电化学设备的制作方法

本发明涉及一种电化学设备。

背景技术：

1、由于使用可再生能源越来越多，所以电化学设备(即，在电解质中使用输送和/或存储电能的电极和/或膜的设备(诸如电池))在广泛的范围或领域中已经得到关注。出于这个原因，诸如电极片和分隔片之类的电化学材料片被放置在封壳或外壳中。因此，这种封壳的成型方式也得到关注。

2、如今，这种封壳通常由柔性部件或刚性部件制成，以便防止封壳的内部受到湿气和电解质泄漏的影响。常见电芯格式包括袋式封壳、刚性圆柱形罐和刚性棱柱形罐。刚性电芯封壳的优点是更容易集成在模块或电池组中，并且安全等级更高以抵挡内部气化、膨胀和外部机械影响。还增加了刚性结构的安全性，随之而来的制造复杂性和成本更高。

3、另外，许多电芯化学成分需要在组装在模块或电池组中时对电芯进行压缩。这种方法并不准确，造成系统复杂且容易发生故障，由于压缩条件不准确，所以这会造成整个模块或模块中单个电芯的老化程度较低或无法预见。

4、然而，通过提供易于制造的刚性封壳或半刚性封壳来改进电芯封壳受到关注，同时延长电芯的使用寿命。

5、通过us9831474获知一种类型的封壳，其中电池电芯(包括阴极/分隔/阳极结构的电极组件)浸渍有电解质，并且安装在由铝或铝合金制成的电池盒中。更进一步地，氧化铝涂层通过阳极氧化处理涂覆到电池盒的外表面的至少一部分。

6、改进电化学设备的方式受到关注，诸如实现具有电化学设备成型材料的片的叠层，其中此类叠层可以用于电池电芯和/或燃料电芯。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种改进的电化学设备，该电化学设备更易于生产。

2、根据第一方面该目的通过一种电化学设备实现，该电化学设备包括：

3、至少一个封壳，至少一个封壳用于电化学设备成型材料的片的叠层，该电化学设备成型材料的片的叠层包括至少一个第一类型电极的片、至少一个第二类型电极的片和位于两种类型的电极的片之间的至少一个分隔片，

4、该封壳包括多个部件，这些部件包括第一部件和第二部件，并且这些部件使用焊接、卷边、压接或冲压彼此接合用于形成容纳叠层的内部容积。

5、第一部件和第二部件可以各自具有第一边缘，其中第一部件的第一边缘可以与第二部件的第一边缘接合用于形成第一机械连接。第一部件的第一边缘可以附加地在第二部件的第一边缘周围折叠，或者第二部件的第一边缘可以附加地在第一部件的第一边缘周围折叠。

6、这些部件还可以包括第三部件，该第三部件包括第一边缘，并且第二部件可以包括第二边缘。在这种情况下，第三部件的第一边缘可以附加地与第二部件的第二边缘接合用于形成第二机械连接，其中第三部件的第一边缘可以附加地在第二部件的第二边缘周围折叠，或者第二部件的第二边缘可以附加地在第三部件的第一边缘周围折叠。

7、更进一步地，至少一个机械连接的边缘之间可能还存在密封剂。

8、封壳可以包括由至少一个侧壁隔开的顶部和底部。

9、叠层可能具有带有底部片的第一端，该第一端面向封壳的底部。叠层还可以具有带有顶部片的第二端，该第二端面向封壳的顶部。

10、顶部、底部和至少一个侧壁可以由金属材料制成，并且金属材料可以在面向内部容积的金属材料的表面上涂敷有电绝缘材料。作为一个备选方案，至少一个壁，可能还有盖子和底部可以是聚合物。

11、叠层可以放置在内部容积中。在这种情况下，叠层可以由通过封壳的顶部和底部或第一侧壁和另一相对侧壁施加的压力压缩。这可以通过封壳的高度在叠层的轴向方向上小于原始叠层高度来实现，其中原始叠层高度是叠层放置在内部容积之前的叠层高度。沿着轴向方向朝向底部或另一侧壁按压顶部或第一侧壁可能会压缩叠层。当然，可以附加地或相反地朝向顶部或第一侧壁按压底部或另一侧壁。在这种情况下，压缩活动在各个部件彼此接合之前被启动。

12、封壳可以附加地包括至少一个柔性压缩元件。柔性压缩元件可以被设置在至少一个侧壁的外部上。作为一个备选方案，顶部和底部中的每一个都可以配备有柔性压缩元件。

13、封壳的底部和/或顶部可能附加地呈波纹状。内部容积中还可能存在波纹适配元件，该波纹适配元件将面向叠层的底部和/或盖子的内表面上的凹槽整平，以使波纹在压缩期间不会改变叠层的片的形状。

14、封壳还可以包括至少一个预张紧元件，其中每个预张紧元件可以被设置在叠层的一端并且面向叠层的顶部或底部片。

15、至少一个预张紧元件可以包括内部预张紧元件，内部预张紧元件在叠层和封壳的顶部或底部之间被放置在内部容积中。封壳的顶部或底部和内部预张紧元件之间可能还存在粘合元件。这种粘合元件可以被实现为内部胶水或粘合填缝剂。

16、至少一个预张紧元件可以附加地或相反地包括外部预张紧元件，外部预张紧元件被提供为封壳的顶部或底部。在这种情况下，背对叠层的外部预张紧元件上可能存在泡沫元件。

17、至少一个预张紧元件可以是具有焦点的凹形。在这种情况下，预张紧元件可以附加地放置在叠层和焦点之间。

18、封壳还可以包括位于顶部、底部或至少一个壁中的至少一个通风元件。

19、封壳还可以包括到第一类型电极的第一电连接和到第二类型电极的第二电连接。

20、第一电连接和第二电连接可以经由第一机械连接提供。作为示例，第一电连接可以被设置在第一部件和第二部件的第一边缘之间的设置在叠层的一侧处的第二部件的侧壁处，而第二电连接可以被设置在第一部件和第二部件的第一边缘之间的设置在叠层的相对侧上的第二部件的另一相对侧壁处。

21、可替代地，一个电连接可以通过封壳的侧壁提供，而另一电连接可以通过封壳的相对侧壁提供。作为又一备选方案，一个电连接可以经由封壳的顶部提供，而另一电连接可以经由封壳的底部提供。两个电连接还可以经由同一表面提供。因此，它们可以经由顶部、底部或同一侧壁提供。

22、至少一个电连接还可以包括从封壳内延伸到封壳的外侧的接片，该接片包括被绝缘包围的导体。

23、电化学设备还可以包括两个或更多个封壳，这些封壳通过封壳的第一机械连接与相邻封壳的第二机械连接的配合堆叠到彼此上。

24、可以通过第一机械连接实现这种配合，第一机械连接的由第一部件的第一边缘定义的内径或侧面与第二机械连接的由第三部件的第一边缘定义的外径或侧面对齐，或者第二机械连接的由第三部件的第一边缘定义的外径或侧面与第一机械连接的由第一部件的第一边缘定义的内径或侧面对齐。

25、封壳的第一部件可以是电绝缘的，或封壳还可以包括相邻封壳的第一部件和第三部件之间的电绝缘。

26、封壳的第一部件可以与相邻封壳的第三部件电接触，并且在每个封壳中，第二部件的第二边缘可以与第三部件的第一边缘电隔离和/或第二部件的第一边缘可以与第一部件的第一边缘电隔离。

27、第二部件可以是容器，而第一部件可以是容器的盖子。作为一个备选方案，第一部件可以形成封壳的半个壳体，而第二部件可以形成封壳的另一半壳体。

28、多个部件中的至少一个部件可以是刚性的，其他部件中的至少一个部件可以是刚性或半刚性的。

29、本发明具有多个优点。它提供的封壳具有较高的安全等级并且能够以具有竞争力的成本和高速度大量生产。