一种水平式双极性电芯及其应用的制作方法

本发明涉及软包电池，特别是涉及一种水平式双极性电芯及其应用。

背景技术：

1、目前，为了保证电动汽车的行驶能力，普遍采取将若干个大容量单体电池以外部串联或串并联混合的方式进行供能；但是，这种连接方式的极耳、连接件、电池壳等部件会增加电池的重量和连接阻抗，进而降低电池的功率密度和能量密度。一般的，双极性电池采用铝箔或铜铝箔复合等集流体将正极与负极活性物质涂敷于一体，得到双极性极片并叠加成若干个电池单元就可串联构成电池模块，可以显著降低电池的封装重量和体积，从而提高动力电池系统的比功率和比能量，最大限度地利用电池的内部空间。

2、然而，在双极性软包电池中，每个电池单元都具有独立的电化学结构，充/放电过程中每个电池单元内部需进行独立的电化学反应。如果电池单元的密封性不好，会造成相邻电池单元电解液的相互渗漏，从而引起电池单元之间的液接，影响电池的整体性能，因此，单个电池单元的密封是十分重要的。

技术实现思路

1、基于此，本发明实施例提供一种水平式双极性电芯及其应用，旨在解决现有的软包电池单元的密封性不好，会造成相邻电池单元电解液的相互渗漏，从而引起电池单元之间的液接，影响电池的整体性能等问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明实施例提供一种水平式双极性电芯，包括至少一个电芯单元，每个所述电芯单元均包括数片双极性极片、数片隔膜和数片密封条；每片所述双极性极片的每个侧面上均设置有正极涂敷区、密封绝缘区和负极涂敷区，所述密封绝缘区设置于所述正极涂敷区与所述负极涂敷区之间；

3、数片所述双极性极片叠放设置，所述隔膜设置于相邻两片所述双极性极片的正极涂敷区与负极涂敷区之间；

4、所述密封条包括第一削薄部、密封厚部和第二削薄部，所述密封厚部设置于所述第一削薄部和所述第二削薄部之间；所述密封厚部的厚度大于所述第一削薄部的厚度，所述密封厚部设置于相邻两片所述双极性极片的密封绝缘区之间。

5、作为优选的实施方式，所述第一削薄部和所述第二削薄部对称设置；所述第一削薄部、所述第二削薄部分别自所述密封绝缘区的两侧边缘向外延伸设置；所述延伸的方向与所述正极涂敷区的长边相平行。

6、作为优选的实施方式，所述第一削薄部的厚度、所述第二削薄部的厚度均分别自所述密封绝缘区的两侧边缘向外逐渐减小。

7、作为优选的实施方式，所述密封条的长度与所述正极涂敷区长边的长度相等；所述第一削薄部远离所述密封厚部的一端的厚度、所述第二削薄部远离所述密封厚部的一端的厚度均趋近于零。

8、作为优选的实施方式，所述第一削薄部、所述密封厚部和所述第二削薄部一体成型设置。通过在密封厚部的两侧设置第一削薄部、第二削薄部，可以密封厚部为厚度中心、沿其两侧的空箔绝缘密封区厚度逐渐减小，并在尾端区域趋近于零的状态，从而有效解决由于熔融缝隙导致的漏液问题，并能保证双极性电芯的安全性与整体性能。

9、作为优选的实施方式，所述双极性极片为铝箔极片、铜箔极片、镍箔极片、不锈钢箔极片、铝镍复合箔极片或铝铜复合箔极片中的一种；所述双极性极片的厚度为1μm～40μm。

10、作为优选的实施方式，所述正极涂敷区为采用层状氧化物材料、聚阴离子化合物材料、或普鲁士及其类似物材料中的至少一种涂敷得到的涂敷区。

11、作为优选的实施方式，所述负极涂敷区为采用碳素材料、合金型负极材料、氧化物型负极材料或硫化物型负极材料中的至少一种涂敷得到的涂敷区。

12、作为优选的实施方式，所述隔膜为聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯/陶瓷复合物隔膜或陶瓷混胶隔膜中的一种。

13、作为优选的实施方式，所述密封条为聚丙烯密封条、马来酸酐接枝聚丙烯密封条或改性聚乙烯密封条中的一种。

14、另一方面，本发明还提供所述水平式双极性电芯的应用，所述水平式双极性电芯可以应用于双极性软包电池中。

15、作为优选的实施方式，所述双极性软包电池为锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池。

16、本申请通过将多个双极性极片进行层叠，其中双极性极片间的正极涂敷区与负极涂敷区通过隔膜隔开进行叠加，而双极性极片的密封绝缘区(即未涂敷区)通过密封条隔开进行叠加，在密封绝缘区两侧形成独立的电池单元，而电池单元间可通过集流体连接形成串联结构。通过在密封厚部的两侧设置第一削薄部、第二削薄部，可以密封厚部为厚度中心、沿其两侧的空箔绝缘密封区厚度逐渐减小，并在尾端区域趋近于零的状态，从而有效解决由于熔融缝隙导致的漏液问题，并能保证双极性电芯的安全性与整体性能，可以有效提升电芯的电压，并避免了极耳、连接件、电池壳等部件会增大电池的重量和连接阻抗的问题，进而有效提升了电池的功率密度和能量密度。

技术特征：

1.一种水平式双极性电芯，其特征在于，包括至少一个电芯单元，每个所述电芯单元均包括数片双极性极片、数片隔膜和数片密封条；每片所述双极性极片的每个侧面上均设置有正极涂敷区、密封绝缘区和负极涂敷区，所述密封绝缘区设置于所述正极涂敷区与所述负极涂敷区之间；

2.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述第一削薄部和所述第二削薄部对称设置；所述第一削薄部、所述第二削薄部分别自所述密封绝缘区的两侧边缘向外延伸设置；所述延伸的方向与所述正极涂敷区的长边相平行。

3.根据权利要求2所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述第一削薄部的厚度、所述第二削薄部的厚度均分别自所述密封绝缘区的两侧边缘向外逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述密封条的长度与所述正极涂敷区长边的长度相等；所述第一削薄部远离所述密封厚部的一端的厚度、所述第二削薄部远离所述密封厚部的一端的厚度均趋近于零。

5.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述第一削薄部、所述密封厚部和所述第二削薄部一体成型设置。

6.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述双极性极片为铝箔极片、铜箔极片、镍箔极片、不锈钢箔极片、铝镍复合箔极片或铝铜复合箔极片中的一种；所述双极性极片的厚度为1μm～40μm。

7.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述正极涂敷区为采用层状氧化物材料、聚阴离子化合物材料、或普鲁士及其类似物材料中的至少一种涂敷得到的涂敷区；

8.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯，其特征在于，所述隔膜为聚偏氟乙烯-六氟丙烯隔膜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯/陶瓷复合物隔膜或陶瓷混胶隔膜中的一种；

9.权利要求1至8任一项所述的水平式双极性电芯的应用，其特征在于，所述水平式双极性电芯应用于双极性软包电池中。

10.根据权利要求1所述的水平式双极性电芯的应用，其特征在于，所述双极性软包电池为锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池。

技术总结
本发明提供一种水平式双极性电芯，包括至少一个电芯单元，每个所述电芯单元包括数片双极性极片、数片隔膜和数片密封条；每片所述双极性极片的每个侧面上均设置有正极涂敷区、密封绝缘区和负极涂敷区，所述密封绝缘区设置于所述正极涂敷区与所述负极涂敷区之间；数片所述双极性极片叠放设置，所述隔膜设置于相邻两片所述双极性极片的正极涂敷区与负极涂敷区之间；所述密封条包括第一削薄部、密封厚部和第二削薄部，所述密封厚部设置于所述第一削薄部和第二削薄部之间；所述密封厚部的厚度大于所述第一削薄部的厚度，所述密封厚部设置于相邻两片所述双极性极片的密封绝缘区之间。本申请能解决熔融缝隙导致的漏液问题，保证电芯的安全性与整体性能。

技术研发人员：徐玉婷,刘秦,何攀,吴福钧
受保护的技术使用者：深圳市雄韬电源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16