[发明专利]一种结构化大容量单体电芯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种结构化大容量单体电芯及其制备方法和应用，涉及电池领域。该结构化大容量单体电芯包括多个小容量极芯、正极汇流极耳和负极汇流极耳，多个小容量极芯在同一平面内以平铺的形式排布，多个小容量极芯的正极集流体极耳并联至正极汇流极耳，多个小容量极芯的负极集流体极耳并联至负极汇流极耳。本发明中可以提高大电芯一致性和循环寿命，有效改善现有技术中大电芯可加工性能差、一致性差、循环寿命下降等技术问题。本发明实施例提供的结构化大容量单体电芯的制备方法简单，操作和组装容易，便于工业化生产。制备获得的结构化大容量单体电芯可以广泛应用于制备动力电池或储能电池。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种结构化大容量单体电芯及其制备方法和应用。

背景技术

随着储能电池向大容量方向持续演进，大容量电芯成为电力储能的主流发展方向，大容量电芯具有以下优势：1.更容易获得高体积能量密度。2.PACK端零件使用量减少，有利于成本的降低。3.大电芯更能获得高能量。4.安全性能提升。5.集成领域装配工艺简化。然而大容量电芯需要大面积极片的装配，存在极片一致性差，可加工性能差，且大面积极片存在应力和形变累积，易导致容量和循环寿命衰减等问题。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种结构化大容量单体电芯及其制备方法和应用。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种结构化大容量单体电芯，包括多个小容量极芯、正极汇流极耳和负极汇流极耳，多个所述小容量极芯在同一平面内以平铺的形式排布，多个所述小容量极芯的正极集流体极耳并联至所述正极汇流极耳，多个所述小容量极芯的负极集流体极耳并联至所述负极汇流极耳。

在可选的实施方式中，在同一平面内以平铺的形成排布包括呈阵列式排布、直线式排布、曲线式排布或折线式排布；

优选地，所述曲线式排布包括在呈同心圆式排布。

在可选的实施方式中，所述结构化大容量单体电芯还包括用于安装所述小容量极芯的安装框架，所述安装框架的内部设置有用于将所述安装框架拆分为多个安装腔的横梁，多个所述小容量极芯一一对应的分别安装于多个所述安装腔内。

在可选的实施方式中，所述结构化大容量单体电芯还包括用于压紧所述正极集流体极耳和所述正极汇流极耳以及所述负极集流体极耳和所述负极汇流极耳的压紧装置，所述压紧装置包括压紧梁和卡槽，所述卡槽为倒U字形且设置于所述压紧梁的两端，任意两个相邻的所述横梁的端部均设置有卡扣，所述压紧梁设置于任意两个相邻的所述横梁之间，且所述卡槽与所述卡扣卡接，所述正极集流体极耳或所述负极集流体极耳从所述压紧梁的下方穿出，所述卡槽的底部与所述正极集流体极耳或所述负极集流体极耳的空箔位置接触；

优选地，所述安装框架和所述压紧装置的材质为轻质高强材料；

优选地，所述轻质高强材料包括铝材、不锈钢、PP、PE或PTFE。

在可选的实施方式中，所述小容量极芯包括干极芯和凝胶电解质，所述凝胶电解质是通过向所述干极芯内注入液态的电解质组分后经原位固化形成的；

优选地，所述电解质组分按质量百分数计包括凝胶电解质单体75-97.8％、引发剂0.1-5％和电解液添加剂1-20％；

优选地，所述干极芯的长度为10～2000mm，宽度为10～2000mm，厚度为5～200mm。

在可选的实施方式中，所述横梁设置有用于注入所述电解质组分的多个贯穿的孔道，所述孔道的孔径大于等于500nm，所述横梁的孔隙率为80％以上；

优选地，所述安装框架的表面以及所述孔道的表面均设置有氧化铝绝缘层；