电化学电池单元夹具及相关方法与流程

总体上描述了用于电化学电池单元的夹具以及相关的系统和方法。

背景技术：

1、电化学电池单元通常包括电极，该电极包括参与电化学反应以产生电流的电极活性材料。一些电化学电池单元包括具有密封和/或诸如电极接片的电气部件的容器。本公开内容的某些实施方式涉及与加强电化学电池单元容器的各部分和/或电气部件之间的接触相关的发明方法、系统和装置。

技术实现思路

1、总体上描述了用于电化学电池单元的夹具以及相关的系统和方法。在一些实施方式中，夹具系统可以施加压缩夹紧力，以加强电化学电池单元的容器的第一部分与第二部分之间的接触(例如，以加强电化学电池单元包(electrochemical cell pouch)的密封)。在一些实施方式中，夹具系统可以施加压缩夹紧力来加强电极接片与电极接片延伸部之间的电子连通。经由夹具施加这样的压缩夹紧力可以有助于在具有挑战性的条件下，例如在电化学电池单元的测试期间(例如，在高温下)和/或在运输期间，保持接触(例如，密封、电极接片连接)的完整性(integrity)。在一些情况下，本发明的主题涉及：相互关联的产品、针对具体问题的替代解决方案以及/或者一个或更多个系统和/或物体的多种不同用途。

2、在一方面，提供了用于电化学电池单元的夹具系统。在一些实施方式中，一种用于包括至少部分地被柔性容器包围的电极的电化学电池单元的夹具系统包括：下夹具部分；上夹具部分，其耦接至下夹具部分；平台，其与下夹具部分相邻；在平台上的电化学电池单元，电化学电池单元至少部分地被壳体包围；以及可压缩物体(compressible article)，其在下夹具部分与上夹具部分之间；其中：电化学电池单元的柔性容器的至少一部分在下夹具部分与上夹具部分之间；电化学电池单元包括锂金属和/或锂金属合金作为在电化学电池单元的充电和/或放电过程的至少一部分期间或全部期间的电极活性材料；电化学电池单元包括与电极中的至少一个电极电子连通的电极接片和电极接片延伸部，电极接片的至少一部分在下夹具部分与上夹具部分之间，并延伸穿过柔性容器的第一部分与柔性容器的第二部分之间的密封；下夹具部分和上夹具部分被配置成施加压缩夹紧力，以加强上述密封以及/或者加强电极接片与电极接片延伸部之间的电子连通；以及壳体被配置成在电化学电池单元的充电和/或放电期间的至少一个时间段期间施加各向异性力，各向异性力具有与电化学电池单元的至少一个电极的电极活性表面正交的分量。

3、在一些实施方式中，一种用于包括至少部分地被柔性容器包围的电极的电化学电池单元的夹具系统包括：下夹具部分；上夹具部分，其耦接至下夹具部分；以及平台，其与下夹具部分相邻，能够支承电化学电池单元；其中：下夹具部分和上夹具部分被配置成施加压缩夹紧力，以加强柔性容器的第一部分与柔性容器的第二部分之间的接触。

4、在一些实施方式中，一种用于包括至少部分地被柔性容器包围的电极的电化学电池单元的夹具系统包括：下夹具部分；上夹具部分，其耦接至下夹具部分；以及电化学电池单元，其中，电化学电池单元的柔性容器的至少一部分在下夹具部分与上夹具部分之间；并且其中：下夹具部分和上夹具部分被配置成施加压缩夹紧力，以加强柔性容器的第一部分与柔性容器的第二部分之间的接触。

5、在一些实施方式中，一种用于包括与电极接片和电极接片延伸部电子连通的电极的电化学电池单元的夹具系统包括：下夹具部分；上夹具部分，其耦接至下夹具部分；以及电化学电池单元，其中，电极接片和/或电极接片延伸部的至少一部分在下夹具部分与上夹具部分之间；并且其中：下夹具部分和上夹具部分被配置成施加压缩夹紧力，以加强电极接片与电极接片延伸部之间的电子连通。

6、在另一方面，提供了方法。在一些实施方式中，一种方法包括：经由夹具向包括电极和液体电解质的柔性容器的至少一部分施加压缩夹紧力，使得压缩夹紧力加强柔性容器的第一部分与柔性容器的第二部分之间的接触。

7、在一些实施方式中，一种方法包括：经由夹具向电化学电池单元的柔性容器的至少一部分施加压缩夹紧力，使得柔性容器在柔性容器否则会失效(fail)的至少一种情况下保持流体密封(fluid-tight)。

8、在结合附图考虑时，本发明的其他优点和新颖特征将从以下对本发明的各种非限制性实施方式的详细描述中变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应以本说明书为准。

技术特征：

1.一种用于电化学电池单元的夹具系统，所述电化学电池单元包括至少部分地被柔性容器包围的电极，所述夹具包括：

2.一种用于电化学电池单元的夹具系统，所述电化学电池单元包括至少部分地被柔性容器包围的电极，所述夹具包括：

3.一种用于电化学电池单元的夹具系统，所述电化学电池单元包括至少部分地被柔性容器包围的电极，所述夹具包括：

4.一种用于电化学电池单元的夹具系统，所述电化学电池单元包括与电极接片和电极接片延伸部电子连通的电极，所述夹具包括：

5.根据权利要求2所述的夹具系统，还包括所述平台上的所述电化学电池单元。

6.根据权利要求2至3和5中任一项所述的夹具系统，其中，所述柔性容器的第一部分与所述柔性容器的第二部分之间的接触是密封。

7.根据权利要求4所述的夹具系统，还包括至少部分包围所述电极的柔性容器。

8.根据权利要求2至3和5至7中任一项所述的夹具系统，其中，所述柔性容器的所述至少一部分在所述下夹具部分与所述上夹具部分之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的夹具系统，其中，所述上夹具部分和所述下夹具部分经由一个或更多个紧固件耦接。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的夹具系统，其中，与电极接片和所述电极中的至少一个电极电子连通的电极接片延伸部的一部分延伸穿过所述密封，并且在所述下夹具部分与所述上夹具部分之间。

11.根据权利要求10所述的夹具系统，其中，所述上夹具部分和所述下夹具部分被配置成向电化学电池单元的至少一部分施加压缩夹紧力，以加强所述电极接片与所述电极接片延伸部之间的电子连通。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的夹具系统，还包括在所述下夹具部分与所述上夹具部分之间的可压缩物体。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的夹具系统，其中，所述电化学电池单元至少部分地被壳体包围。

14.根据权利要求1和13中任一项所述的夹具系统，其中，所述下夹具部分、所述上夹具部分和所述平台被配置成与所述壳体的形状互补。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的夹具系统，其中，所述壳体被配置成在所述电化学电池单元的充电和/或放电期间的至少一个时间段期间施加各向异性力，所述各向异性力具有与所述电化学电池单元的至少一个电极的电极活性表面正交的分量。

16.根据权利要求2至15中任一项所述的夹具系统，其中，所述电化学电池单元的至少一个电极包括锂金属和/或锂金属合金作为所述电化学电池单元的充电和/或放电过程的至少一部分期间的电极活性材料。

17.根据权利要求1和16中任一项所述的夹具系统，其中，所述电化学电池单元包括锂金属和/或锂金属合金作为所述电化学电池单元的充电和/或放电过程的全部期间的电极活性材料。

18.一种可再充电电池，包括根据权利要求1至17中任一项所述的夹具系统。

19.一种电动交通工具，包括根据权利要求1至17中任一项所述的夹具系统或者根据权利要求18所述的可再充电电池。

20.一种方法，包括：

21.一种方法，包括：

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述电化学电池单元包括液体电解质。

23.根据权利要求20和22中任一项所述的方法，其中，所述柔性容器的第一部分与所述柔性容器的第二部分之间的接触是密封。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，与电极接片和所述电极中的至少一个电极电子连通的电极接片延伸部的一部分延伸穿过所述密封，并且在所述下夹具部分与所述上夹具部分之间。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，施加所述压缩夹紧力将所述电极接片和/或所述电极接片延伸部的外表面区域的至少一部分与所述液体电解质的至少一部分隔离。

26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，还包括在具有大于或等于40℃且小于或等于80℃的温度的环境中加热所述电化学电池单元。

27.根据权利要求20至26中任一项所述的方法，还包括在具有大于或等于所述液体电解质的沸点的温度的环境中加热所述电化学电池单元。

28.根据权利要求20至27中任一项所述的方法，还包括在所述电化学电池单元内部产生大于或等于60psi且小于或等于200psi的内部压力。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其中，所述密封的密封强度和所述压缩夹紧力的总和大于或等于根据所述内部压力的对所述密封的力。

30.根据权利要求20至29中任一项所述的方法，其中，所述电化学电池单元的至少一个电极包括锂金属和/或锂金属合金作为所述电化学电池单元的充电和/或放电过程的至少一部分期间的电极活性材料。

31.根据权利要求30的方法，其中，所述电化学电池单元的至少一个电极包括锂金属和/或锂金属合金作为所述电化学电池单元的充电和/或放电过程的全部期间的电极活性材料。

32.根据权利要求20至31中任一项所述的方法，其中，所述夹具是权利要求1至17中任一项所述的夹具系统的一部分。

技术总结
总体上描述了用于电化学电池单元的夹具以及相关的系统和方法。在一些实施方式中，夹具系统可以施加压缩夹紧力，以加强电化学电池单元的容器的第一部分与第二部分之间的接触(例如，以加强电化学电池单元包的密封)。在一些实施方式中，夹具系统可以施加压缩夹紧力来加强电极接片与电极接片延伸部之间的电子连通。经由夹具施加这样的压缩夹紧力可以有助于在具有挑战性的条件下，例如在电化学电池单元的测试期间(例如，在高温下)和/或在运输期间，保持接触(例如，密封、电极接片连接)的完整性。

技术研发人员：沙恩·哈勒尔,丹尼尔·G·米洛巴,杨文卓
受保护的技术使用者：赛昂能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12