集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置的制作方法

1.本发明属于电化学储能技术领域，具体的为一种集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置。


背景技术：

2.现有的电芯的表面积尺寸一般较小，因而电芯的极耳可设置在任意位置处，极耳设置的位置不会对电芯内部电子传导的电阻造成较大影响。随着技术的发展，电芯的表面积越来越大，单个电芯的容量也随之增大。然而，现有的电芯仍将极耳设置在位于其长度方向上的两端位置处，电子从集流体的一端传导至集流体的另一端时，传导路径较长，传导的电阻增大。当集流体内电子传导路径增大而导致电阻增大后，电芯内部因电阻增加的发热量也会相应增大，不利于电芯安全。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集流体、电芯、叠层电芯、电芯单体及储能装置，能够有效降低电子传导路径长度，从而减小集流体电阻。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明首先提出了一种集流体，包括集流体本体，所述集流体本体上设有电极区和极耳区，所述电极区成方形并具有长l0和宽w0，且l0＞wo；
6.所述极耳区包括第一极耳区，所述第一极耳区由所述电极区的其中一条长度为l0的边向外延伸形成。
7.进一步，所述极耳区还包括第二极耳区，所述第二极耳区由所述电极区其中一条长度为w0的边向外延伸形成，所述第一极耳区和第二极耳区相连。
8.进一步，所述第一极耳区成方形并具有长l1和宽w1，且l1＝l0；所述第二极耳区成方形并具有长l2和宽w2，且l2≤w0。
9.进一步，所述电极区中，令设有所述第一极耳区的边与设有所述第二极耳区的边之间的交点为顶点，则对应的所述第一极耳区和第二极耳区的相交点为该顶点。
10.进一步，l1+nl2≤l0+w0，其中，n为第二极耳区的数量，且n＝1或n＝2。
11.进一步，所述极耳区还包括第三极耳区，所述第三极耳区位于所述第一极耳区和第二极耳区之间，所述第一极耳区与所述第二极耳区之间通过所述第三极耳区相连。
12.进一步，所述第三极耳区具有两条相互垂直且相交的直角边，其中一条直角边与所述第一极耳区长度为w1的边共边，另一条所述直角边与所述第二极耳区长度为w2的边共边。
13.进一步，所述第三极耳区成方形，或所述第三极耳区的两条直角边之间设有平滑曲线。
14.本发明还提出了一种电芯，包括第一集流体和第二集流体，所述第一集流体上设有第一电极材料层，所述第二集流体上设有第二电极材料层；所述第一电极材料层和第二
电极材料层之间设有固体电解质层，或所述第一电极材料层和第二电极材料层之间设有隔膜和电解液；
15.所述第一集流体和第二集流体均采用如上所述集流体；令设置在所述第一集流体上的电极区和极耳区分别为第一电极区和第一极耳区；设置在所述第二集流体上的电极区和极耳区分别为第二电极区和第二极耳区；所述第一电极材料层设置在所述第一电极区上，所述第二电极材料层设置在所述第二电极区上；所述第一极耳区形成第一极耳，所述第二极耳区形成第二极耳。
16.进一步，在垂直于所述第一集流体的视图方向上，所述第一极耳和第二极耳之间相对设置，且所述第一极耳和第二极耳的两端之间分别具有间隙。
17.进一步，在垂直于所述第一集流体的视图方向上，所述第一电极区与第二电极区完全重合，令过所述第一电极区或第二电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，所述第一极耳和第二极耳分别位于所述分界线两侧。
18.进一步，所述第一极耳和第二极耳相对于所述第一电极区或第二电极区的几何中心呈中心对称设置。
19.本发明还提出了一种叠层电芯，包括至少两个如上所述的电芯，相邻两个所述电芯的所述第一集流体或第二集流体叠合在一起，所有的所述第一极耳连接在一起，所有的所述第二极耳连接在一起。
20.进一步，所有的所述第一极耳焊接连接，所有的所述第二极耳焊接连接；或，
21.还包括第一母排和第二母排，所有的所述第一极耳通过所述第一母排连接在一起，所有的所述第二极耳通过所述第二母排连接在一起。
22.本发明还提出了一种叠层电芯，包括间隔设置的至少三个第一叠层集流体，所述第一叠层集流体的两侧侧面上设有第三电极材料层或第四电极材料层；相邻的两个所述第一叠层集流体相向的侧面上分别设有所述第三电极材料层和第四电极材料层；所述第三电极材料层和第四电极材料层之间设有固体电解质层，或所述第三电极材料层和第四电极材料层之间设有隔膜和电解液；
23.所有的所述第一叠层集流体均采用如上所述集流体；令设有第三电极材料层的所述第一叠层集流体为第三集流体，设有第四电极材料层的所述第一叠层集流体为第四集流体；
24.所述第三电极材料层设置在所述第三集流体的所述电极区上，所述第四电极材料层设置在所述第四集流体的所述电极区上；所述第三集流体的所述极耳区形成第三极耳，所述第四集流体的所述极耳区形成第四极耳。
25.进一步，在垂直于所述第三集流体的视图方向上，所述第三极耳和第四极耳之间相对设置，且所述第三极耳和第四极耳的两端之间分别具有间隙。
26.进一步，在垂直于所述第三集流体的视图方向上，所有的所述集流体的电极区完全重合，令过所述电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，所述第三极耳和第四极耳分别位于所述分界线两侧。
27.进一步，所述第三极耳和第四极耳相对于所述电极区的几何中心呈中心对称设置。
28.进一步，所有的所述第三极耳连接在一起，所有的所述第四极耳连接在一起。
29.进一步，所有的所述第三极耳焊接连接，所有的所述第三极耳焊接连接；或，
30.还包括第三母排和第四母排，所有的所述第三极耳通过所述第三母排连接在一起，所有的所述第四极耳通过所述第四母排连接在一起。
31.本发明还提出了一种叠层电芯，包括层叠在一起的至少两个第一电芯单元，相邻两个所述第一电芯单元之间设有绝缘隔离层；
32.所述第一电芯单元包括至少一个电芯器件，所述电芯器件包括第五集流体和第六集流体，所述第五集流体上设有第五电极材料层，所述第六集流体上设有第六电极材料层，所述第五电极材料层和第六电极材料层之间设有固体电解质层，或所述第五电极材料层和第六电极材料层之间设有隔膜和电解液；
33.所述第五集流体和第六集流体均采用如上所述集流体；令设置在所述第五集流体上的电极区和极耳区分别为第五电极区和第五极耳区；设置在所述第六集流体上的电极区和极耳区分别为第六电极区和第六极耳区；所述第五电极材料层设置在所述第五电极区上，所述第六电极材料层设置在所述第六电极区上；所述第五极耳区形成第五极耳，所述第六极耳区形成第六极耳；
34.所述第一电芯单元包括一个所述电芯器件或至少两个所述电芯器件，当所述第一电芯单元包括至少两个所述电芯器件时，相邻两个相邻的所述电芯器件的第五集流体或第六集流体叠合在一起；所述第一电芯单元中的所有所述第五极耳连接在一起，所述第一电芯单元中的所有所述第六极耳连接在一起；
35.相邻两个所述第一电芯单元中，其中一个所述第一电芯单元的所述第五极耳和另一个所述第一电芯单元的第六极耳连接在一起。
36.进一步，所述第一电芯单元中的所有所述第五极耳焊接连接，所述第一电芯单元中的所有所述第六极耳焊接连接；相邻两个所述第一电芯单元中，其中一个第一电芯单元的所述第五极耳和另一个所述第一电芯单元的第六极耳焊接连接。
37.进一步，在垂直于所述第五集流体的视图方向上，同一个第一电芯单元中的所述第五极耳和第六极耳之间相对设置，且所述第五极耳和第六极耳的两端之间分别具有间隙。
38.进一步，在垂直于所述第五集流体的视图方向上，所有的所述集流体的电极区完全重合，令过所述电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，同一个第一电芯单元中的所述第五极耳和第六极耳分别位于所述分界线两侧。
39.进一步，同一个第一电芯单元中的所述第五极耳和第六极耳相对于所述电极区的几何中心呈中心对称设置。
40.进一步，相邻两个所述第一电芯单元中，其中一个第一电芯单元的所述第五极耳与另一个第一电芯单元的所述第六极耳相对设置；且在垂直于所述第五集流体的视图方向上，相邻两个第一电芯单元中，其中一个第一电芯单元的所述第五极耳与另一个第一电芯单元的所述第六极耳重合或部分重合。
41.本发明还提出了一种叠层电芯，其特征在于：包括层叠在一起的至少两个第二电芯单元，相邻两个所述第二电芯单元之间设有绝缘隔离层；
42.所述第二电芯单元包括间隔设置的至少三个第二叠层集流体，所述第二叠层集流体的两侧侧面上设有第七电极材料层或第八电极材料层；相邻的两个所述第二叠层集流体
相向的侧面上分别设有所述第七电极材料层和第八电极材料层；所述第七电极材料层和第八电极材料层之间设有固体电解质层，或所述第七电极材料层和第八电极材料层之间设有隔膜和电解液；
43.所有的所述第二叠层集流体均采用如上所述集流体；令设有第七电极材料层的所述第二叠层集流体为第七集流体，设有第八电极材料层的所述第二叠层集流体为第八集流体；
44.所述第七电极材料层设置在所述第七集流体的所述电极区上，所述第八电极材料层设置在所述第八集流体的所述电极区上；所述第七集流体的所述极耳区形成第七极耳，所述第八集流体的所述极耳区形成第八极耳；
45.属于同一个所述第二电芯单元的所有所述第七极耳连接在一起，属于同一个所述第二电芯单元的所有所述第八极耳连接在一起；相邻两个所述第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元的所述第七极耳和另一个所述第二电芯单元的第八极耳连接在一起。
46.进一步，属于同一个所述第二电芯单元的所有所述第七极耳焊接连接，属于同一个所述第二电芯单元的所有所述第七极耳焊接连接；相邻两个所述第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元的所述第七极耳和另一个所述第二电芯单元的第八极耳焊接连接。
47.进一步，在垂直于所述第七集流体的视图方向上，同一个所述第二电芯单元中的所述第七极耳和第八极耳之间相对设置，且所述第七极耳和第八极耳的两端之间分别具有间隙。
48.进一步，在垂直于所述第七集流体的视图方向上，所有的所述集流体的电极区完全重合，令过所述电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，同一个所述第二电芯单元中的所述第七极耳和第八极耳分别位于所述分界线两侧。
49.进一步，相邻两个所述第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元的所述第七极耳与另一个第二电芯单元的所述第八极耳相对设置，且在垂直于第七集流体的视图方向上，相邻两个所述第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元的所述第七极耳与另一个第二电芯单元的所述第八极耳重合或部分重合。
50.本发明还提出了一种电芯单体，包括单体壳体，所述单体壳体内设有如上所述的叠层电芯。
51.进一步，所述单体壳体成长方形并具有长边、宽边和厚边，所述单体壳体的长边与所述电极区的长边平行，所述单体壳体的宽边与所述电极区的宽边平行；令边长为所述单体壳体的长边和厚边的侧面为单体侧面，所述单体侧面上设有用于注入电解液的注液口。
52.进一步，所述单体壳体的两个所述单体侧面上分别设有所述注液口。
53.进一步，所述单体侧面上分别间隔设有至少两个所述注液口。
54.进一步，令边长为所述单体壳体的宽边和厚边的侧面为单体端面，所述单体壳体上设有单体极耳，所述单体极耳设置在所述单体侧面和/或单体端面上。
55.进一步，所述单体极耳包括第一单体极耳和第二单体极耳，所述第一单体极耳和第二单体极耳分别设置在两个所述单体侧面上，或所述第一单体极耳和第二单体极耳分别设置在两个所述单体端面上。
56.进一步，所述单体侧面上间隔设有至少一个所述第一单体极耳或第二单体极耳。
57.本发明还提出了一种储能装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设有至少一个
如上所述的电芯单体。
58.进一步，所述箱体为长方体形，且所述箱体具有长度l、宽度w和高度h；所述电芯单体为长方体形，且所述电芯单体具有长度l’、宽度w’和厚度t’；令所述箱体中边长为长度l和高度h的两个侧面为安装面，则所述箱体的宽度w与所述电芯单体的长度l’之间满足：
59.l＝l’+δ1或l＝2l’+δ260.其中，δ1和δ2分别表示箱体中的其他附属结构在箱体宽度方向上占据的厚度。
61.进一步，所述箱体的两个安装面中，其中一个安装面为可开闭的操作面，另一个所述安装面为定位面，所述定位面上设有用于插接所述电芯单体的单体插接结构，所述电芯单体通过所述操作面阵列插装在所述单体插装结构上；或，
62.所述箱体内设有与所述安装面平行的中间定位板，所述中间定位板的两侧侧面均为定位面，所述定位面上设有用于插接所述电芯单体的单体插接结构，所述箱体的两个所述安装面均为可开闭的操作面，所述电芯单体通过两个所述操作面阵列插接安装在所述单体插装结构上。
63.进一步，所述箱体内设有用于使所述电芯单体保持稳固的稳固装置。
64.进一步，所述箱体的两个安装面之间间隔设有隔板并在所述箱体内形成若干安装槽，若干所述电芯单体组成单体簇并安装在所述安装槽内；所述单体壳体上设有单体极耳，所述单体极耳设置在所述单体侧面时，所述安装槽位于所述箱体长度方向上的侧面上设有与所述单体极耳配合的第一极耳配合结构；所述单体极耳设置在所述单体端面上时，所述安装槽位于所述箱体宽度方向上的两端设有与所述单体极耳配合的第二极耳配合结构。
65.本发明的有益效果在于：
66.本发明的集流体，通过在电极区的长边上设置极耳区，且电极区的长边长度大于其宽边长度，电子在集流体本体内传导的最大距离为电极区的宽度，从而可使电子在集流体本体内传导的距离减小，也即在将电极区的长度延长的条件下也不会增加电子传导的距离，可以将电极区的长度按照不同的使用场景来设置而不受限制；通过减小电子传导距离，能够减小电子传导的电阻，降低电芯内部因电阻产生的热量，从而能够更好地控制电芯发热，提高电芯运行安全性和稳定性。
附图说明
67.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
68.图1为本发明集流体实施例1的结构示意图；
69.图2为设有一个第二极耳区时的结构示意图；
70.图3为设有两个第二极耳区时的结构示意图；
71.图4为第一极耳区和第二极耳区的长度之和等于电极区周长一半时的结构示意图；
72.图5为本发明电芯实施例2的结构示意图；
73.图6为图5的a-a剖视图；
74.图7为第一极耳和第二极耳之间的分界线的示意图；
75.图8为本发明叠层电芯实施例3的结构示意图；
76.图9为图8的b-b剖视图，具体的为所有第一极耳焊接连接、所有第二极耳焊接连接时的结构示意图；
77.图10为所有第一极耳通过第一母排连接、所有第二极耳通过第二母排连接时的结构示意图；
78.图11为本发明叠层电芯实施例4的结构示意图；
79.图12为图8的c-c剖视图，具体的为所有第三极耳焊接连接、所有第四极耳焊接连接时的结构示意图；
80.图13为所有第三极耳通过第三母排连接、所有第四极耳通过第四母排连接时的结构示意图；
81.图14为本发明叠层电芯实施例5的结构示意图；
82.图15为第一电芯单元包含一个电芯器件时的结构示意图；
83.图16为第一电芯单元包括三个电芯器件时的结构示意图；
84.图17为本发明叠层电芯实施例6的结构示意图；
85.图18为第二电芯单元包括4个第二叠层集流体时的结构示意图；
86.图19为本发明电芯单体实施例7的结构示意图；
87.图20为单体极耳设置在单体侧面上时的结构示意图；
88.图21为极耳区设有通孔的叠层电芯的结构示意图；
89.图22为本发明储能装置实施例8的结构示意图；
90.图23为箱体内设有中间定位板时的结构示意图；
91.图24为箱体内设有隔板时的结构示意图。
具体实施方式
92.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
93.实施例1
94.如图1所示，为本发明集流体实施例1的结构示意图。本实施例的集流体，包括集流体本体，集流体本体上设有电极区11和极耳区，电极区11成方形并具有长l0和宽w0，且l0＞wo；极耳区包括第一极耳区12，第一极耳区12由电极区11的其中一条长度为l0的边向外延伸形成。
95.进一步，在一些实施例中，极耳区还包括第二极耳区13，第二极耳区13由电极区11其中一条长度为w0的边向外延伸形成，第一极耳区12和第二极耳区13相连。
96.具体的，本实施例的第一极耳区12成方形并具有长l1和宽w1，且l1＝l0，即第一极耳区12的长度与电极区11的长度相等，第一极耳区12覆盖电极区11的其中一条长度为l0的边。本实施例的第二极耳区13成方形并具有长l2和宽w2，且l2≤w0。也即第二极耳区13的长度小于等于电极区11的宽度。
97.进一步，电极区11中，令设有第一极耳区12的边与设有第二极耳区13的边之间的交点为顶点，则对应的第一极耳区12和第二极耳区13的相交点为该顶点，且满足：
98.l1+nl2≤l0+w099.其中，n为第二极耳区的数量，且n＝1或n＝2。即在一些实施例中，第二极耳区13可
以仅设为一个，如图2所示；第二极耳区13也可以设为两个，如图3所示。第一极耳区12和所有第二极耳区13的长度之和小于等于电极区11周长的一半，如图4所示，为l1+l2＝l0+w0时的一种集流体结构示意图。
100.进一步，极耳区还包括第三极耳区14，第三极耳区14位于第一极耳区12和第二极耳区13之间，第一极耳区12与第二极耳区13之间通过第三极耳区14相连。具体的，第三极耳区14具有两条相互垂直且相交的直角边，其中一条直角边与第一极耳区12长度为w1的边共边，另一条直角边与第二极耳区13长度为w2的边共边。具体的，第三极耳区14成方形，或第三极耳区14的两条直角边之间设有平滑曲线，本实施例的第三极耳区14成方形，第三极耳区14主要起到将第一极耳区12和第二极耳区13连接为一个整体的技术目的。
101.本实施例的集流体，通过在电极区的长边上设置极耳区，且电极区的长边长度大于其宽边长度，电子在集流体本体内传导的最大距离为电极区的宽度，从而可使电子在集流体本体内传导的距离减小，也即在将电极区的长度延长的条件下也不会增加电子传导的距离，可以将电极区的长度按照不同的使用场景来设置而不受限制；通过减小电子传导距离，能够减小电子传导的电阻，降低电芯内部因电阻产生的热量，从而能够更好地控制电芯发热，提高电芯运行安全性和稳定性。
102.实施例2
103.如图5所示，为本发明电芯实施例2的结构示意图。本实施例的电芯，包括第一集流体21和第二集流体22，第一集流体21上设有第一电极材料层23，第二集流体22上设有第二电极材料层24；第一电极材料层23和第二电极材料层24之间设有固体电解质层(图中未示出)，或第一电极材料层23和第二电极材料层24之间设有隔膜和电解液(图中未示出)，即本实施例的电芯可以为固体电芯或液态电芯，不再累述。
104.本实施例的第一集流体21和第二集流体22均采用如实施例1所述的集流体。令设置在第一集流体21上的电极区和极耳区分别为第一电极区和第一极耳区；设置在第二集流体22上的电极区和极耳区分别为第二电极区和第二极耳区；第一电极材料层23设置在第一电极区上，第二电极材料层24设置在第二电极区上；第一极耳区形成第一极耳25，第二极耳区形成第二极耳26。
105.优选的，在垂直于第一集流体21的视图方向上，第一极耳25和第二极耳26之间相对设置，且第一极耳25和第二极耳26的两端之间分别具有间隙。将第一极耳25和第二极耳26相对设置，可以提高第一电极材料层23和第二电极材料层24之间的电化学反应的均匀性。
106.进一步，在垂直于第一集流体21的视图方向上，第一电极区与第二电极区完全重合，令过第一电极区或第二电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线27，第一极耳25和第二极耳26分别位于分界线两侧，如图7所示。优选的，第一极耳25和第二极耳26相对于第一电极区或第二电极区的几何中心呈中心对称设置。
107.本实施例的电芯，通过采用实施例1所述的集流体，可以降低电子传导的电阻，同时通过将第一极耳25和第二极耳26相对设置，可以提高第一电极材料层23和第二电极材料层24之间的电化学反应的均匀性，从而可以进一步避免电芯内部局部温度过高的问题，同时提高电芯的使用寿命和运行安全性能。
108.实施例3
109.如图8所示，为本发明叠层电芯实施例3的结构示意图。本实施例的叠层电芯，包括至少两个如实施例2的电芯，相邻两个电芯的第一集流体21或第二集流体22叠合在一起，所有的第一极耳25连接在一起，所有的第二极耳26连接在一起。即本实施例的叠层电芯中，所有电芯之间并联连接。
110.具体的，第一极耳25之间的连接区域以及第二极耳26之间的连接区域为第一极耳区12背向电极区11的长度为l0的整条边。当然，当设有第二极耳区13时，第一极耳25之间的连接区域以及第二极耳26之间的连接区域还包括第二极耳区13背向电极区11的长度为l2的整条边。当设有第三极耳区14时，第一极耳25之间的连接区域以及第二极耳26之间的连接区域还包括第三极耳区14位于其两条直角边之间的所有边。
111.所有的第一极耳焊接连接，所有的第二极耳焊接连接，如图9所示；或，叠层电芯还包括第一母排28和第二母排29，所有的第一极耳25通过第一母排28连接在一起，所有的第二极耳26通过第二母排29连接在一起，如图10所示。
112.本实施例的叠层电芯，通过在电芯结构上将所有的第一极耳25连接在一起，所有的第二极耳26连接在一起，从而使所有电芯之间在内部结构上实现并联连接；另外，也可降低电芯的内阻，降低因内阻产生的热量。
113.实施例4
114.如图11所示，为本发明叠层电芯实施例4的结构示意图。本实施例的叠层电芯，包括间隔设置的至少三个第一叠层集流体，第一叠层集流体的两侧侧面上设有第三电极材料层31或第四电极材料层32；相邻的两个第一叠层集流体相向的侧面上分别设有第三电极材料层31和第四电极材料层32；第三电极材料层31和第四电极材料层32之间设有固体电解质层(图中未示出)，或第三电极材料层31和第四电极材料层32之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。也即本实施例的叠层电芯可以为固态叠层电芯，也可以为液态叠层电芯。
115.所有的第一叠层集流体均采用如实施例1所述的集流体；令设有第三电极材料层31的第一叠层集流体为第三集流体33，设有第四电极材料层32的第一叠层集流体为第四集流体34。第三电极材料层31设置在第三集流体33的电极区上，第四电极材料层32设置在第四集流体34的电极区上；第三集流体33的极耳区形成第三极耳35，第四集流体34的极耳区形成第四极耳36。
116.进一步，在垂直于第三集流体33的视图方向上，第三极耳35和第四极耳36之间相对设置，且第三极耳35和第四极耳36的两端之间分别具有间隙。将第三极耳35和第四极耳36相对设置，可以提高第三电极材料层31和第四电极材料层32之间的电化学反应的均匀性。
117.进一步，在垂直于第三集流体的视图方向上，所有的集流体的电极区完全重合，令过电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，第三极耳和第四极耳分别位于分界线两侧。优选的，本实施例的第三极耳35和第四极耳36相对于电极区的几何中心呈中心对称设置。
118.进一步，所有的第三极耳35连接在一起，所有的第四极耳36连接在一起。具体的，所有的第三极耳35焊接连接，所有的第三极耳35焊接连接，如图12所示；或，叠层电芯还包括第三母排37和第四母排38，所有的第三极耳35通过第三母排37连接在一起，所有的第四极36耳通过第四母排38连接在一起，如图13所示。具体的，第三极耳35之间的连接区域以及
第四极耳36之间的连接区域为第一极耳区12背向电极区11的长度为l0的整条边。当然，当设有第二极耳区13时，第三极耳35之间的连接区域以及第四极耳36之间的连接区域还包括第二极耳区13背向电极区11的长度为l2的整条边。当设有第三极耳区14时，第三极耳35之间的连接区域以及第四极耳36之间的连接区域还包括第三极耳区14位于其两条直角边之间的所有边。
119.本实施例的叠层电芯，通过采用实施例1所述的集流体，可以降低电子传导的电阻，同时通过将第三极耳35和第四极耳36相对设置，可以提高第三电极材料层31和第四电极材料层32之间的电化学反应的均匀性，从而可以进一步避免电芯内部局部温度过高的问题，同时提高电芯的使用寿命和运行安全性能。通过在电芯结构上将所有的第三极耳35连接在一起，所有的第四极耳36连接在一起，从而使本实施例的叠层电芯在内部结构上实现并联连接。
120.实施例5
121.如图14所示，为本发明叠层电芯实施例5的结构示意图。本实施例的叠层电芯，包括层叠在一起的至少两个第一电芯单元40，相邻两个第一电芯单元40之间设有绝缘隔离层41。
122.第一电芯单元40包括至少一个电芯器件，电芯器件包括第五集流体42和第六集流体43，第五集流体42上设有第五电极材料层44，第六集流体43上设有第六电极材料层45，第五电极材料层44和第六电极材料层45之间设有固体电解质层(图中未示出)，或第五电极材料层44和第六电极材料层45之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。
123.第五集流体和第六集流体均采用如实施例1所述的集流体。令设置在第五集流体42上的电极区和极耳区分别为第五电极区和第五极耳区；设置在第六集流体43上的电极区和极耳区分别为第六电极区和第六极耳区；第五电极材料层44设置在第五电极区上，第六电极材料层45设置在第六电极区上；第五极耳区形成第五极耳46，第六极耳区形成第六极耳47。
124.第一电芯单元40包括一个电芯器件或至少两个电芯器件。如图16所示，当第一电芯单元40包括至少两个电芯器件时，相邻两个相邻的电芯器件的第五集流体42或第六集流体43叠合在一起；第一电芯单元40中的所有第五极耳46连接在一起，第一电芯单元40中的所有第六极耳47连接在一起，也即第一电芯单元40中的所有电芯器件并联连接。相邻两个第一电芯单元40中，其中一个第一电芯单元40的第五极耳46和另一个第一电芯单元40的第六极耳47连接在一起，即相邻两个第一电芯单元40之间串联连接。
125.具体的，第一电芯单元40中的所有第五极耳46焊接连接，第一电芯单元40中的所有第六极耳47焊接连接；相邻两个第一电芯单元40中，其中一个第一电芯单元40的第五极耳46和另一个第一电芯单元40的第六极耳47焊接连接。
126.具体的，第五极耳46之间的连接区域以及第六极耳47之间的连接区域为第一极耳区12背向电极区11的长度为l0的整条边。当然，当设有第二极耳区13时，第五极耳46之间的连接区域以及第六极耳47之间的连接区域还包括第二极耳区13背向电极区11的长度为l2的整条边。当设有第三极耳区14时，第五极耳46之间的连接区域以及第六极耳47之间的连接区域还包括第三极耳区14位于其两条直角边之间的所有边。
127.进一步，在垂直于第五集流体的视图方向上，同一个第一电芯单元中的第五极耳
46和第六极耳47之间相对设置，且第五极耳46和第六极耳47的两端之间分别具有间隙。将第五极耳46和第六极耳47相对设置，可以提高第五电极材料层44和第六电极材料层45之间的电化学反应的均匀性。
128.进一步，在垂直于第五集流体的视图方向上，所有的集流体的电极区完全重合，令过电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，同一个第一电芯单元中的第五极耳和第六极耳分别位于分界线两侧。即同一个第一电芯单元中的第五极耳和第六极耳相对于电极区的几何中心呈中心对称设置。
129.进一步，相邻两个第一电芯单元中，其中一个第一电芯单元40的第五极耳46与另一个第一电芯单元40的第六极耳47相对设置，且在垂直于第五集流体的视图方向上，相邻两个第一电芯单元中，其中一个第一电芯单元40的第五极耳46与另一个第一电芯单元40的第六极耳47重合或部分重合，从而能够方便地将分属于两个第一电芯单元40的第五极耳46和第六极耳47连接在一起。
130.实施例6
131.如图17所示，为本发明叠层电芯实施例6的结构示意图。本实施例的叠层电芯，包括层叠在一起的至少两个第二电芯单元50，相邻两个第二电芯单元50之间设有绝缘隔离层51。第二电芯单元50包括间隔设置的至少三个第二叠层集流体，第二叠层集流体的两侧侧面上设有第七电极材料层52或第八电极材料层53；相邻的两个第二叠层集流体相向的侧面上分别设有第七电极材料层52和第八电极材料层53；第七电极材料层52和第八电极材料层53之间设有固体电解质层(图中未示出)，或第七电极材料层52和第八电极材料层53之间设有隔膜和电解液(图中未示出)。
132.所有的第二叠层集流体均采用如实施例1所述的集流体。令设有第七电极材料层52的第二叠层集流体为第七集流体54，设有第八电极材料层53的第二叠层集流体为第八集流体55。第七电极材料层设置在第七集流体的电极区上，第八电极材料层设置在第八集流体的电极区上；第七集流体的极耳区形成第七极耳56，第八集流体的极耳区形成第八极耳57。
133.属于同一个第二电芯单元50的所有第七极耳56连接在一起，属于同一个第二电芯单元50的所有第八极耳57连接在一起；相邻两个第二电芯单元50中，其中一个第二电芯单元的第七极耳56和另一个第二电芯单元的第八极耳57连接在一起。
134.进一步，本实施例中，属于同一个第二电芯单元50的所有第七极耳56焊接连接，属于同一个第二电芯单元的所有第八极耳57焊接连接；相邻两个第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元的第七极耳56和另一个第二电芯单元的第八极耳57焊接连接。
135.进一步，在垂直于第七集流体的视图方向上，同一个第二电芯单元中的第七极耳56和第八极耳57之间相对设置，且第七极耳和第八极耳的两端之间分别具有间隙。将第七极耳56和第八极耳57相对设置，可以提高第七电极材料层52和第八电极材料层53之间的电化学反应的均匀性。
136.进一步，在垂直于第七集流体的视图方向上，所有的集流体的电极区完全重合，令过电极区的几何中心并与长度为w0的边相交的直线为分界线，同一个第二电芯单元中的第七极耳和第八极耳分别位于分界线两侧。本实施例中，同一个第二电芯单元中的第七极耳和第八极耳相对于电极区的几何中心呈中心对称设置。
137.进一步，相邻两个第二电芯单元中，其中一个第二电芯单元50的第七极耳56与另一个第二电芯单元50的第八极耳57相对设置，且在垂直于第七集流体的视图方向上，相邻两个第二电芯单元50中，其中一个第二电芯单元50的第七极耳56与另一个第二电芯单元50的第八极耳57重合或部分重合，从而能够方便地将分属于两个第二电芯单元50的第七极耳56和第八极耳57连接在一起。
138.实施例7
139.如图19所示，为本发明电芯单体实施例7的结构示意图。本实施例的电芯单体，包括单体壳体60，单体壳体60内设有叠层电芯61，叠层电芯61可采用如实施例3、实施例4、实施例5或实施例6中所述的叠层电芯。
140.进一步，单体壳体60成长方形并具有长边、宽边和厚边，单体壳体60的长边与电极区的长边平行，单体壳体60的宽边与电极区的宽边平行；令边长为单体壳体60的长边和厚边的侧面为单体侧面62。本实施例的叠层电芯为液态叠层电芯，电极材料之间具有隔膜69和电解液。单体侧面上设有用于注入电解液的注液口63，极耳区设有用于电解液流通的通孔64。具体的，单体壳体60具有两个单体侧面62，本实施例的单体壳体的两个单体侧面上分别设有注液口63，从而可以将叠层电芯61的宽度做得更宽也可以满足注液的要求。具体的，当叠层电芯61的长度较长时，还可以在单体侧面62上分别间隔设有至少两个注液口63，每个单体侧面62上设置的注液口63的数量根据实际的注液需求进行设置，不再累述。本实施例的单体壳体60上还设有防爆阀68。
141.进一步，令边长为单体壳体的宽边和厚边的侧面为单体端面67，单体壳体60上设有单体极耳，单体极耳设置在单体侧面62和/或单体端面67上。具体的，单体极耳包括第一单体极耳65和第二单体极耳66，第一单体极耳65和第二单体极耳66可以设置在同一个单体侧面62或单体端面67上，本实施例的第一单体极耳65和第二单体极耳66分别设置在两个单体侧面62上，如图19所示，或本实施例的第一单体极耳65和第二单体极66耳分别设置在两个单体端面67上，如图20所示。具体的，当第一单体极耳65和第二单体极耳66设置在单体侧面62上时，单体侧面62上间隔设有至少一个第一单体极耳65或第二单体极耳66，第一单体极耳65和第二单体极耳66的数量根据叠层电芯61的长度进行设置，以降低电子传导的电阻至设定阈值以下。
142.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例3所述的叠层电芯时，将第一单体极耳65与第一极耳25一一对应设置，第二单体极耳66与第二极耳26一一对应设置；
143.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例4所述的叠层电芯时，可将第一单体极耳65与第三极耳35一一对应设置，第二单体极耳66与第四极耳36一一对应设置；
144.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例5所述的叠层电芯时，可将第一单体极耳65与第五极耳46一一对应设置，第二单体极耳66与第六极耳47一一对应设置；
145.当本实施例的叠层电芯61采用如实施例6所述的叠层电芯时，可将第一单体极耳65与第七极耳56一一对应设置，第二单体极耳66与第八极耳57一一对应设置。
146.实施例8
147.如图22所示，为本发明储能装置实施例8的结构示意图。本实施例的储能装置，包括箱体70，箱体70内设有至少一个如实施例7所述的电芯单体71。
148.进一步，箱体70为长方体形，且箱体具有长度l、宽度w和高度h；电芯单体71为长方
体形，且电芯单体具有长度l’、宽度w’和厚度t’；令箱体70中边长为长度l和高度h的两个侧面为安装面，则箱体70的宽度w与电芯单体71的长度l’之间满足：
149.l＝l’+δ1或l＝2l’+δ2150.其中，δ1和δ2分别表示箱体中的其他附属结构在箱体宽度方向上占据的厚度。
151.也即电芯单体71的长度约定于箱体70的宽度或约等于箱体70的宽度的一半。具体的，如图22所示，当电芯单体71的长度约定于箱体70的宽度时，箱体70的两个安装面中，其中一个安装面为可开闭的操作面，另一个安装面为定位面，定位面上设有用于插接电芯单体的单体插接结构，电芯单体通过操作面阵列插装在单体插装结构上。如图23所示，当电芯单体71的长度约等于箱体70的宽度的一半时，箱体70内设有与安装面平行的中间定位板72，中间定位板72的两侧侧面均为定位面，定位面上设有用于插接电芯单体的单体插接结构，箱体70的两个安装面均为可开闭的操作面，电芯单体通过两个操作面阵列插接安装在单体插装结构上。即本实施例的储能装置中，通过操作面和定位面可实现电芯单体71的插接安装，不仅安装更加方便，而且可直接在箱体外对各电芯单体71进行检修维护，不同再在箱体70内部设置检修通道的附属设施，能够有效提高箱体70内的空间利用率，提高储能容量。优选的，箱体70内设有用于使电芯单体保持稳固的稳固装置73。
152.如图24所示，箱体70内的结构还可以为：箱体70的两个安装面之间间隔设有隔板75并在箱体70内形成若干安装槽，若干电芯单体71组成单体簇74并安装在安装槽内；单体壳体60上设有单体极耳，单体极耳设置在单体侧面62时，安装槽位于箱体长度方向上的侧面上设有与单体极耳配合的第一极耳配合结构；单体极耳设置在单体端面67上时，安装槽位于箱体70宽度方向上的两端设有与单体极耳配合的第二极耳配合结构。
153.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。