的电极片之间的隔离层、以及位于下方的电极片的负极材料层/正极材料层和电极板共同构成一个电池单元。该电池单元的侧面通过两个电极片的绝缘密封框的连接形成绝缘密封。换句话说，每个电池单元都具有与其相对应的绝缘密封框，该与每个电池单元相对应的绝缘密封框是由上方电极片的绝缘密封框的下部部分以及下方电极片的绝缘密封框的上部部分共同构成，从而通过上方电极片的电极板、下方电极片的电极板以及与该电池单元相对应的绝缘密封框形成对该电池单元的整体绝缘密封。应当指出，本文中的上、下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。