[发明专利]一种电池结构

说明书

本发明公开了一种电池结构，属于电池制备技术领域。它由电解槽、正极引出区域和负极引出区域组成，且三者相对密封且独立，所述负极引出区域的一端和正极引出区域的一端分别与电解槽的外壁相连接，所述正极引出区域的一侧与负极引出区域相平行。本发明主要为不同的电极支撑材料与极耳提供完全兼容的连接方式，使得采用成本低、轻质高分子材料、碳基材料及其复合材料作为电极支撑材料成为可能。本发明采用的液态、准液态及凝胶态的导电材料实现电极与电极支撑材料的灵活连接，有利于降低电池的欧姆阻抗、提高连接的可靠性、简化电池生产工艺、缩短电池制备流程、降低电池成本、同时也为电池轻量化提供了新的途径。

技术领域

本发明涉及一种电池结构，属于电池制备技术领域。

背景技术

随着全球能源危机的进一步恶化，新能源技术越来越多的进入人们的视野，新能源汽车和清洁能源发电储能对电池的需求越来越大。目前，市场上占主导地位的电池是锂离子电池，这一方面促进了锂离子电池的迅速发展，一方面由于供不应求，推高了锂离子电池的生产成本。锂离子电池中铜箔和铝箔集流体虽然几经优化，重量仍约占电池总重量的10％以上，成本约占电池总成本的8％以上。

学者们一方面在探索更轻、更经济的集流体；一方面探索新的电池体系，如钠离子电池、钾离子电池、镁离子电池、锌离子电池、铝离子电池等电池体系。在这种背景下涌现出各种不同的集流体，如高分子膜两侧镀金属的三明治结构集流体、碳布集流体、高分子与碳基材料复合集流体等新型集流体。尽管新型集流体有其优越的一面，但是与极耳连接困难的问题却一直难以解决。

公开号为CN108682788A于2018年10月19日公开了一种柔性锂电池电极，两个专利均将金属极耳焊接于复合集流体极耳部分的两侧，使得金属极耳作为复合集流体的极耳使用，通过金属极耳的转接使得电芯中的电流得以被输送出来。

公开号为CN110936010A于2020年03月31日公开了一种锂电池复合集流体极耳焊接的方法，首先使用两个金属极耳将复合集流体极耳即极片A的极耳夹住并进行一次预焊，形成极片B；然后极片B和极片A从下往上间隔叠片，进行二次预焊；最后将多层金属极耳与锂电池对应的正极极耳或负极极耳进行终焊。

公开号为CN115548415A于2023年02月2日28日公开了基于全极耳的软包大圆柱电池的组合方法，内容为：采用激光焊接负极极耳与负极集流盘、全极耳卷芯负极端面与负极极耳、正极集流盘与全极耳卷芯正极端面的方法，但不适用于非金属集流体的连接。

Kazuma Shiraishi等人(doi.org/10.2320/matertrans.M2013424)提出一种金属铝与碳纤维布连接的方式，需要先对碳纤维布进行镀镍处理，然后使用熔融法实现焊接，辅以ABS树脂对连接区域进行加强。采用该方式对金属与非金属材料进行连接工艺复杂，而且与目前电池制备工艺不兼容。

针对上述情况，提出一种电池结构，可以解决各种集流体(金属、非金属、金属和非金属的复合集流体)的连接问题，且不需要改变电极结构，不需要增加设备升级的成本，具有普适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种电池结构，旨在解决新型集流体(或称为电极支撑材料)与极耳的连接问题，同时简化电池制备工艺，缩短电池制备流程，降低电池生产成本，提高电池的能量密度，具有指导实际生产的意义。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种电池结构，所述电池结构由电解槽、正极引出区域和负极引出区域组成，且三者相对密封且独立，所述负极引出区域的一端和正极引出区域的一端分别与电解槽的外壁相连接，所述正极引出区域的一侧与负极引出区域相平行；

所述正极引出区域为正极与极耳连接区域，包括正极引出槽、正极固定部件、正极耳引出槽和正极耳固定部件及导电填充材料，且所述正极固定部件固定正极，并压入正极引出槽中，所述正极耳固定部件固定正极耳，并压入正极耳引出槽中；