一种长寿命的储能模组电池、储能系统和电芯单体的制作方法

本发明涉及电池领域，特别是涉及一种储能模组电池及其电芯单体。本发明还涉及一种包括上述储能模组电池的储能系统。

背景技术：

目前锂离子电池已经广泛应用于数码、电动汽车及电站、家庭储能系统等领域，其中电动汽车及储能系统对电芯的循环寿命有较高要求。在电芯循环过程中，循环的副反应会导致电解液分解进而导致电解液量逐步减少，在电芯循环中期或者后期向其补注电解液可有效延长期寿命。

但是由于目前的电芯注液路径为孔式设计，且电解液遇水即失效，补注液时需要将系统拆解成模组再拆解成电芯，在超低湿度环境下作业，注液后需要重新分选配组再组装成模组、系统，这样就增加了运输、拆解、分选成本，也大大限制了电芯梯次利用技术的发展。

因此，如何提供一种能够减少补注电解液时处理环节对环境依赖性并节约成本的储能模组电池是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种储能模组电池及其电芯单体，能够减少补注电解液时处理环节对环境的依赖性，节约成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述储能模组电池的储能系统，能够减少补注电解液时处理环节对环境的依赖性，节约成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种长寿命的储能模组电池，包括外壳和安装于所述外壳内的多个依次排列的电芯单体，所述电芯单体上设置有用于灌注电解液的接口，还包括用于连接外部设备的注液总管，所述注液总管的首端设置有总开关，所述注液总管的上设置有多个接头，多个所述接口通过依次连接多个所述接头以使所述电芯单体连通所述注液总管。

优选地，每个所述电芯单体上端的同一侧均设置有所述接口，多个所述接头沿所述注液总管延伸方向并由所述注液总管末端向首端依次设置。

优选地，每个所述接口处均设置有连通所述电芯单体内部的注液管，所述注液管与对应的所述接头密封连接。

优选地，所述注液管外周设置有螺纹，所述接头外套装有与所述螺纹配合的拧紧螺母，所述注液管与所述接头螺纹连接、焊接或卡接。

优选地，所述总开关为球阀开关、螺纹开关、弹簧自动开关或电磁阀，所述注液总管为塑胶管或金属管。

优选地，所述外壳上部安装有覆盖所述电芯单体的上盖，所述上盖底面设置有导通所述电芯单体的保护电路。

优选地，包括多个相互连通的所述注液总管，所述注液总管上设置有多个用于连通外界的进出口。

优选地，每个所述接头处均设置有分开关。

本发明还提供一种储能系统，包括灌注管道和多个储能模组电池，所述储能模组电池具体为上述任意一项所述的所述储能模组电池，每个所述储能模组电池的注液总管均连通所述灌注管道，所述灌注管道能够将电解液通过所述注液总管注入所述储能模组电池的电芯单体内。

本发明还提供一种储能模组电池的电芯单体，所述电芯单体上设置有用于灌注电解液的接口，所述接口处设置有用于连通储能模组电池的注液总管的注液管，所述注液管连通所述电芯单体内部。

本发明提供一种储能模组电池，包括外壳和安装于外壳内的多个依次排列的电芯单体，电芯单体上设置有用于灌注电解液的接口，还包括用于连接外部设备的注液总管，注液总管的首端设置有总开关，注液总管的上设置有多个接头，多个接口通过依次连接多个接头以使电芯单体连通注液总管。

需要补注电解液时，使注液总管的首端连接外部设备，并打开总开关，使电解液通过注液总管依次进入多个接头，最终进入多个电芯单体，不需要经过拆解、补注及重装等步骤，注液总管作为专用的集中注液通道，可在系统运行中后期对系统中的电芯单体进行集中式补电解液，延长使用寿命，同时可减少电芯梯次利用电池处理环节对环境的依赖性，节约成本。

本发明还提供一种包括上述模组电池的储能系统及上述电池模组的电芯单体，由于上述模组电池具有上述技术效果，上述储能系统和电芯单体也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的储能模组电池的一种具体实施方式的爆炸示意图；

图2为本发明所提供的储能模组电池的一种具体实施方式的安装示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种储能模组电池及其电芯单体，能够减少补注电解液时处理环节对环境的依赖性，节约成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述储能模组电池的储能系统，能够减少补注电解液时处理环节对环境的依赖性，节约成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的储能模组电池的一种具体实施方式的爆炸示意图；图2为本发明所提供的储能模组电池的一种具体实施方式的安装示意图。

本发明具体实施方式提供一种长寿命的储能模组电池，包括外壳1和安装于外壳1内的多个依次排列的电芯单体2，电芯单体2上设置有用于灌注电解液的接口，还包括用于连接外部设备的注液总管3，注液总管3的首端设置有总开关4，注液总管3的上设置有多个接头5，多个接口通过依次连接多个接头5以使电芯单体2连通注液总管3。

电芯单体2按常规工艺制造完成后，采用带螺纹的密封盖将接口临时密封；组装时，将临时密封的密封盖去掉并将接口通过接头5与注液总管3连接，依次装好若干电芯单体；打开注液总管3上的总开关4，并通过注液总管3向整个模组抽真空、充入干燥氮气后关闭总开关4，上述操作均均在低湿度条件下进行以防电芯单体2吸水；按常规方法组装好整个模组电池。当模组电池使用到初始额定寿命的10％至100％时，即需要补充电解液时，外部设备连接注液总管3，打开总开关4，向电芯单体2抽真空，再注入电解液进行补液操作，补充完成后关闭总开关4，即可延长电芯单体2的循环寿命。补液操作可采用移动式抽真空及注液设备进行，无需将模组电池拆解回专用的处理场所即可完成。注液总管3作为专用的集中注液通道，可在系统运行中后期对系统中的电芯单体2进行集中式补电解液，延长使用寿命，同时可减少电芯梯次利用电池处理环节对环境的依赖性，节约成本。各部件朝向电池内部的一面为下面，朝向电池外部的一面为上面，且注液总管3设置有总开关4的一端为首端，另一端为末端，也是灌注电解液时电解液的流动方向。

在本发明具体实施方式提供的储能模组电池中，接口具有多种排布方式，可以在每个电芯单体2上端的同一侧均设置有接口，即多个接口成一列布置，此时需要多个接头5也成一列布置，因此多个接头5沿注液总管3延伸方向并由注液总管3末端向首端依次设置，相邻两个接头5之间的距离需要根据相连两个接口之间的距离调整。也可使多个接口交错设置于电芯单体2上端的两侧，即相邻的两个电芯单体2的接口是错开设置的，为了保证连接，可以设置波浪形管路依次连接各接口，也可设置两条注液总管3，分别位于电芯单体2两侧，以分别连接位于两侧的接口，同理，也可设置更多数量的注液总管3，多个接口根据注液总管3的数量分成对应列数即可。

为了便于连接，每个接口处均设置有连通电芯单体2内部的注液管6，注液管6与对应的接头5密封连接。接头5通过连接注液管6实现连通各电芯单体2内部。可以采用螺纹连接，在注液管6外周设置有螺纹，接头5外套装有与螺纹配合的拧紧螺母，还可设置配套的密封圈等密封设备。也可采用焊接或卡接等连接方式，设置相应结构即可，其中总开关4为球阀开关、螺纹开关、弹簧自动开关或电磁阀，注液总管3为塑胶管或金属管，也可根据情况调整总开关4的结构形式和注液总管3的材质，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式提供的储能模组电池中，外壳1上部安装有覆盖电芯单体2的上盖7，上盖7底面设置有导通电芯单体2的保护电路，两者也可分开设置，根据情况调整设置位置，同时为了防止干涉，需要调整上盖7的宽度以避让接口及接头5。还可设置连通注液总管3首端的储液缸，需要补注时直接打开总开关5即可完成补注，方便快捷。

可以将多个储能模组电池的多个注液总管3相互连通起来，进而实现更集中系统的整体注液。还可在注液总管3上设置有多个用于连通外界的进出口，连通抽真空设备及充氮设备，避免更换进出口导致密闭性变差，提高设备可靠性。

在上述各具体实施方式提供的储能模组电池的基础上，每个接头5处均设置有分开关，能够分别控制每个电芯单体2的注液量。还可在电芯单体2内设置传感器以检测内部电解液剩余情况，分开口采用电控开关，设置通信连接传感器及电控开关的控制器，控制器根据传感器的检测结果控制各电控开口的开闭，实现对各个电芯单体2补注电解液的自动化控制。

本发明具体实施方式提供的储能系统，包括灌注管道和多个储能模组电池，储能模组电池具体为上述的储能模组电池，每个储能模组电池的注液总管3均连通灌注管道，灌注管道能够将电解液通过注液总管3注入模组电池的电芯单体2内。即把多个储能模组电池的注液总管3汇总到灌注管道上，进行一次注液过程即可为多个储能模组电池完成电解液灌注，进一步提高工作效率。储能系统其它部分的结构可参考现有技术，在此不再详细介绍。

本发明具体实施方式还提供一种储能模组电池的电芯单体，电芯单体2上设置有用于灌注电解液的接口，接口处设置有用于连通储能模组电池的注液总管3的注液管6，注液管6连通电芯单体2内部，实现电芯单体2内部与注液总管3的连通，灌注过程如上所述，不再赘述。

以上对本发明所提供的长寿命的储能模组电池、储能系统和电芯单体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。