一种单体电池、储能系统及单体电池制造方法与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种单体电池、储能系统及单体电池制造方法。

背景技术：

1、目前，大规模储能电池一般由单体电池外部串联组装成电池模组，再由电池模组组装成电池簇，再进一步组装成储能系统。以常规20尺的集装箱储能为例，2mwh的储能系统由1600多只280ah的单体电池通过串联构成，使得单体电池的数量较多，大大增加了组装的难度。

2、此外，对于储能系统来讲，通常的大规模储能系统需要保证10～20年的工作寿命，长时间的工作造成单体电池之间的容量和内阻差异增大，储能系统的输出功率会随着单体电池容量差异的增加而持续降低。同时，随着单体电池的容量差异增大，储能系统工作时会造成个别的单体电池过充或者过放，安全风险增加。在储能系统的管理方面，由于单体电池数量过多，管理系统很难做到对每只单体电池加以电量均衡和管控，难以保障各个单体电池的一致性和可靠性。并且为了保证储能系统工作过程中各个单体电池的一致性和可靠性，大大增加了物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。

3、因此，亟需一种单体电池、储能系统及单体电池制造方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种单体电池，以提高单体电池的存储电量，并且便于组装，单体电池可以替代传统的电池模组，能够大幅度简化组装过程，提高结构稳定性、提高电性能、提高安全性能以及降低综合成本。

2、本发明的第二个目的在于提供一种储能系统，能够减少单体电池数量，有利于保证各个单体电池的一致性和可靠性，大幅度简化储能系统的组装过程，降低物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。

3、本发明的第三个目的在于提供一种单体电池制造方法，以提高单体电池的存储电量，并且单体电池可以替代传统的电池模组直接组装成电池簇或者储能系统，能够大幅度简化组装过程，降低物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。

4、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

5、一种单体电池，包括多个电芯，多个所述电芯串联和/或并联连接，所述电芯包括电芯主体、正极耳以及负极耳，所述正极耳和所述负极耳均位于所述电芯主体的顶部；所述单体电池还包括：

6、容置组件，所述容置组件包括容置盒以及支架盖板，所述容置盒内间隔设置有多个独立的容置槽，每个所述容置槽中均容置有一个所述电芯，所述支架盖板盖设于所述电芯的顶部，并且所述支架盖板与所述容置盒相连接，以将每个所述电芯均密封在对应的所述容置槽中。

7、作为优选方案，所述容置盒采用柔性绝缘材质制成；

8、优选地，所述容置盒的材质包括abs塑料、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚苯醚以及聚氯乙烯中的任意一种或者任意多种的组合。

9、作为优选方案，每个所述容置槽的槽壁上均设置有绝缘防火材料。

10、作为优选方案，所述单体电池还包括：

11、电连接组件，所述电连接组件包括连接支架以及设置于所述连接支架上的连接片，所述连接支架铺设连接于所述支架盖板上，并且每个所述电芯的所述正极耳和所述负极耳均伸出所述支架盖板与所述连接片连接，所述连接片设置有正极引出端和负极引出端；

12、优选地，所述正极耳和所述负极耳均与所述连接片焊接连接。

13、作为优选方案，所述单体电池还包括：

14、电池外壳，所述电池外壳包括相连接的电池盒体以及电池盖板，所述电池盒体和电池盖板共同围设形成容置空间，所述容置组件位于所述容置空间内，并且所述容置空间内形成有排气通道，所述排气通道位于所述容置盒的底部，所述电池盒体上设置有能与所述排气通道相导通的泄压阀，每个所述容置槽的底壁上均设置有泄压刻痕，并且所述泄压刻痕能够在气压力的作用下被冲破，以使所述容置槽与所述排气通道相导通；

15、优选地，所述容置盒的底部设置有支撑凸台，并且所述支撑凸台与所述电池盒体的底壁相抵接，以使所述容置盒的底部与所述电池盒体的底壁之间形成所述排气通道。

16、作为优选方案，所述单体电池还包括：

17、液冷系统，所述液冷系统包括液冷管路，所述液冷管路设置于所述电池盖板的内顶壁上，并且所述液冷管路的一端与冷却液进口相连通，所述液冷管路的另一端与冷却液出口相连通，所述冷却液进口以及所述冷却液出口均位于所述电池盒体上；

18、优选地，所述液冷系统还包括电动阀门，所述电动阀门设置于所述液冷管路上；

19、优选地，所述单体电池还包括温度检测组件，所述温度检测组件与所述液冷系统信号连接，所述温度检测组件被配置为检测所述容置盒内的温度；

20、优选地，所述温度检测组件与所述电动阀门信号连接。

21、作为优选方案，所述电连接组件和所述电池盖板之间填充有导热材料。

22、作为优选方案，所述单体电池还包括固定板和快接接头，所述快接接头包括正极快接接头和负极快接接头，所述固定板设置于所述电池外壳上，并且所述固定板上设置有所述正极快接接头和所述负极快接接头，所述正极引出端和所述负极引出端均伸出所述电池外壳并分别与所述正极快接接头和所述负极快接接头连接；

23、优选地，所述正极引出端和所述负极引出端分别与所述正极快接接头和所述负极快接接头焊接连接。

24、作为优选方案，所述电池外壳上开设有第一注液孔，所述容置盒内设置有与所述第一注液孔相连通的注液通道，并且每个所述容置槽均与所述注液通道导通；

25、优选地，所述单体电池还包括密封塞，所述密封塞可拆卸安装于所述第一注液孔中，以封堵所述第一注液孔。

26、作为优选方案，所述电池外壳的外部涂覆有绝缘涂层；

27、优选地，所述绝缘涂层的材质为环氧树脂或uv胶。

28、一种储能系统，包括如上所述的单体电池。

29、一种单体电池制造方法，用于制造如上所述的单体电池，所述单体电池制造方法包括如下步骤：

30、在所述容置盒的每个所述容置槽中均放置一个所述电芯；

31、将所述支架盖板盖设于所述电芯的顶部，并且将所述支架盖板与所述容置盒相连接；

32、将多个所述电芯串联和/或并联连接。

33、作为优选方案，当实现多个所述电芯串联和/或并联连接后，将所述容置组件装入电池外壳中，并将入壳后的所述容置组件放入烘烤设备中高温烘烤预设时间；

34、当完成烘烤操作后，通过所述电池外壳上的注液口对所述容置组件内的所述电芯进行注液操作。

35、本发明的有益效果：

36、本发明提供了一种单体电池，该单体电池包括容置组件和多个电芯，其中，多个电芯串联和/或并联连接，电芯包括电芯主体、正极耳以及负极耳，正极耳和负极耳均位于电芯主体的顶部，容置组件包括容置盒以及支架盖板，容置盒内间隔设置有多个独立的容置槽，每个容置槽中均容置有一个电芯，支架盖板盖设于电芯的顶部，并且支架盖板与容置盒相连接，以将每个电芯均密封在对应的容置槽中。通过将多个电芯直接装配成单体电池，大大提高了单体电池的存储电量，并且单体电池可以替代传统的电池模组，大幅度简化了组装的过程，节省了电芯结构件组件、模组的结构组件和接插件，降低了物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。由于组装过程的大幅度简化，对于单体电池的一致性和可靠性有很大的提升。此外，由于正极耳和负极耳均位于电芯主体的顶部，并且支架盖板盖设于电芯的顶部，更加便于实现容置盒和支架盖板的连接，便于实现对单体电池的组装。此外，电芯之间分离组装，可以降低电芯之间的热量堆积，提高散热效率，从而提高单体电池的安全性；电芯之间分离组装使注液时可以减少电芯之间的电解液浸润死角，提高整个单体电池的电解液浸润效果，缩短了离子传输路径，降低了电池界面电阻，提高了整个单体电池的倍率性能、放电容量和循环寿命等电性能；通过每个容置槽单独容置每个电芯，即使电芯数量增加，对电芯的固定性和支撑性也不会下降，提高整个单体电池的结构稳定性；从而解决现有单体电池在容量拓展方面受到很大限制的问题。

37、本发明还提供了一种储能系统，通过采用上述单体电池替代传统的电池模组直接组装成电池簇或者储能系统，大幅度减少了储能系统中单体电池的数量，组装过程大幅度简化，有利于保障储能系统中单体电池的一致性和可靠性，可以增强对单体电池的均衡和管控作用，增加系统的运行寿命，提高系统的安全性；并且采用上述单体电池替代传统的电池模组，大幅度简化了储能系统(包括组装系统、电池管理系统和消防系统)的拓扑结构，提高储能系统的成组效率和运行效率，降低运行能耗，还减少了系统接插件，降低了物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。

38、本发明还提供了一种单体电池制造方法，用于制上述单体电池，大幅度提高了单体电池的存储电量，并且单体电池可以替代传统的电池模组，大幅度简化了组装过程，降低了物料成本、人工成本以及生产设备成本的投入。由于组装过程的大幅度简化，对于单体电池的一致性和可靠性有很大的提升。