[发明专利]加强型双极电池组件

说明书

一种电池组件包括：a)多个电极板的一个或多个堆叠，所述多个电极板包括一个或多个双极板，所述一个或多个双极板具有在一个表面上具有阳极并且在相对表面上具有阴极的基板；b)隔膜和电解质，所述隔膜和电解质位于所述一个或多个堆叠的所述电极板的相邻对之间；c)一个或多个端子盖，所述一个或多个端子盖与所述多个电极板相邻地定位；以及d)一个或多个端子，所述一个或多个端子与一个或多个电流导体、集电器或两者接触，并且所述一个或多个端子被配置成将电流从所述电池组件传输到外部负载；并且其中所述一个或多个端子穿过所述一个或多个端子盖，使得所述一个或多个端子暴露在所述电池组件的外部。

技术领域

本公开大体上涉及双极电池组件并且具体地说涉及加强型双极电池组件。本公开尤其可以用于在双极电池组件的真空填充和操作期间加强所述组件。本公开还尤其可以用于加强双极电池组件以抵抗外部振动、撞击和拉动。

背景技术

传统上，双极电池组件(诸如在美国公开No.US 2009/0042099中教导的双极电池组件，所述美国公开通过引用并入本文中)包括在电极板的堆叠内的电解质，所述电解质位于隔离件与电极板之间。所述电解质允许电子和离子在电极板的阴极材料与阳极材料之间流动。为了提供不会从电极堆叠漏出或漏出到所述堆叠的通道中的电极，可以使用固体电解质来减少对所述电池组件内的单独密封构件的需要。

虽然使用固体电解质可以有助于防止电解质泄漏，但是在真空下用液体电解质来填充电池组件可能是有利的。所述电池组件的电极板对可以形成电化学电池单元。通过封闭电池组件并且在真空下填充，可以能够将电解质抽取到单独的电化学电池单元中。在真空下，可以加快电解质填充速率以实现可被市场接受的填充速率；可以防止在电池组件的层之间形成气窝或气泡；并且电化学电池单元可以均匀地填充有电解质。美国专利No.4,861,686；No.5,470,679；No.5,682,671；EP专利No.0402265；和PCT公开No.WO 1994/007272论述了在真空下填充电池组件的优点，以上专利出于所有目的通过引用整体并入本文中。出于所有目的通过引用整体并入的美国公开No.2014/0349147教导了一种用于在使用互锁部件来产生防泄漏密封件以防止液体电解质泄漏的同时用液体电解质填充电池组件的优秀的解决方案。不管上述情况如何，仍需要在无需使用复杂密封配置来防止电解质从电池组件漏出或在电池组件内泄漏时将液体电解质结合到电池组件中。

为了对电池组件抽取真空，可以将电池组件放在真空室内以开始将电解质抽吸到电池的电池单元中。可选地或与真空室结合，可以使用电池组件中的单独开口来抽取真空并且用电解质填充所述组件。与具有用于抽取真空和填充电池组件的单独的口相关联的缺点包括针对单独的口的额外部件成本和制造成本以及在批量生产环境中在组装期间连接和密封多个口的增加的时间和难度。美国公开No.2014/0349147教导了如何克服对单独真空室的需要以及如何使用单个口作为真空驱气口和电解质填充口。不管上述情况如何，仍不断地需要在确保对每个电化学电池单元的充分和均匀的填充的同时用电解质快速地填充电池组件。

大体上，电池组件包括端板，所述端板被设计成在双极电池组件的操作期间抵抗向外鼓出以在电池组件周围和电池组件内恰当地维持密封。所述向外鼓出是在操作期间在电池组件的内部经历的较高压力与外部压力(即，大气压力)之间的正压力差的结果。如美国公开No.2014/0349147中所教导，可以通过使用电池组件内的内部结构来避免重的端板的使用，所述内部结构会产生外部密封并防止任何液体或气体离开所述电池组件。可能有利的是避免体积大或重的端板以提供较轻量的电池组件，使得所述电池组件可以集成到会虑及总系统重量的许多系统中。在使用单个口来在电池组件内产生内部真空与填充所述电池组件时碰到的问题是在真空的产生期间在电池组件的内部产生内力。