一种大容量电池的制作方法

本发明涉及电池领域，具体为一种大容量电池。

背景技术：

1、现有的大容量电池(也称为电池模组或电池组)通常是将多个单体电池进行并联或串联后制作而成，如中国专利cn106531913b公开一种方形电池模组，包括多个方形电池单体和模组架，模组架为上端敞口的壳体，多个方形电池单体按设计需求排布成任一串并联组合的电池模块后固定在模组架内。这种直接通过串并联方式制作出的大容量电池由于木桶效应的存在，往往会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大容量电池，克服现有电池组因各个单体电池性能具有差异性而导致电池组容量上限及循环次数受限以及安全性能较低的问题。

2、本发明的技术方案是提供一种大容量电池，其特殊之处在于：包括由多个单体电池并联而成的电池组主体及至少一个中空构件；

3、各个单体电池内腔包括电解液区和气体区；

4、中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，固定在电池组主体侧壁；

5、各个单体电池内腔的电解液区与中空构件连通，实现各单体电池的电解液共享；

6、或各个单体电池内腔的气体区与中空构件连通，实现各单体电池的气体共享。

7、为了进一步缩小各个单体电池之间的差异性，中空构件为两根，且分别位于电池组主体的同一侧侧壁或不同侧侧壁上，各个单体电池内腔的电解液区和气体区分别与一根中空构件连通，继而实现各单体电池的电解液共享和气体共享。

8、进一步地，各个单体电池的壳体侧壁设有一个第一通孔；第一通孔大小及位置需满足：各个单体电池内腔电解液区的电解液可以通过该第一通孔；中空构件开设有多个通孔，各个通孔与第一通孔一一对应且贯通，实现各个单体电池的电解液共享；

9、和/或，各个单体电池的壳体侧壁设有一个第二通孔；第二通孔大小及位置需满足：各个单体电池内腔气体区的气体可以通过该第二通孔；中空构件开设有多个通孔，各个通孔与第二通孔一一对应且贯通，实现各个单体电池的气体共享。

10、进一步地，中空构件至少由顶部敞口的中空箱体以及用于覆盖敞口端的盖板构成；通孔开设在中空箱体的底部；中空箱体的底部与电池组主体侧壁焊接连接；盖板与中空箱体的敞口端焊接连接。

11、进一步地，通过下述过程将中空构件固定在电池组主体侧壁，实现各个单体电池的电解液共享：将中空箱体定位于电池组主体侧壁上，使得各个第一通孔与各个通孔一一对应，且通孔在电池组主体侧壁的正投影完全覆盖对应第一通孔；

12、将焊接头从中空箱体顶部敞口端伸入通孔边沿部位，将各个通孔边沿与相应单体电池的侧壁密封焊接；使得各个单体电池的第一通孔与对应通孔贯通；

13、将盖板密封焊接在中空箱体顶部敞口端；

14、或，

15、将各个子中空构件分别焊接在各个单体电池的第一通孔处；

16、将中空箱体定位于电池组主体侧壁上，使得各个子中空构件与各个通孔一一对应，且确保各个子中空构件插入通孔；

17、将焊接头从中空箱体顶部敞口端伸入通孔边沿部位，将各个通孔边沿与对应子中空构件的外壁焊接实现密封；

18、将盖板密封焊接在中空箱体顶部敞口端。

19、进一步地，

20、通过下述过程将中空构件固定在电池组主体侧壁，实现各个单体电池的气体共享：

21、将中空箱体定位于电池组主体侧壁上，使得各个通孔与各个第二通孔一一对应；且通孔在电池组主体侧壁的正投影完全覆盖对应第二通孔；

22、将焊接头从中空箱体顶部敞口端伸入通孔边沿部位，将各个通孔边沿与相应单体电池的侧壁密封焊接；使得各个单体电池的第二通孔与对应通孔贯通；

23、将盖板密封焊接在中空箱体顶部敞口端；

24、或，

25、将各个子中空构件分别焊接在各个单体电池的第二通孔处；

26、将中空箱体定位于电池组主体侧壁上，使得各个子中空构件与各个通孔一一对应，且确保各个子中空构件插入通孔；

27、将焊接头从中空箱体顶部敞口端伸入通孔边沿部位，将各个通孔边沿与对应子中空构件的外壁焊接实现密封；

28、将盖板密封焊接在中空箱体顶部敞口端。

29、进一步地，中空箱体的底部开设至少一个定位槽，各个单体电池卡入对应定位槽实现中空箱体在电池组主体侧壁上的定位。

30、进一步地，单体电池包括外壳以及成品电池，成品电池安装于外壳内部，且成品电池的壳体侧壁上设有第三通孔；

31、第一通孔设置在外壳侧壁，且第一通孔与第三通孔相通。

32、进一步地，单体电池包括外壳及位于外壳内部的电芯组件。

33、进一步地，外壳内还设有隔板；隔板将外壳内腔分割为相互连通的第一腔室和第二腔室，成品电池位于第二腔室内；第一通孔开设在第一腔室的侧壁。

34、进一步地，用于实现各单体电池的气体共享的中空构件上设置有排气阀，排气阀位于中空构件的任一端，且排气阀与中空构件内的气体区连通，用于泄压。

35、进一步地，用于实现各单体电池的气体共享的中空构件上还设置有泄爆膜；

36、排气阀位于中空构件的一端，可手动或自动开启，定期开启排气阀，各单体电池中气体区内的气体可经中空构件及排气阀后排出；

37、泄爆膜位于中空构件的另一端，泄爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出中空构件。

38、进一步地，用于实现各单体电池的电解液共享的中空构件上还设置有注液口，用于向大容量电池内腔注入电解液。

39、本发明的有益效果是：

40、1、本发明提供的大容量电池，通过增设中空构件，使得各单体电池电解液或气体共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池内腔的电解液区或气体区通过中空构件连通，使所有单体电池的电解液或气体处于同一体系下，减少了各单体电池之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

41、2、本发明还可以通过增设至少两个中空构件，将各单体电池内腔的电解液区通过一个中空构件连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，同时将各单体电池内腔的气体区通过另一个中空构件连通，使所有单体电池的气体处于同一体系下；通过电解液和气体均共享，可进一步缩小各单体电池之间的差异，提升各单体电池之间的一致性。

42、3、本发明将中空构件设置在电池组主体的侧壁，相对于中空构件设置在电池组主体顶部或底部的方案，能够减小电池组主体高度方向的尺寸，避免当此类大容量电池作为储能设备装配至集装箱中，受限高标准的影响，导致难以运输的问题出现。

43、4、本发明将中空构件设计为分体件，其中一部分为一端敞口的中空箱体，另一部分为覆盖中空箱体敞口的盖板，通孔开设在中空箱体相对于敞口端的底部上；在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将通孔的边沿与电池组主体侧壁焊接，实现第一通孔或第二通孔与通孔的贯通，同时完成中空构件与电池组主体的连接，最后将盖板焊接在敞口端。本发明只需要确保通孔在电池组主体侧壁的正投影覆盖对应第一通孔或第二通孔，各个第一通孔或第二通孔尽量位于同一平面，各个通孔尽量位于同一平面即可，无需考虑第一通孔或第二通孔和通孔的同心度、各个第一通孔、第二通孔及通孔的一致性，对加工精度要求较低，弱化了加工精度对产品成品率的影响，且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成通孔边沿与电池组主体侧壁的焊接，过程简单，且密封效果好，适用于批量化生产。

44、5、本发明通过子中空构件将第一通孔或第二通孔和通孔密封连通，也可采用焊接方式，具体焊接时，首先将子中空构件焊接在第一通孔或第二通孔处，之后将子中空构件插入通孔，再将焊接头从中空箱体敞口端伸入通孔边沿部位，将各个通孔边沿与对应子中空构件的外壁焊接实现密封；此时无需考虑各个第一通孔、第二通孔以及各个通孔的平面度，只需要使得子中空构件与通孔配合的一端口径小于通孔，确保子中空构件能够插入通孔即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对子中空构件和通孔的同心度要求不高，对加工精度要求较低，弱化加工精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成通孔边沿与子中空构件侧壁的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

45、6、本发明单体电池可以为多种类型，使用范围较广，为了防止焊接时的高温影响壳体内电解液性能，造成电解液汽化，本发明在外壳内部设置隔板，将焊接部位与电解液隔离，有效避免焊接对电解液的影响。

46、7、本发明还可以在用于实现各单体电池的气体共享的中空构件上设置排气阀和泄爆膜，或只设置排气阀，定期排气或排出热失控烟气，进一步提高该大容量电池的安全性能。