双极性电池及其单极板和双极板以及其制造方法与流程

本技术大体上涉及电池领域，尤其涉及一种双极性电池及其单极板和双极板、以及其制造方法。

背景技术：

1、当今社会，电池已广泛应用于各个领域。因所应用的场合的不同，电池的类型也是各种各样。其中，作为堆叠型电池的一种，水平电池由于能够包含多个电池单体，因而通常用作大容量电池，可应用于汽车、船舶、工程机械、飞机、机车等起动，也可用于储能、后备电源、叉车等各种领域。

2、在堆叠型电池中，通常包括多个电池单体(也称电池单元)，每个电池单体内包括正极板、负极板及位于二者之间的隔膜。单元格(即电池单体)内同极性极板并联，电池容量由极板的大小、并联数量等决定；相邻的电池单体之间正、负极串联，电池的总电压由串联的电池单体的数量决定。极板是由集流体和位于其上活性物质构成的。例如，正极板是通过在集流体上涂敷正极活性物质而形成的，负极板是通过在集流体上涂敷负极活性物质而形成的。

3、对于堆叠型电池而言，根据电池的正、负极板是否共享集流体，可以将其分为单极性电池和双极性电池。在单极性电池中，正、负极板的集流体是分开的，也就是说，正、负极板的集流体是两个分离的部件。单极性电池中的一个电池单体的正、负极板与另一个电池单体的正、负极板是彼此隔离的，必须通过额外的焊接实现串联，工艺较复杂，可靠性差。而在双极性电池中，其正、负极板共享同一集流体，而共享同一集流体的正、负极板又分别位于不同的电池单体内。因此，其借助集流体来实现不同电池单体之间的串联，而不需要额外的焊接。与单极性电池相比，双极性电池实现串联更方便可靠。

4、然而，对双极性电池而言，面临的很大一个挑战在于：在其电池芯相邻电池单体之间、以及电池芯的端部与外界之间，需要设置特别的密封结构，以实现相邻电池单体之间以及电池芯端部与外界之间的密封，从而防止相邻电池单体之间发生窜液或窜气现象。然而，现有技术中，虽然各种形式的密封，但似乎都不是很理想，例如，要么密封效果不佳，或者密封结构的寿命不长，要么制造工艺较复杂，成本偏高。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题之一是克服上述现有技术中的不足，提供一种用于双极性电池的单极板及双极板，由该单极板及双极板构成的双极性电池可有效实现相邻电池单体之间的密封以及电池芯端部与外界之间的密封，并且其制造工艺较简单、成本较低。

2、本技术所要解决的另一技术问题是提供包含上述单极板及双极板的双极性电池，该双极性电池结构更简单，能有效实现相邻电池单体之间的密封以及电池芯端部与外界之间的密封。

3、本技术所要解决的还一技术问题是提供一种制造双极性电池的方法，该方法不仅工艺简单、效率高、成本低、适合于大规模生产，而且按照该方法所制造出的双极性电池可有效达成电池芯相邻电池单体之间的密封。

4、本技术还提供了制造双极性电池的电池芯的方法以及用于双极性电池的电池芯的压力框架，该方法及压力框架有助于解决如上所述的一或多个技术问题。

5、(1)单极板

6、本技术的第一方面在于提供了一种用于双极性电池的电池芯的单极板，所述单极板包含板栅本体，其具有相对的两侧边，所述两侧边分别形成有沿所述板栅本体的宽度方向延伸的密封台，所述密封台的厚度大于所述板栅本体的厚度。其中，至少一个所述密封台上具有在高度方向向外突出的密封凸缘。

7、优选地，两个所述密封台上均成形有所述密封凸缘。

8、优选地，所述密封凸缘位于所述密封台的上表面且沿高度方向向上突出。其中所述密封凸缘的高度可为0.05-2mm、0.5-1mm(例如0.6mm、0.8mm)或1-1.5mm(例如1.2mm、1.4mm)。

9、优选地，所述密封凸缘也沿着所述板栅本体的宽度方向延伸，且横跨整个所述密封台。

10、优选地，所述密封凸缘和所述密封台一体成形，例如注塑成形，且包含可塑性变形的材料。

11、(2)双极板

12、本技术的第二方面在于提供了用于双极性电池的电池芯的双极板，所述双极板包括：两个结构相同或相似于上述单极板的极板，以及导电连接件，其将其中之一的所述极板的侧边与另一极板的侧边相连接。所述两个极板的极性彼此不同(即，一个为正极板，另一个为负极板)，且经由所述导电连接件相互电连接。例如，所述双极板的两极板(即正、负极板)可包括相同的金属丝，这些金属丝沿长度方延伸，其位于不同的区段的部分分别被涂覆正极活性物和负极活性物，从而分别构成正极板和负极板(具体可参见cn202010353387.4号中国专利申请)。

13、在一些实施例中，所述正极板的所述板栅本体的厚度大于所述负极板的所述板栅本体的厚度，且所述正极板的所述密封台的厚度大于或等于所述负极板的所述密封台的厚度。优选地，所述正极板的所述密封台的厚度与所述负极板的所述密封台的厚度差等于所述正极板的所述板栅本体与所述负极板的所述板栅本体的厚度差。

14、在另一些实施例中，其中所述正极板的所述板栅本体的厚度大于或等于所述负极板的所述板栅本体的厚度，且所述正极板的所述密封台的厚度等于所述负极板的所述密封台的厚度。

15、(3)压力框架

16、本技术的第三方面在于提供一种用于双极性电池的电池芯的压力框架，所述压力框架包含底板，其具有第一侧边与与所述第一侧边相对的第二侧边，与所述底板的所述第一侧边可枢转地连接的第一翼板；及与所述底板的所述第二侧边可枢转地连接的第二翼板。当所述第一翼板和所述第二翼板经枢转与所述底板垂直时，所述第一翼板具有背对所述第二翼板的第一表面，且所述第二翼板具有背对所述第一翼板的第一表面。所述第一翼板的所述第一表面具有可供胶带粘贴的胶带粘贴面，且所述第二翼板的所述第一表面具有可供胶带粘贴的胶带粘贴面。

17、优选地，其中所述第一翼板的所述胶带粘贴面相对于所述底板的第一侧边垂直延伸，所述第二翼板的所述胶带粘贴面相对于所述底板的第二侧边垂直延伸。所述胶带粘贴面的位置对应于所述电池芯的各电池单体的相对的两端部。其中所述胶带粘贴面的位置对应于所述电池芯的各电池单体的相对的两端部。

18、(4)双极性电池

19、本技术的第四方面在于提供一种双极性电池，所述双极性电池包含：具有多个电池单体的电池芯、电池槽和电池盖，所述电池芯包含压力框架，其具有底板及二个与所述底板的二侧边连接并相对所述底板垂直设置的二翼板，多个堆叠的单极板和双极板(具体的堆叠方式可参见本技术人的cn202010353387.4号中国专利申请所公开的内容)，其设置于所述压力框架的所述二翼板之间，压力盖板，其与所述二翼板配合并相对所述底板设置及密封胶带，其围绕所述压力框架设置。所述电池槽经构形以容纳所述电池芯，而所述电池槽的内表面具有胶带密封台，且所述胶带密封台经构形以沿所述密封胶带延伸并与所述密封胶带配合。所述电池盖经构形以与所述电池槽配合，且以与所述电池芯的所述压力盖板紧密配合。

20、(5)制造双极性电池的电池芯的方法

21、本技术的第五方面在于提供一种制造双极性电池的电池芯的方法，其包含：提供压力框架，其中所述压力框架具有底板和分别与所述底板的相对二侧边连接且可相对所述底板折叠的二翼板，且其中所述底板与所述翼板呈展开的状态；提供多个单极板、多个双极板和多个隔膜，并按照规律将所述所述单极板、双极板和隔膜设置于所述压力框架的所述底板上并彼此堆叠，其中所述隔膜设置于上下堆叠的所述单极板和双极板之间(具体的堆叠方式可参见cn202010353387.4号中国专利申请所公开的内容)；将所述压力框架的所述二翼板相对所述底板折起，以使所述翼板相对所述底板垂直设置，且使得相互堆叠的所述单极板、所述双极板和所述隔膜容置于被折起的所述二翼板之间；提供与所述压力框架配合的压力盖板，其中所述压力盖板挤压相互堆叠的所述单极板、所述双极板和所述隔膜，并与所述压力框架的所述翼板连接；及提供密封胶带于所述翼板的外表面。

22、在本技术的一些实施例中，所述单极板的两端分别具有一带有密封凸缘的密封台，且所述双极板中的每一极板的两端也分别具有一带有密封凸缘的密封台，且其中，当所述单极板、所述双极板和所述隔膜彼此堆叠于所述压力框架的所述底板上时，上下堆叠的所述单极板和双极板的相应的所述密封凸缘彼此对准。

23、在本技术的一些实施例中，当压力盖板挤压相互堆叠的所述单极板、所述双极板和所述隔膜时，所述密封凸缘会受到挤压而变形。

24、优选地，上述方法还包括进一步将黏性材料提供于压力框架中，其中所述黏性材料将所述单极板的所述密封台的侧面和所述双极板的所述密封台的侧面与所述压力框架粘接成一体。

25、(6)制造双极性电池的方法

26、本技术的第六方面在于提供一种制造双极性电池的方法，其包含：提供电池芯，所述电池芯包含彼此电连接的第一电池单体和第二电池单体，及位于第一电池单体和第二电池单体各自的两端部、且围绕其底面和两侧面而延伸的密封胶带；将电池芯置入于电池槽中，其中形成于所述电池槽的内表面的胶带密封台与所述电池芯的所述密封胶带啮合；及将电池盖与所述电池槽相配合以形成包覆所述电池芯的电池壳体。

27、优选地，所述电池槽的内表面进一步具有在对应于所述电池芯的所述第一电池单体与所述第二电池单体的连接处延伸的t形筋。

28、在本技术的一些实施例中，上述方法进一步包括，在将电池盖与所述电池槽配合前，将胶体注入于电池槽中，其中在所述电池芯的所述第一电池单体与所述第二电池单体之间的胶体与所述t形筋固化在一起。

29、在本技术的另一些实施例中，上述方法进一步包括，在将电池盖与所述电池槽配合前，在所述电池盖的胶槽中提供胶体，其中，当所述电池盖与所述电池槽配合时，所述电池盖的所述胶槽与位于所述电池芯的面向所述电池盖的表面上的凸台相配合。

30、按照本技术所提供的双极性电池的单极板及双极板，由于其具有密封台，且密封台上设置有密封凸缘，因而在堆叠这些单极板和双极板以构成双极性电池之后，这些密封凸缘能形成密封墙，从而有效实现相邻电池单体之间的密封以及电池芯端部与外界之间的密封。并且，这种单极板及双极板制造工艺较简单、成本较低。

31、按照本技术所提供的双极性电池，由于包含上述单极板及双极板，因而密封性能好，因而有效地延长了使用寿命。

32、按照本技术所提供的制造双极性电池的方法，工艺更简单，易于实现，因而适合于大规模生产。

33、按照本技术所提供的制造双极性电池的电池芯的方法以及用于双极性电池的电池芯的压力框架，有助于实现上述有益的技术效果。