[发明专利]一种大型竖式储能电池以及储能集装箱

说明书

本发明提供了一种大型竖式储能电池，其设有电芯单元支架以及多个电芯单元。每个电芯单元可以插入电芯单元支架的插接口中以便利用电芯单元支架对电芯单元的重量进行支撑。通过将电芯单元支架四角的密封部与电池外壳的内壁密封连接，在大型竖式储能电池内形成用于注液和排液的侧面注入腔体和侧面排出腔体以及用于容置极耳和汇流板的前侧腔体和后侧腔体，因此可以防止大电流汇流时，汇流板浸泡在电解液中造成腐蚀，或者由于大电流热效应所引起的电解液分解，尤其针对机械连接的汇流结构，可以避免界面氧化腐蚀造成的电连接失效。根据本发明的大型竖式储能电池能够提供高能量密度，并且运行安全、易于系统集成和维护再生、使用寿命较长。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体地涉及一种大型竖式储能电池。

背景技术

锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料的新型高能电池，与铅酸电池、镍氢电池相比具有比能量高、电压高、自放电小、循环性能好和寿命长等一系列优点，越来越受到人们的关注，广泛应用于电动车、储能等领域。在储能领域中，一般通过单体电池外部串并联形成电池模组，电池模组串并联形成电池簇，电池簇串并联形成电池系统。如果单体电池容量小，则需多层级并联提供电池容量等级，配备多个电池组框架及多组极耳，导致整体机械零部件连接装配繁杂，重量增大，电池管理系统计算量复杂，电池管理困难，因此储能需要大容量的单体电池电芯。

实现大容量的单体电池电芯可以通过两种途径，一是增大单个极片的面积，此时存在注液均匀性差、电解液渗透速度慢等问题，而且增大电极面积对电极、隔膜等的要求更高，容易出现安全问题；另一个就是增加极片单元的数量，此时同样存在注液均匀性差、电解液渗透速度慢等问题，而且还存在大电流引流等问题。因此，为了实现大容量的单体电池电芯需要采用新的电池结构形式并且解决大容量的单体电池电芯的安全问题。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种大型竖式储能电池，该大型竖式储能电池内设有电芯单元支架以及多个电芯单元。每个电芯单元包括多个水平层叠的正极片和负极片，每个电芯单元可以插入电芯单元支架的插接口中以便利用电芯单元支架对电芯单元的重量进行支撑，从而使得位于下侧的电芯单元不会由于来自上方电芯单元的过大压力而导致性能劣化。通过将电芯单元支架四角的密封部与电池外壳的内壁密封连接，在大型竖式储能电池内形成用于注液和排液的侧面注入腔体和侧面排出腔体以及用于容置极耳和汇流板的前侧腔体和后侧腔体，由于前侧腔体和后侧腔体分别相对于侧面腔体密封，因此可以防止侧面腔体内的液体进入前侧腔体和后侧腔体，这样可以防止大电流汇流时，汇流板浸泡在电解液中造成腐蚀，或者由于大电流热效应所引起的电解液分解，尤其针对机械连接的汇流结构，可以避免界面氧化腐蚀造成的电连接失效。另外，由于侧面排出腔体的设置，使得更加有利于对侧面腔体抽真空以便促进电芯和侧面腔体内流体的排出。根据本发明的大型竖式储能电池能够提供高能量密度，并且运行安全、易于系统集成和维护再生、使用寿命较长。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种大型竖式储能电池，该大型竖式储能电池包括：电芯，该电芯包括多个电芯单元，每个电芯单元设有交叉层叠的多个正极片和负极片，在每个电芯单元中，由多个正极片的正极耳并联形成正极耳组并且由多个负极片的负极耳并联形成负极耳组；电芯单元支架，该电芯单元支架包括多个沿竖直方向排列的插接部，每个插接部的底面设有用于支撑电芯单元的边缘支撑框，每个插接部的一侧面设有用于流体注入的注入开口并且另一侧面设有用于流体排出的排出开口，在电芯单元支架的四个转角处设有沿竖直方向延伸的密封部；外壳，该外壳用于容置插接有多个电芯单元的电芯单元支架，电芯单元支架的密封部与外壳的内壁密封连接，从而在电芯单元支架的前侧、后侧以及两侧分别形成前侧腔体、后侧腔体、侧面注入腔体和侧面排出腔体，侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与前侧腔体之间流体密封并且侧面注入腔体和侧面排出腔体分别与后侧腔体之间流体密封；注入端口，经由注入端口注入的流体进入侧面注入腔体中；排出端口，通过排出端口将侧面排出腔体内的流体排出；正极柱和负极柱，正极柱与全部正极耳组电连接，负极柱与全部负极耳组电连接。