双极性电池及其封装方法

双极性电池及其封装方法
【专利摘要】本发明公开了一种双极性电池及其封装方法，双极性电池包括两个半壳体和设置在两个半壳体之间的双极性极板，该方法包括：在注液部以外的区域，利用第一密封胶封装所述双极性极板和相邻的半壳体，至少在所述注液部，使所述双极性极板的边线位于所述半壳体的边线的内侧，将所述双极性极板的边缘与第一密封胶密封粘结，将所述两个半壳体的边缘与所述第一密封胶密封粘结，以将所述双极性极板的边缘嵌入所述第一密封胶。热压直接作用在半壳体和第一密封胶上，简化了封装。再者，热压时的热量没有直接作用在双极性极板上，而是经过第一密封胶传导到双极性极板上，降低了热压对双极性电池的影响。
【专利说明】双极性电池及其封装方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及双极性电池，具体地，涉及一种双极性电池及其封装方法。

【背景技术】
[0002] 现有技术中，为增大电池的输出电压，可以采用将两侧分别涂覆正极活性材料和 负极活性材料的双极性极板以及隔膜相互交替层叠的方式。但是，制作这种电池时(例如 US2010/025537A1中公开的双极性电池)，需要在间隔有一层或多层的隔膜的两个双极性 极板的边缘之间注入电解液并设置绝缘及密封件以便封装，为此，每设置一个双极性极板 都需要在由该双极性极板限定的空间内注入电解液，然后在其边缘或与其相邻的隔膜的边 缘设置绝缘和密封件以进行热压封装，制作工艺非常繁琐且不利于更换、维护，并且，在层 叠到能够获得所需的输出电压后必须在壳体的周缘使用机械力压紧，以获得要求的密封效 果，进一步增加了制作工艺和维护的难度。另外，在热压密封时，热压直接作用在双极性极 板上，双极性极板通常由导热良好的材料(例如金属、碳材质）制成，热量会通过双极性极板 传递到注入电解液的空间中，导致隔膜变形、电解液挥发，影响电池的性能。同时，此种结构 无法解决电池化成之后产气的排气问题。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种便于封装且能够避免或减弱热压时的热量传导到电池 内部的双极性电池的封装方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供一种双极性电池的封装方法，所述双极性电池包 括两个半壳体、设置在所述两个半壳体之间的双极性极板和与所述双极性极板电性连接的 电芯，所述方法包括：在注液部以外的区域，利用第一密封胶封装所述双极性极板和相邻的 半壳体，至少在所述注液部，使所述双极性极板的边线位于所述半壳体的边线的内侧，将所 述双极性极板的边缘与第一密封胶密封粘结，将所述两个半壳体的边缘与所述第一密封胶 密封粘结，以将所述双极性极板的边缘嵌入所述第一密封胶。
[0005] 本发明还提供一种双极性电池，包括：双极性极板；电性连接至所述双极性极板 的电芯；包覆所述双极性极板和所述电芯于其内的半壳体；和用来密封粘结所述半壳体和 双极性极板的第一密封胶，其中，至少在注液部，所述双极性极板的边线位于所述半壳体的 边线的内侧，所述双极性极板的边缘嵌入所述第一密封胶。
[0006] 本发明又提供一种双极性电池，其采用上述的封装方法制得。
[0007] 通过上述技术方案，在注入电解液后进行的密封操作中，热压直接作用在半壳体 和第一密封胶上，简化了封装。并且热量没有直接作用在双极性极板上，而是经过第一密封 胶传导到双极性极板上。第一密封胶为粘合材料，粘合材料通常为热导很低的材料，因而传 导到双极性极板的热量很少，降低了热压对双极性电池的影响。
[0008] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0010] 图la至图If是说明本发明的双极性电池的封装方法的一种实施方式的示意图；
[0011] 图2是说明本发明的双极性电池的另一种实施方式的示意图；
[0012] 图3和图4是说明本发明的双极性电池的封装方法的另一种实施方式的示意图。
[0013] 附图标记说明
[0014] 2 :第一半壳体 3 :第二半壳体
[0015] 4 :双极性极板 41 :错板/箔 42 :铜板/箔 5 :电芯
[0016] 5a :第一电芯 5b :第二电芯
[0017] 6:引线 6a:第一正极引线6b:第二正极引线 _8] 7a :第一负极引线7b :第二负极引线
[0019] 8' ：双面正极板
[0020] 9' ：双面负极板
[0021] 12:隔膜 13 :极耳胶
[0022] 14 :第一密封胶 15 :第二密封胶 16 :辅助粘胶
[0023] 20 :极耳 21 :正极极耳 22 :负极极耳
[0024] A :第一密封部 B :第二密封部 C :气室 D :封边
[0025] S :半壳体 I :注液部 1-1 :第一注液部1-2 :第二注液部

【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0027] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"上、下、左、右"通常是指 参考附图所示的上、下、左、右；"内、外"是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。另外，本发 明中，"多个"表示两个或两个以上。
[0028] 根据本发明的一个方面，提供一种双极性电池，其包括：双极性极板4 ;电性连接 至所述双极性极板4的电芯5 ;包覆所述双极性极板4和所述电芯5于其内的半壳体S ;和 用来密封粘结所述半壳体S和双极性极板4的第一密封胶14,其中，至少在注液部I，所述 双极性极板4的边线位于所述半壳体S的边线的内侧，所述双极性极板4的边缘嵌入所述 第一密封胶14。
[0029] 请参图2至图4所示，本发明的双极性电池中，所述双极性极板4和相邻的半壳体 S之间设置有电芯5,从而可以通过双极性极板4达到串联电芯5的目的。
[0030] 如本领域一般技术人员所知，双极性极板指两侧分别用作正极集流器和负极集流 器的极板，并且可以通过在双极性极板的两个相反的表面分别涂覆正极活性材料和负极活 性材料来形成双极性电极。在本发明中，双极性极板4的两侧可以分别涂覆正负极活性材 料，也可以不涂覆活性材料，未涂覆活性材料的双极性极板4的作用仅为形成内部串联，不 能提供电池内部反应所需的材料。双极性极板4可以采用各种适当的材料制成，例如可以 采用Cu-Al复合板、石墨板、碳纤维板、铝板/箔或者铜板/箔。如果电池所用的负极活性 材料为碳、石墨或石墨烯等低电位材料，双极性极板4优选采用Cu-Al复合板(其中铜侧对 应负极，铝侧对应正极)、石墨板、碳纤维板、和铜板/箔。在la图示的实施方式中，双极性 极板4采用Cu-Al复合板。在图3和图4的实施方式中，可以先将A1板/箔和Cu板/箔 分别封装于第一半壳体2和第二半壳体3,然后在最后封装时通过粘合或机械力使A1板/ 箔和Cu板/箔接触而形成Cu-Al复合板。Cu-Al复合板的一面为错面，一面为铜面,错面涂 有正极活性材料，铜面涂有负极活性材料。
[0031] 本发明中，如图2所示，所述双极性极板4可以为至少一个并将由两个半壳体S组 装而成的整个壳体的内部划分为多个腔室，每个腔室内可以设置有一个电芯5,每个所述电 芯5可以分别包括一个单格电池单元或多个并联的单格电池单元，并且所述多个电芯5通 过所述双极性极板4形成串联。
[0032] 在具有多个双极性极板4的情况下，优选地，所述双极性极板4为平行设置的多 个，所述第一密封胶14设置在最外侧的双极性极板4和与该双极性极板4相邻的所述半壳 体S之间。其中，所述双极性电池可以包括多个通过所述双极性极板4电性串联在一起的 电芯5。另外，所述双极性电池还包括多个设置在所述双极性极板4之间的第二密封胶15。
[0033] 如图3和图4所示，以锂离子电池的电芯为例，本发明的每个电芯5可以包括单个 或多个相互并联的单格电池单元，每个单格电池单元可以包括正极集流器、负极集流器、正 极活性材料、负极活性材料和隔膜。集流器由铜、铝或铜铝复合等导电材料制成。涂覆有正 极活性材料的正极集流器形成为正极，涂覆有负极活性材料的负极集流器形成为负极，隔 膜用于隔离正、负极且仅允许锂离子通过。可选择地，单格电池单元也可以包括下文说明的 双面正极板8'、双面负极板9'和隔膜12。需要说明的是，上述单格电池单元和电芯5的结 构是本发明的具体的实施方式，本发明无意对单格电池单元或电芯5的结构做任何限制， 任何包含一个或多个单格电池单兀的电芯5均可用于本发明。
[0034] 本发明中，如负极材料为碳及石墨等时，电芯5的正极集流器和负极集流器可以 分别由铝箔和铜箔制成，如负极材料为钛酸锂时，正负极集流器均可由铝箔制成，例如均由 0. 01-0. 04mm的铝箔制成；正极活性材料可以为LFP、钴酸锂、锰酸锂以及三元材料等，涂覆 厚度为〇. 01-0. 2mm ;负极活性材料为LT0、C、石墨、石墨烯等，涂覆厚度为0. 01-0. 2mm ;注入 的电解液可以为六氟磷酸锂。
[0035] 在本发明的优选实施方式中，如图la和图2所示，所述电芯5通过引线6与双极 性极板4电性连接。引线6包括正极引线和负极引线，电芯5的每个所述正极集流器分别 与正极引线连接，电芯5的每个负极集流器分别与负极引线连接。正极引线和负极引线中 的一者可以与双极性极板4连接，另一者可以通过极耳20引出。
[0036] 本发明中，各引线6可以是单独的组件，也可以是集流器的延长部，在此不做限 定。另外，各引线6可以在引出的端部连接在一起，以便一起连接到相应的极耳或双极性极 板4。
[0037] 可以理解的是，本领域技术人员可以通过各种适当的方式布置各引线和极耳，只 要便于通过相应的极耳引出或连接到双极性极板4上即可。例如，与所述双极性极板4连 接的正极引线和负极引线位于同一侧，从所述第一半壳体2和第二半壳体3之间引出的正 极引线和负极引线以及极耳20位于另一侧。由此，可以一方面避免同一腔室内的不同极性 的极耳之间的相互干涉，另一方面可以减少发热并使电池均匀散热。当然，也可以如图la 所示那样，使得引线6和极耳20位于同一侧。
[0038] 可选择地，与所述双极性极板4连接的正极引线和负极引线也可以从不同侧引 出，以便使正极极耳和负极极耳的延伸方向不同。此外，同一电芯5的正极引线和负极引线 可以位于同一侧或不同侧。
[0039] 其中，在极耳20引出的位置，在所述双极性极板4、第一半壳体2、第二半壳体3和 极耳20之间可以设置有绝缘密封件，例如下文说明的极耳胶13、第一密封胶14和第二密封 胶15。
[0040] 具体地，在非注液部I的位置，双极性极板4的边缘位置通过粘结在其上的第一密 封胶14与第一半壳体2和第二半壳体3密封连接。如图la所示，在极耳20的引出位置， 所述极耳20与所述半壳体S之间通过极耳胶13绝缘密封；极耳20与所述双极性极板4之 间通过极耳胶13和第一密封胶14绝缘密封，其中所述极耳胶13接触所述极耳20,所述第 一密封胶14接触所述双极性极板4 ;所述双极性极板4与所述第一半壳体2和第二半壳体 3之间通过第一密封胶14绝缘密封；在具有多个双极性极板4的情况下，相邻的所述双极 性极板4之间通过第二密封胶15绝缘密封(如图2所示)。
[0041] 其中：极耳胶13的一面用于实现极耳和半壳体S之间的密封，另一面用于和第一 密封胶14融合形成密封；使用第一密封胶14的目的是保证半壳体S和双极性极板4之间 的绝缘和密封以及极耳和双极性极板4之间的绝缘和密封；第二密封胶15则用于粘胶相邻 两块双极性极板4,以实现二者之间的绝缘和密封。因此，也可将极耳胶13对应于第一密封 胶14的一面与第一密封胶14制成一体，用于形成极耳和双极性极板4之间的绝缘和密封。 可以看出，上述极耳胶13和第一密封胶14以及第二密封胶15在功能上略有差别，但目前 市场上常见的极耳胶均能满足上述要求。
[0042] 在密封后的注液部I，如图Id所示，所述双极性极板4的边线位于所述半壳体S的 边线的内侧，所述双极性极板4的边缘嵌入所述第一密封胶14中。
[0043] 优选地，所述双极性电池还包括位于所述双极性极板4的边线外侧的第二密封线 A2,所述第二密封线A2与所述双极性极板4的边线的距离不大于2毫米。第二密封线A2 用于在排气后进行二次热压封装(详细如下文所述)。另外，二次热压封装后，由于电池内部 已经与外部环境隔离，故加到双极性极板4上的短时间的热量对电池的性能影响较小，故 为了提高整体的热封效果，降低可能的气体或者电解液的扩散，也可以进行三次热压封装， 从而使所述第一密封胶14密封粘结所述半壳体S、双极性极板4和第一密封胶14相互重叠 的部分。
[0044] 另外，优选地，可以使所述半壳体S至少在注液部I由软包装材料制成，从而更加 便于组装和维护，这在下文中予以详细说明。在国家包装通用术语（GB4122- 83)中，软包 装的定义为：软包装是指在充填或取出内装物后，容器形状可发生变化的包装。用纸、铝箔、 纤维、塑料薄膜以及它们的复合物所制成的各种袋、盒、套、包封等均为软包装。本发明所指 软包装材料还需满足电池中耐电解液腐蚀和低透气和透水性的要求。更优选地，可以半壳 体S整体形成为软包装，从而封装为整体软包装的壳体。软包装材料可以为铝塑复合膜或 改性聚乙烯、聚丙烯等材料(例如可以使用厚度为0. 08-0. 18mm日本昭和公司或DNP公司生 产的的包装铝塑复合膜)。
[0045] 根据本发明的另一方面，提供一种双极性电池的封装方法，所述双极性电池包括 两个半壳体S、设置在所述两个半壳体S之间的双极性极板4和与所述双极性极板4电性 连接的电芯5,所述方法包括：在注液部I以外的区域，利用第一密封胶14封装所述双极性 极板4和相邻的半壳体S，至少在所述注液部I，使所述双极性极板4的边线位于所述半壳 体S的边线的内侧，将所述双极性极板4的边缘与第一密封胶14密封粘结，将所述两个半 壳体S的边缘与所述第一密封胶14密封粘结，以将所述双极性极板4的边缘嵌入所述第一 密封胶14。
[0046] 通过封装两个半壳体S和第一密封胶14,可以形成完整的壳体。在封装过程中，在 注液部I，可以先将所述双极性极板4的边缘和所述第一密封胶14热压密封，然后从注液 部I注入电解液，最后通过热压两个半壳体S和第一密封胶14完成封装，并且最终形成使 得所述双极性极板4的边缘嵌入所述第一密封胶14的结构。由此，热压直接作用在半壳体 S和第一密封胶14上，热量没有直接作用在双极性极板4上，而是经过第一密封胶14传导 到双极性极板4上。第一密封胶14为热导很低的粘合材料，因而传导到双极性极板4的热 量很少，避免了隔膜收缩变形和电解液挥发，从而降低了热压对双极性电池的性能及安全 的影响。
[0047] 下面参照图la至图If说明根据本发明的封装方法的一种实施方式，其中图lb至 图Id是图la中位于右侧的注液部I在相应步骤的放大视图，图le和图If为说明对图la 的双极性电池进行封装的俯视图。所述方法包括：a、在所述双极性极板4的边缘密封粘结 所述第一密封胶14,并将所述双极性极板4设置在两个半壳体S之间，使得所述第一密封胶 14位于所述双极性极板4和相邻的半壳体S之间，并使得至少在所述注液部I，所述第一密 封胶14从所述双极性极板4的边线向外延伸；b、在所述注液部I以外的区域，热压所述半 壳体S的边缘、双极性极板4的边缘和第一密封胶14,以密封粘结所述半壳体S和双极性极 板4的边缘；c、从所述注液部I注入电解液；d、在所述注液部I，沿位于所述双极性极板4 的边线外侧的第一密封线A1热压所述半壳体S和超出所述双极性极板4边线的第一密封 胶14,以使所述半壳体S和第一密封胶14形成第一密封部A (如图lb所示)。
[0048] 具体地，在封装半壳体S和双极性极板4的注液部I以外的区域时，可以利用各种 适当的密封件通过适当的方式密封，例如可以热压半壳体S、双极性极板4和密封胶(该密 封胶可以与第一密封胶14的种类相同或不同)，以形成封边D(如图le和图If所示)。由于 热压形成封边D是在注入电解液之前进行的，因此，即使热量直接作用在双极性极板4上， 也由于没有传导给电解液而不会造成电解液的挥发，也不会因通过电解液传导给电芯5的 隔膜而导致隔膜变形，从而不会影响双极性电池的性能。可选择地，在注液部I以外的区 域，也可以利用适当的密封胶来粘结密封半壳体S和双极性极板4来形成封边D。
[0049] 可以理解的，在将双极性极板4设置在半壳体S之间之前，首先将电芯设置在双极 性极板4的两侧。具体操作如下（以双极性电池包括一个双极性极板4为例）：
[0050] 首先，在双极性极板4相对两面分别涂覆正极活性材料和负极活性材料，以形成 双电极。在双极性极板4边缘的上、下两侧通过热压粘结第一密封胶14。
[0051] 然后，在所述双极性极板4的两侧以串联方式分别电连接一个电芯5。，每个电芯5 包括上文说明的至少一个单格电池单元。另外，可以将电芯5的一个引线6通过极耳20从 半壳体S (包括第一半壳体2和第二半壳体3)和双极性极板4之间引出，另一个引线6连 接至双极性极板4。其中，两个电芯5分别通过相反极性的极耳20引出，并通过相反极性的 引线6连接至双极性极板4的两个表面。
[0052] 然后，通过第一半壳体2和第二半壳体3从两侧包覆电芯5并使双极性极板4的 边缘夹设在第一半壳体2和第二半壳体3之间。其中，可以使两个电芯5的极耳20从同一 侧引出。
[0053] 如上所述，极耳20的引出位置（图la中左侧)，可以利用极耳胶13和第一密封胶 14粘结各部件。同时，可以利用第一密封胶14热压密封双极性极板4与第一半壳体2和第 二半壳体3的除注液部I以外的区域，以形成封边D。
[0054] 注液完成后，在进行一次热压注液部I时，如图lb所示，双极性极板4的边线位于 半壳体S的边线的内侧，第一密封胶14从双极性极板4的边线向外延伸。沿位于双极性极 板4的边线的外侧的密封线A1进行一次热压，可以在形成第一密封部A以封闭注液部I的 同时使得两个半壳体S的边缘通过第一密封胶14热压封装，如图lb所示。显然，在一次热 压过程中，热量主要作用在注液部I，只有少量的热通过第一密封胶14传导到双极性极板 4,该少量的热基本上不会对注入电池中的电解液和隔膜12产生影响，因而基本上不会影 响双极性电池的性能。
[0055] 可以理解的，由于极耳也是由良好的导热材料制成，因此，注液部I的位置和极耳 的引出位置应该不同。换言之，极耳的引出位置位于注液部I以外的区域内。
[0056] 由于封装后的电池需要化成，在化成过程中可能会产生气体，如果不能及时排出 这些气体，可能对电池的性能产生影响。因此，优选地，所述方法还包括： e、化成所述双极性 电池；f、切除所述第一密封部A，并排出化成所述双极性电池时产生的气体(气体从第一密 封线A1和第二密封线A2之间的气室C抽出）；g、沿位于所述第一密封线A1和所述双极性 极板4边线之间的第二密封线A2 (如图le所示）对所述半壳体S和和超出所述双极性极 板（4)边线的第一密封胶14进行二次热压(如图lc中的P2所示)，以使所述半壳体S和第 一密封胶14形成第二密封部B，并使所述第二密封部B的内边缘和所述双极性极板4的边 缘接触并形成热封装(如图Id所示)，二次封装完成后，所述双极性极板4的边缘嵌入所述 第一密封胶14。
[0057] 由此，可以通过切除第一密封部A来排出电池化成时产生的气体，从而避免化成 产生的气体对电池性能的影响。另外，在排气后通过二次热压使双极性电池再次封装。其 中，为避免二次热压的热量通过双极性极板4传导到电池内部而影响隔膜12和电解液，二 次热压时，仍然在双极性极板4的边缘的外侧进行。优选地，第二密封线A2的位置应使得 热封后第一密封胶14以及半壳体S边缘处的可熔融部分扩展后其内边线和双极性极板4 的边线接触，同时形成热封，从而即避免了直接在双极性极板4上热封时的副作用，又保证 了二次热压封装后的密封效果。更优选地，第二密封线A2与双极性极板4的边线的距离不 大于2毫米。另外，可选地，二次热压封装后，由于电池内部已经与外部环境隔离，故加到双 极性极板4上的短时间的热量对电池的性能影响较小，故为了提高整体的热封效果，降低 可能的气体或者电解液的扩散，也可以进行三次热压封装。即，再次热压所述第二密封部B、 以及所述半壳体S、双极性极板4和第一密封胶14相互重叠的部分，以直接热封第一半壳体 2、第二半壳体3、双极性极板4和第一密封胶14。
[0058] 下面参照图3和图4说明根据本发明的双极性电池的封装方法的另一种实施方 式。其中，所述半壳体S包括第一半壳体2和第二半壳体3,所述双极性极板4包括正极集 流器和负极集流器（以由铝板/箔41和铜板/箔42构成的双极性极板4为例，如图3和图 4所示，其中，铝板/箔41用作正极集流器，铜板/箔42用作负极集流器)，所述注液部I包 括第一注液部1-1和第二注液部1-2,所述方法包括：a'、在所述正极集流器的边缘设置所 述第一密封胶14,使得所述第一密封胶14位于所述正极集流器和所述第一半壳体2之间， 并使得在所述第一注液部1-1，所述第一密封胶14从所述正极集流器的边线向外延伸；在 所述负极集流器的边缘设置所述第一密封胶14,使得所述第一密封胶14位于所述负极集 流器和所述第二半壳体3之间，并使得在所述第二注液部1-2,所述第一密封胶14从所述 负极集流器的边线向外延伸；b'、在所述第一注液部1-1以外的区域，热压所述第一半壳体 2的边缘、所述正极集流器的边缘和所述第一密封胶14,以封装所述第一半壳体2和正极 集流器的边缘，并且在所述第一注液部1-1，热压所述正极集流器的边缘与所述第一密封胶 14 ;在所述第二注液部1-2以外的区域，热压所述第二半壳体3的边缘、所述负极集流器的 边缘和所述第一密封胶14,以封装所述第二半壳体3和负极集流器的边缘，并且在所述第 二注液部1-2,热压所述负极集流器的边缘与所述第一密封胶14 ;c'、以使所述正极集流器 和负极集流器接触并位于所述第一半壳体2和第二半壳体3之间的方式连接所述正极集流 器和负极集流器，以使所述正极集流器和负极集流器形成所述双极性极板4,并使所述第一 注液部1-1和第二注液部1-2的位置对应以形成所述注液部I ;d'、从所述第一注液部1-1 向所述正极集流器和第一半壳体2之间注入电解液，从所述第二注液部1-2向所述负极集 流器和第二半壳体3之间注入电解液；e'、在所述注液部I处，沿位于所述双极性极板（4) 的边线外侧的第一密封线A1热压所述第一半壳体2、所述第二半壳体3和超出所述双极性 极板4边线的第一密封胶14,以使所述第一半壳体2、第二半壳体3和第一密封胶14形成 第一密封部A。
[0059] 本实施方式中，通过首先将双极性极板4的正极集流器与第一半壳体2组装在一 起，并将双极性极板4的负极集流器与第二半壳体3组装在一起，然后再进行注液、封装等 操作，进一步简化了本发明的双极性电池的封装。
[0060] 具体地，如图4所示，首先在铝板/箔41和第一半壳体2之间封装第一电芯5a(第 一电芯5a可以通过层叠双面正极板8'、隔膜12和双面负极板9'的方式形成)，并在铜板/ 箔42和第二半壳体3之间封装第二电芯5b (第二电芯5b也可以通过层叠双面正极板8'、 隔膜12和双面负极板9'的方式形成)。
[0061] 其中，第一电芯5a包括第一负极引线7a和第一正极引线6a，第二电芯5b包括第 二负极引线7b和第二正极引线6b。所述第一负极引线7a通过负极极耳22从所述第一半 壳体2和双极性极板4之间引出，所述第二正极引线6b通过正极极耳21从所述双极性极 板4和第二半壳体3之间引出，所述第二负极引线7b和与所述第二半壳体3相邻的双极性 极板4的负极集流器（图3中该负极集流器涂覆有负极活性材料)连接，第一正极引线6a和 与所述第一半壳体2相邻的双极性极板4的正极集流器（图3中该正极集流器涂覆有正极 活性材料）连接。在边缘处，负极极耳22、铝板/箔41和第一半壳体2之间通过极耳胶13 和第一密封胶14绝缘密封；正极极耳21、铜板/箔42和第二半壳体3之间通过极耳胶13 和第一密封胶14绝缘密封。
[0062] 然后，连接铝板/箔41和铜板/箔42,使其未涂覆活性材料的侧相对。可将裸露 在外的铜板/箔42和铝板/箔41粘合或通过机械力形成电接触，使得铝板/箔41和铜板 /箔42形成双极性极板4并最终通过上述封装方法封装来形成图4所示的双极性电池。 [0063] 同样优选地，为了排出化成时产生的气体，在步骤e'中，沿第一密封线A1实施热 压，该方法还包括：f'、化成所述双极性电池；g'、切除所述第一密封部A，并排出化成所述 双极性电池时产生的气体；h'、沿位于所述第一密封线A1内侧的第二密封线A2对所述第一 半壳体2、第二半壳体3和超出所述双极性极板（4)边线的第一密封胶14进行二次热压，以 使所述第一半壳体2、第二半壳体3和第一密封胶14形成第二密封部B，并使所述第二密封 部B的内边线和所述双极性极板4的边线接触并形成热封装。另外，可选地，二次热压封装 后，由于电池内部已经与外部环境隔离，故加到双极性极板4上的短时间的热量对电池的 性能影响较小，故为了提高整体的热封效果，降低可能的气体或者电解液的扩散，也可以进 行三次热压封装，此时可直接热封第一半壳体2、第二半壳体3、双极性极板4和第一密封胶 14。
[0064] 另外，在本发明的优选实施方式中，如图2所示，可以在设置所述第一密封胶14 时，在所述第一密封胶之间设置辅助粘胶16,使得该辅助粘胶16与所述双极性极板4的边 缘相邻并相互隔开。如上所述，在双极性极板4的边缘处，形成为包括双极性极板4、第一密 封胶14和半壳体S的厚度的结构，而在半壳体S的边缘处，所形成的结构仅包括热压的第 一密封胶14和半壳体S的厚度。因此，通过设置辅助粘胶16,可以弥补双极性极板4的边 缘处和半壳体S的边缘处的厚度差。
[0065] 另外，优选地，所述半壳体S由软包装材料制成，以便进行热压封装。另外，软包装 材料也有利于进行切除第一密封部A的操作。
[0066] 此外，如图2所示，所述双极性极板4可以为平行设置的多个，所述第一密封胶14 设置在最外侧的双极性极板4和与该双极性极板4相邻的所述半壳体S之间，所述方法还 包括在多个所述双极性极板4之间设置第二密封胶15。
[0067] 本文中的第一密封胶14 (以及极耳胶13、第二密封胶15、辅助密封胶16)为粘合 材料，例如为选自高熔融强度的聚丙烯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚氨酯、热塑性烯烃橡胶、聚 酰胺基树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、硅橡胶中的一种/或它们的混合物，上述 材料均为热导很低的材料，因而传导到双极性极板4的热量很少，避免了隔膜变形和电解 液挥发，从而降低了热压对双极性电池的性能的影响。
[0068] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0069] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0070] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1. 一种双极性电池的封装方法，所述双极性电池包括两个半壳体（S)、设置在所述两 个半壳体（S)之间的双极性极板（4)和与所述双极性极板（4)电性连接的电芯（5)，所述方 法包括：在注液部（I)以外的区域，利用第一密封胶（14)封装所述双极性极板（4)和相邻的 半壳体（S)，至少在所述注液部（I)，使所述双极性极板（4)的边线位于所述半壳体（S)的边 线的内侧，将所述双极性极板（4)的边缘与第一密封胶（14)密封粘结，将所述两个半壳体 (S)的边缘与所述第一密封胶（14)密封粘结，以将所述双极性极板（4)的边缘嵌入所述第 一密封胶（14)。
2. 根据权利要求1所述的双极性电池的封装方法，其中，所述方法包括： a、 在所述双极性极板（4)的边缘密封粘结所述第一密封胶（14)，并将所述双极性极板 (4)设置在两个半壳体（S)之间，使得所述第一密封胶（14)位于所述双极性极板（4)和相 邻的半壳体（S)之间，并使得至少在所述注液部（I)，所述第一密封胶（14)从所述双极性极 板（4)的边线向外延伸； b、 在所述注液部（I)以外的区域，热压所述半壳体（S)的边缘、双极性极板（4)的边缘 和第一密封胶（14)，以密封粘结所述半壳体（S)和双极性极板（4)的边缘； c、 从所述注液部（I)注入电解液； d、 在所述注液部（I)，沿位于所述双极性极板（4)的边线外侧的第一密封线（A1)热压 所述半壳体（S)和超出所述双极性极板（4)边线的第一密封胶（14)，以使所述半壳体（S)和 第一密封胶（14)形成第一密封部（A)。
3. 根据权利要求2所述的双极性电池的封装方法，其中，所述方法还包括： e、 化成所述双极性电池； f、 切除所述第一密封部（A)，并排出气体； g、 沿位于所述第一密封线（A1)和所述双极性极板（4)边线之间的第二密封线（A2)对 所述半壳体（S)和超出所述双极性极板（4)边线的第一密封胶（14)进行热压，以使所述半 壳体（S)和第一密封胶（14)形成第二密封部（B)。
4. 根据权利要求1所述的双极性电池的封装方法，其中，所述半壳体（S)包括第一半壳 体（2)和第二半壳体（3)，所述双极性极板（4)包括正极集流器和负极集流器，所述注液部 (I)包括第一注液部（1-1)和第二注液部（1-2)，所述方法包括： a'、在所述正极集流器的边缘设置所述第一密封胶（14)，使得所述第一密封胶（14)位 于所述正极集流器和所述第一半壳体（2)之间，并使得在所述第一注液部（1-1 )，所述第一 密封胶（14)从所述正极集流器的边线向外延伸；在所述负极集流器的边缘设置所述第一 密封胶（14)，使得所述第一密封胶（14)位于所述负极集流器和所述第二半壳体（3)之间， 并使得在所述第二注液部（1-2)，所述第一密封胶（14)从所述负极集流器的边线向外延 伸； b'、在所述第一注液部（1-1)以外的区域，热压所述第一半壳体（2)的边缘、所述正极 集流器的边缘和所述第一密封胶（14)，以封装所述第一半壳体（2)和正极集流器的边缘， 并且在所述第一注液部（1-1 )，热压所述正极集流器的边缘与所述第一密封胶（14);在所述 第二注液部（1-2)以外的区域，热压所述第二半壳体（3)的边缘、所述负极集流器的边缘和 所述第一密封胶（14)，以封装所述第二半壳体（3)和负极集流器的边缘，并且在所述第二 注液部（1-2)，热压所述负极集流器的边缘与所述第一密封胶（14); C'、以使所述正极集流器和负极集流器接触并位于所述第一半壳体（2)和第二半壳体 (3) 之间的方式连接所述正极集流器和负极集流器，以使所述正极集流器和负极集流器形 成所述双极性极板（4)，并使所述第一注液部（1-1)和第二注液部（1-2)的位置对应以形成 所述注液部（I); d'、从所述第一注液部（1-1)向所述正极集流器和第一半壳体（2)之间注入电解液，从 所述第二注液部（1-2)向所述负极集流器和第二半壳体（3)之间注入电解液； e'、在所述注液部（I)处，沿位于所述双极性极板（4)的边线外侧的第一密封线（A1)热 压所述第一半壳体（2)、所述第二半壳体（3)和超出所述双极性极板（4)边线的第一密封胶 (14)，以使所述第一半壳体（2)、第二半壳体（3)和第一密封胶（14)形成第一密封部（A)。
5. 根据权利要求4所述的双极性电池的封装方法，其中，所述方法还包括： f'、化成所述双极性电池； g'、切除所述第一密封部（A)，并排出气体； h'、沿位于所述第一密封线（A1)和所述双极性极板（4)边线之间的第二密封线（A2)对 所述第一半壳体（2)、第二半壳体（3)和超出所述双极性极板（4)边线的第一密封胶（14)进 行热压，以使所述第一半壳体（2)、第二半壳体（3)和第一密封胶（14)形成第二密封部（B)。
6. 根据权利要求3或5所述的双极性电池的封装方法，其中，所述第二密封线（A2)与 所述双极性极板（4)的边线的距离不大于2毫米。
7. 根据权利要求3或5所述的双极性电池的封装方法，其中，所述方法还包括步骤：在 所述注液部（I)，再次热压所述第二密封部（B)、以及所述半壳体（S)、双极性极板（4)和第 一密封胶（14)相互重叠的部分。
8. 根据权利要求1-4中任意一项所述的双极性电池的封装方法，其中，所述半壳体（S) 由软包装材料制成。
9. 根据权利要求1-4中任意一项所述的双极性电池的封装方法，其中，所述双极性极 板（4)为平行设置的多个，所述第一密封胶（14)设置在最外侧的双极性极板（4)和与该双 极性极板（4)相邻的所述半壳体（S)之间，所述方法还包括在多个设置在所述双极性极板 (4) 之间的第二密封胶（15)。
10. -种双极性电池，其特征在于，包括： 双极性极板（4); 电性连接至所述双极性极板（4)的电芯（5); 包覆所述双极性极板（4)和所述电芯（5)于其内的半壳体（S);和 用来密封粘结所述半壳体（S)和双极性极板（4)的第一密封胶（14)， 其中，至少在注液部（I)，所述双极性极板（4)的边线位于所述半壳体（S)的边线的内 侧，所述双极性极板（4)的边缘嵌入所述第一密封胶（14)。
11. 根据权利要求10所述的双极性电池，其中，所述双极性极板（4)为平行设置的多 个，所述第一密封胶（14)设置在最外侧的双极性极板（4)和与该双极性极板（4)相邻的所 述半壳体（S)之间。
12. 根据权利要求11所述的双极性电池，其中，所述双极性电池还包括多个设置在所 述双极性极板（4 )之间的第二密封胶（15 )。
13. 根据权利要求10所述的双极性电池，其中，所述双极性电池还包括位于所述双极 性极板（4)的边线外侧的第二密封线（A2)，所述第二密封线（A2)与所述双极性极板（4)的 边线的距离不大于2毫米。
14. 根据权利要求13所述的双极性电池，其中，所述第一密封胶（14)密封粘结所述半 壳体（S)、双极性极板（4)和第一密封胶（14)相互重叠的部分。
15. 根据权利要求10-14中任一项所述的双极性电池，其中，所述双极性电池包括多个 通过所述双极性极板（4)电性串联在一起的电芯（5)。
16. 根据权利要求15所述的双极性电池，其中，所述半壳体（S)由软包装材料制成。
17. -种双极性电池，其特征在于，该双极性电池通过根据权利要求1-9中任意一项所 述的封装方法制得。
【文档编号】H01M10/04GK104143652SQ201310170046
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2013年5月9日
【发明者】何广利, 王国文 申请人:神华集团有限责任公司, 北京低碳清洁能源研究所