[发明专利]双极性电池的极板及包含该极板的双极性电池

说明书

一种双极性电池的极板及包含该极板的双极性电池，在一个实施例中，该双极性电池的极板包括：多根金属丝，其沿第一方向延伸；多根非金属杆状体，其沿与第一方向不同的第二方向延伸，并与多根金属丝相交且固定连接在一起，从而形成集流体；边框，其由塑料材料制成，且设置于集流体的周围；以及分隔密封部，其设置在多根金属丝的中间部分，从而将集流体分隔为第一区段和第二区段，且其中，第一区段上设置有负极活性物，从而构成负极板；第二区段设置有正极活性物，从而构成正极板。这种极板不仅能直接实现不同电池单体之间正、负极的串联，因而省去了焊接等工艺，并且有利于节省生产成本。

技术领域

本申请涉及一种电池，尤其涉及一种堆叠型电池以及该电池中的极板。

背景技术

当今电池已广泛地应用于各个领域，小到电子手表，大到电动汽车，都需要采用电池供电。尽管各种类型的电池大小差别很大，但内部结构非常相似。通常，电池包括壳体、设置于壳体内部的电极板(也称极片)、电解液、以及位于壳体外部的极耳、极耳胶等。根据极板在电池内部的布置方式的不同，可以将电池分为卷绕型电池和堆叠型电池两类，前者是极片以卷绕方式设置于电池壳体内部，而后者是极片以层叠/堆叠方式设置于电池壳体内部。

在堆叠型电池中，通常包括多个电池单体(也称电池单元)，每个电池单体内包括正极板、负极板及位于二者之间的隔膜。不同电池单体之间正、负极板依次串联，从而达到总电压。在单体内部，正极与正极并联，负极与负极并联，并联容量叠加构成电池总容量。极板是由集流体和位于其上活性物质构成的。例如，正极板是通过在集流体上涂敷正极活性物质而形成的，负极板是通过在集流体上涂敷负极活性物质而形成的。

对于堆叠型电池而言，根据电池的正、负极板是否共用集流体，可以将其分为单极性电池和双极性电池。在单极性电池中，正、负极板的集流体是分开的，也就是说，正、负极板的集流体是两个分离的部件。单极性电池中的一个电池单体的正、负极板与另一个电池单体的正、负极板是彼此隔离的，必须通过额外的焊接实际串联，工艺较复杂，可靠性差。而在双极性电池中，其正、负极板共用同一集流体，而共用同一集流体的正、负极板又分别位于不同的电池单体内。因此，其借助集流体来实现不同电池单体之间的串联，而不需要额外的焊接。与单极性电池相比，双极性电池实现串联更方便可靠。

然而，现有技术中，这种双极性电池，由于其结构上的限制(集流体通常为由金属制成的板状体，在板状集流体的正反两个面分别涂敷正负极活性物，从而分别构成正、负电极板，正、负电极板分别位于不同的电池单体内。板状集流体可以防止不同电池单体之间电解液的串通)，每一单体电池只能有一片正极板和一片负极板，因此不适宜做大容量电池，因而使用上非常受限制。

发明内容

本申请所要解决的技术问题之一是：克服上述现有技术中的不足，提供一种双极性电池的极板(包括双极板和正、负单极板)，这种极板不仅能直接实现不同电池单体之间正、负极的串联，因而省去了焊接等工艺，使得其非常适合于制作大容量电池，并且有利于节省生产成本。

本申请所要解决的另一技术问题是：提供一种包括上述双性极电池的极板的电池，其不仅可制作成大容量电池，而且电池内部各单体内的密封性好，因而能够有效地防止各单体之间发生窜液或窜气的现象，从而避免了电池单体之间自放电大而导致电池寿命缩短的问题。

下面具体说明本申请所采用的技术方案。在具体这些技术方案之前，先简要阐述一下本申请的发明构思：

本申请将现有技术中的双极性电池的极板的平板状的集流体替换为由金属丝和非金属杆(例如塑料)构成的集流体结构的集流体，并在集流体结构的集流体的两端分别设置正、负极活性物质从而形成正极板和负极板，正极板和负极板分别位于不同的电池单体内，从而可直接实现不同电池单体之间的串联。同时，每个电池单体内又有多个这样的极板层叠(通过隔膜隔开)。因而，可以大大扩充电池的容量。并且，这种集流体可通过对金属丝放置于模具内与非金属杆一起注塑成形，因而制造方便，适合于批量生产。