[发明专利]电池组、电池包、电学装置以及电池组的制造方法及制造设备

说明书

本申请涉及一种电池组，所述电池组包括至少以串联形式电连接的第一类电芯和第二类电芯，所述第一类电芯和第二类电芯为不同的化学体系电芯，所述第一类电芯包括N个第一电芯，所述第二类电芯包括M个第二电芯，N和M为正整数；所述第一电芯包括第一负极极片，所述第二电芯包括第二负极极片，所述第一电芯的电解液电导率(25℃)与所述第一负极极片的单位面积涂布质量的比值记为M1，所述第二电芯的电解液电导率(25℃)与所述第二负极极片的单位面积涂布质量的比值记为M2，其中所述电解液电导率的单位为mS/cm，所述单位面积涂布质量的单位为mg/cmsupgt;2/supgt;，M1和M2满足：M1＞M2，且0.08≤M1≤11，0.03≤M2≤4.62。

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池组、电池包、电学装置以及电池组的制造方法和电池组的制造设备。

背景技术

二次电池具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在一些电子设备、电动交通工具、电动玩具和电动设备上应用广泛，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。

二次电池作为新能源汽车的动力驱动电源或储能电站的大容量存储单元，需要将多个电芯进行串/并联得到电池组、电池包、或系统电柜。为了提高二次电池的安全性，提出了一种将多个不同化学体系的电芯进行连接、以形成电池组的技术方案，其中一类电芯例如为具有高能量密度的含锂镍钴锰酸锂金属氧化物的三元电芯，另一类电芯例如为具有较高安全性的磷酸铁锂电芯。

然而，不同化学体系的电芯，其能量密度、充放电特性以及高低温特性等均具有显著差异，不同化学体系的电芯之间如何匹配，才能实现电池组兼顾快速充放电能力及较高的安全性，是二次电池领域一项急需解决的技术问题。

发明内容

在现有技术中，仅仅记载了将多个种类的电芯进行连接，而完全没有记载电池组的与充电策略相关的设计关键参数的合理范围，同时对于不同种类电芯的快速充放电过程的安全性如何实现并没有任何记载和披露。

本申请是鉴于现有技术中存在的上述问题而完成的，其目的在于，提供一种电池组，通过对不同种类电芯的各个参数进行匹配设计，从而可保证不同充放电特性的电芯能统一进行快速充放电且快充过程中不易发生析锂等安全问题。

本申请的第一方面提供一种电池组，所述电池组包括至少以串联形式电连接的第一类电芯和第二类电芯，所述第一类电芯和第二类电芯为不同的化学体系电芯，所述第一类电芯包括N个第一电芯，所述第二类电芯包括M个第二电芯，N和M为正整数；所述第一电芯包括第一负极极片，所述第二电芯包括第二负极极片，所述第一电芯的电解液电导率(25℃)与所述第一负极极片的单位面积涂布质量的比值记为M1，所述第二电芯的电解液电导率(25℃)与所述第二负极极片的单位面积涂布质量的比值记为M2，其中所述电解液电导率的单位为mS/cm，所述单位面积涂布质量的单位为mg/cm²，M1和M2满足：M1＞M2，且0.08≤M1≤11，0.03≤M2≤4.62。

可选地，0.33≤M1≤6.42，0.17≤M2≤2.57。进一步可选地，0.63≤M1≤1.94，0.63≤M2≤1.1。

可选地，所述第一电芯的荷电状态-开路电压(SOC-OCV)曲线至少满足以下条件之一：(1)在5％-95％SOC区间，所述第一电芯的SOC-OCV曲线的斜率k1≤5mV/％SOC；(2)所述第一电芯的SOC-OCV曲线中，至少存在一段跨度不低于10％SOC、斜率k1≤5mV/％SOC的平缓曲线。

可选地，所述第二电芯的荷电状态-开路电压(SOC-OCV)曲线至少满足以下条件之一：(1)在5％-95％SOC的区间，所述第二电芯的SOC-OCV曲线的斜率k2＞5mV/％SOC，可选地，k2≥6mV/％SOC，进一步可选地，k2≥9mV/％SOC；(2)所述第二电芯的SOC-OCV曲线中，至少存在一段跨度不低于10％SOC、斜率k2＞5mV/％SOC的曲线。