雙極性電池及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙極性電池及其封裝方法，雙極性電池包括兩個(gè)半殼體和設(shè)置在兩個(gè)半殼體之間的雙極性極板，該方法包括：在注液部以外的區(qū)域，利用第一密封膠封裝所述雙極性極板和相鄰的半殼體，至少在所述注液部，使所述雙極性極板的邊線位于所述半殼體的邊線的內(nèi)側(cè)，將所述雙極性極板的邊緣與第一密封膠密封粘結(jié)，將所述兩個(gè)半殼體的邊緣與所述第一密封膠密封粘結(jié)，以將所述雙極性極板的邊緣嵌入所述第一密封膠。熱壓直接作用在半殼體和第一密封膠上，簡化了封裝。再者，熱壓時(shí)的熱量沒有直接作用在雙極性極板上，而是經(jīng)過第一密封膠傳導(dǎo)到雙極性極板上，降低了熱壓對雙極性電池的影響。
【專利說明】雙極性電池及其封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙極性電池，具體地，涉及一種雙極性電池及其封裝方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，為增大電池的輸出電壓，可以采用將兩側(cè)分別涂覆正極活性材料和 負(fù)極活性材料的雙極性極板以及隔膜相互交替層疊的方式。但是，制作這種電池時(shí)(例如 US2010/025537A1中公開的雙極性電池)，需要在間隔有一層或多層的隔膜的兩個(gè)雙極性 極板的邊緣之間注入電解液并設(shè)置絕緣及密封件以便封裝，為此，每設(shè)置一個(gè)雙極性極板 都需要在由該雙極性極板限定的空間內(nèi)注入電解液，然后在其邊緣或與其相鄰的隔膜的邊 緣設(shè)置絕緣和密封件以進(jìn)行熱壓封裝，制作工藝非常繁瑣且不利于更換、維護(hù)，并且，在層 疊到能夠獲得所需的輸出電壓后必須在殼體的周緣使用機(jī)械力壓緊，以獲得要求的密封效 果，進(jìn)一步增加了制作工藝和維護(hù)的難度。另外，在熱壓密封時(shí)，熱壓直接作用在雙極性極 板上，雙極性極板通常由導(dǎo)熱良好的材料(例如金屬、碳材質(zhì)）制成，熱量會(huì)通過雙極性極板 傳遞到注入電解液的空間中，導(dǎo)致隔膜變形、電解液揮發(fā)，影響電池的性能。同時(shí)，此種結(jié)構(gòu) 無法解決電池化成之后產(chǎn)氣的排氣問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種便于封裝且能夠避免或減弱熱壓時(shí)的熱量傳導(dǎo)到電池 內(nèi)部的雙極性電池的封裝方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種雙極性電池的封裝方法，所述雙極性電池包 括兩個(gè)半殼體、設(shè)置在所述兩個(gè)半殼體之間的雙極性極板和與所述雙極性極板電性連接的 電芯，所述方法包括：在注液部以外的區(qū)域，利用第一密封膠封裝所述雙極性極板和相鄰的 半殼體，至少在所述注液部，使所述雙極性極板的邊線位于所述半殼體的邊線的內(nèi)側(cè)，將所 述雙極性極板的邊緣與第一密封膠密封粘結(jié)，將所述兩個(gè)半殼體的邊緣與所述第一密封膠 密封粘結(jié)，以將所述雙極性極板的邊緣嵌入所述第一密封膠。
[0005] 本發(fā)明還提供一種雙極性電池，包括：雙極性極板；電性連接至所述雙極性極板 的電芯；包覆所述雙極性極板和所述電芯于其內(nèi)的半殼體；和用來密封粘結(jié)所述半殼體和 雙極性極板的第一密封膠，其中，至少在注液部，所述雙極性極板的邊線位于所述半殼體的 邊線的內(nèi)側(cè)，所述雙極性極板的邊緣嵌入所述第一密封膠。
[0006] 本發(fā)明又提供一種雙極性電池，其采用上述的封裝方法制得。
[0007] 通過上述技術(shù)方案，在注入電解液后進(jìn)行的密封操作中，熱壓直接作用在半殼體 和第一密封膠上，簡化了封裝。并且熱量沒有直接作用在雙極性極板上，而是經(jīng)過第一密封 膠傳導(dǎo)到雙極性極板上。第一密封膠為粘合材料，粘合材料通常為熱導(dǎo)很低的材料，因而傳 導(dǎo)到雙極性極板的熱量很少，降低了熱壓對雙極性電池的影響。
[0008] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0010] 圖la至圖If是說明本發(fā)明的雙極性電池的封裝方法的一種實(shí)施方式的示意圖；
[0011] 圖2是說明本發(fā)明的雙極性電池的另一種實(shí)施方式的示意圖；
[0012] 圖3和圖4是說明本發(fā)明的雙極性電池的封裝方法的另一種實(shí)施方式的示意圖。
[0013] 附圖標(biāo)記說明
[0014] 2 :第一半殼體 3 :第二半殼體
[0015] 4 :雙極性極板 41 :錯(cuò)板/箔 42 :銅板/箔 5 :電芯
[0016] 5a :第一電芯 5b :第二電芯
[0017] 6:引線 6a:第一正極引線6b:第二正極引線 _8] 7a :第一負(fù)極引線7b :第二負(fù)極引線
[0019] 8' ：雙面正極板
[0020] 9' ：雙面負(fù)極板
[0021] 12:隔膜 13 :極耳膠
[0022] 14 :第一密封膠 15 :第二密封膠 16 :輔助粘膠
[0023] 20 :極耳 21 :正極極耳 22 :負(fù)極極耳
[0024] A :第一密封部 B :第二密封部 C :氣室 D :封邊
[0025] S :半殼體 I :注液部 1-1 :第一注液部1-2 :第二注液部

【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0027] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如"上、下、左、右"通常是指 參考附圖所示的上、下、左、右；"內(nèi)、外"是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。另外，本發(fā) 明中，"多個(gè)"表示兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種雙極性電池，其包括：雙極性極板4 ;電性連接 至所述雙極性極板4的電芯5 ;包覆所述雙極性極板4和所述電芯5于其內(nèi)的半殼體S ;和 用來密封粘結(jié)所述半殼體S和雙極性極板4的第一密封膠14,其中，至少在注液部I，所述 雙極性極板4的邊線位于所述半殼體S的邊線的內(nèi)側(cè)，所述雙極性極板4的邊緣嵌入所述 第一密封膠14。
[0029] 請參圖2至圖4所示，本發(fā)明的雙極性電池中，所述雙極性極板4和相鄰的半殼體 S之間設(shè)置有電芯5,從而可以通過雙極性極板4達(dá)到串聯(lián)電芯5的目的。
[0030] 如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所知，雙極性極板指兩側(cè)分別用作正極集流器和負(fù)極集流 器的極板，并且可以通過在雙極性極板的兩個(gè)相反的表面分別涂覆正極活性材料和負(fù)極活 性材料來形成雙極性電極。在本發(fā)明中，雙極性極板4的兩側(cè)可以分別涂覆正負(fù)極活性材 料，也可以不涂覆活性材料，未涂覆活性材料的雙極性極板4的作用僅為形成內(nèi)部串聯(lián)，不 能提供電池內(nèi)部反應(yīng)所需的材料。雙極性極板4可以采用各種適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑缈梢?采用Cu-Al復(fù)合板、石墨板、碳纖維板、鋁板/箔或者銅板/箔。如果電池所用的負(fù)極活性 材料為碳、石墨或石墨烯等低電位材料，雙極性極板4優(yōu)選采用Cu-Al復(fù)合板(其中銅側(cè)對 應(yīng)負(fù)極，鋁側(cè)對應(yīng)正極)、石墨板、碳纖維板、和銅板/箔。在la圖示的實(shí)施方式中，雙極性 極板4采用Cu-Al復(fù)合板。在圖3和圖4的實(shí)施方式中，可以先將A1板/箔和Cu板/箔 分別封裝于第一半殼體2和第二半殼體3,然后在最后封裝時(shí)通過粘合或機(jī)械力使A1板/ 箔和Cu板/箔接觸而形成Cu-Al復(fù)合板。Cu-Al復(fù)合板的一面為錯(cuò)面，一面為銅面,錯(cuò)面涂 有正極活性材料，銅面涂有負(fù)極活性材料。
[0031] 本發(fā)明中，如圖2所示，所述雙極性極板4可以為至少一個(gè)并將由兩個(gè)半殼體S組 裝而成的整個(gè)殼體的內(nèi)部劃分為多個(gè)腔室，每個(gè)腔室內(nèi)可以設(shè)置有一個(gè)電芯5,每個(gè)所述電 芯5可以分別包括一個(gè)單格電池單元或多個(gè)并聯(lián)的單格電池單元，并且所述多個(gè)電芯5通 過所述雙極性極板4形成串聯(lián)。
[0032] 在具有多個(gè)雙極性極板4的情況下，優(yōu)選地，所述雙極性極板4為平行設(shè)置的多 個(gè)，所述第一密封膠14設(shè)置在最外側(cè)的雙極性極板4和與該雙極性極板4相鄰的所述半殼 體S之間。其中，所述雙極性電池可以包括多個(gè)通過所述雙極性極板4電性串聯(lián)在一起的 電芯5。另外，所述雙極性電池還包括多個(gè)設(shè)置在所述雙極性極板4之間的第二密封膠15。
[0033] 如圖3和圖4所示，以鋰離子電池的電芯為例，本發(fā)明的每個(gè)電芯5可以包括單個(gè) 或多個(gè)相互并聯(lián)的單格電池單元，每個(gè)單格電池單元可以包括正極集流器、負(fù)極集流器、正 極活性材料、負(fù)極活性材料和隔膜。集流器由銅、鋁或銅鋁復(fù)合等導(dǎo)電材料制成。涂覆有正 極活性材料的正極集流器形成為正極，涂覆有負(fù)極活性材料的負(fù)極集流器形成為負(fù)極，隔 膜用于隔離正、負(fù)極且僅允許鋰離子通過。可選擇地，單格電池單元也可以包括下文說明的 雙面正極板8'、雙面負(fù)極板9'和隔膜12。需要說明的是，上述單格電池單元和電芯5的結(jié) 構(gòu)是本發(fā)明的具體的實(shí)施方式，本發(fā)明無意對單格電池單元或電芯5的結(jié)構(gòu)做任何限制， 任何包含一個(gè)或多個(gè)單格電池單兀的電芯5均可用于本發(fā)明。
[0034] 本發(fā)明中，如負(fù)極材料為碳及石墨等時(shí)，電芯5的正極集流器和負(fù)極集流器可以 分別由鋁箔和銅箔制成，如負(fù)極材料為鈦酸鋰時(shí)，正負(fù)極集流器均可由鋁箔制成，例如均由 0. 01-0. 04mm的鋁箔制成；正極活性材料可以為LFP、鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元材料等，涂覆 厚度為〇. 01-0. 2mm ;負(fù)極活性材料為LT0、C、石墨、石墨烯等，涂覆厚度為0. 01-0. 2mm ;注入 的電解液可以為六氟磷酸鋰。
[0035] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖la和圖2所示，所述電芯5通過引線6與雙極 性極板4電性連接。引線6包括正極引線和負(fù)極引線，電芯5的每個(gè)所述正極集流器分別 與正極引線連接，電芯5的每個(gè)負(fù)極集流器分別與負(fù)極引線連接。正極引線和負(fù)極引線中 的一者可以與雙極性極板4連接，另一者可以通過極耳20引出。
[0036] 本發(fā)明中，各引線6可以是單獨(dú)的組件，也可以是集流器的延長部，在此不做限 定。另外，各引線6可以在引出的端部連接在一起，以便一起連接到相應(yīng)的極耳或雙極性極 板4。
[0037] 可以理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過各種適當(dāng)?shù)姆绞讲贾酶饕€和極耳，只 要便于通過相應(yīng)的極耳引出或連接到雙極性極板4上即可。例如，與所述雙極性極板4連 接的正極引線和負(fù)極引線位于同一側(cè)，從所述第一半殼體2和第二半殼體3之間引出的正 極引線和負(fù)極引線以及極耳20位于另一側(cè)。由此，可以一方面避免同一腔室內(nèi)的不同極性 的極耳之間的相互干涉，另一方面可以減少發(fā)熱并使電池均勻散熱。當(dāng)然，也可以如圖la 所示那樣，使得引線6和極耳20位于同一側(cè)。
[0038] 可選擇地，與所述雙極性極板4連接的正極引線和負(fù)極引線也可以從不同側(cè)引 出，以便使正極極耳和負(fù)極極耳的延伸方向不同。此外，同一電芯5的正極引線和負(fù)極引線 可以位于同一側(cè)或不同側(cè)。
[0039] 其中，在極耳20引出的位置，在所述雙極性極板4、第一半殼體2、第二半殼體3和 極耳20之間可以設(shè)置有絕緣密封件，例如下文說明的極耳膠13、第一密封膠14和第二密封 膠15。
[0040] 具體地，在非注液部I的位置，雙極性極板4的邊緣位置通過粘結(jié)在其上的第一密 封膠14與第一半殼體2和第二半殼體3密封連接。如圖la所示，在極耳20的引出位置， 所述極耳20與所述半殼體S之間通過極耳膠13絕緣密封；極耳20與所述雙極性極板4之 間通過極耳膠13和第一密封膠14絕緣密封，其中所述極耳膠13接觸所述極耳20,所述第 一密封膠14接觸所述雙極性極板4 ;所述雙極性極板4與所述第一半殼體2和第二半殼體 3之間通過第一密封膠14絕緣密封；在具有多個(gè)雙極性極板4的情況下，相鄰的所述雙極 性極板4之間通過第二密封膠15絕緣密封(如圖2所示)。
[0041] 其中：極耳膠13的一面用于實(shí)現(xiàn)極耳和半殼體S之間的密封，另一面用于和第一 密封膠14融合形成密封；使用第一密封膠14的目的是保證半殼體S和雙極性極板4之間 的絕緣和密封以及極耳和雙極性極板4之間的絕緣和密封；第二密封膠15則用于粘膠相鄰 兩塊雙極性極板4,以實(shí)現(xiàn)二者之間的絕緣和密封。因此，也可將極耳膠13對應(yīng)于第一密封 膠14的一面與第一密封膠14制成一體，用于形成極耳和雙極性極板4之間的絕緣和密封。 可以看出，上述極耳膠13和第一密封膠14以及第二密封膠15在功能上略有差別，但目前 市場上常見的極耳膠均能滿足上述要求。
[0042] 在密封后的注液部I，如圖Id所示，所述雙極性極板4的邊線位于所述半殼體S的 邊線的內(nèi)側(cè)，所述雙極性極板4的邊緣嵌入所述第一密封膠14中。
[0043] 優(yōu)選地，所述雙極性電池還包括位于所述雙極性極板4的邊線外側(cè)的第二密封線 A2,所述第二密封線A2與所述雙極性極板4的邊線的距離不大于2毫米。第二密封線A2 用于在排氣后進(jìn)行二次熱壓封裝(詳細(xì)如下文所述)。另外，二次熱壓封裝后，由于電池內(nèi)部 已經(jīng)與外部環(huán)境隔離，故加到雙極性極板4上的短時(shí)間的熱量對電池的性能影響較小，故 為了提高整體的熱封效果，降低可能的氣體或者電解液的擴(kuò)散，也可以進(jìn)行三次熱壓封裝， 從而使所述第一密封膠14密封粘結(jié)所述半殼體S、雙極性極板4和第一密封膠14相互重疊 的部分。
[0044] 另外，優(yōu)選地，可以使所述半殼體S至少在注液部I由軟包裝材料制成，從而更加 便于組裝和維護(hù)，這在下文中予以詳細(xì)說明。在國家包裝通用術(shù)語（GB4122- 83)中，軟包 裝的定義為：軟包裝是指在充填或取出內(nèi)裝物后，容器形狀可發(fā)生變化的包裝。用紙、鋁箔、 纖維、塑料薄膜以及它們的復(fù)合物所制成的各種袋、盒、套、包封等均為軟包裝。本發(fā)明所指 軟包裝材料還需滿足電池中耐電解液腐蝕和低透氣和透水性的要求。更優(yōu)選地，可以半殼 體S整體形成為軟包裝，從而封裝為整體軟包裝的殼體。軟包裝材料可以為鋁塑復(fù)合膜或 改性聚乙烯、聚丙烯等材料(例如可以使用厚度為0. 08-0. 18mm日本昭和公司或DNP公司生 產(chǎn)的的包裝鋁塑復(fù)合膜)。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種雙極性電池的封裝方法，所述雙極性電池包括 兩個(gè)半殼體S、設(shè)置在所述兩個(gè)半殼體S之間的雙極性極板4和與所述雙極性極板4電性 連接的電芯5,所述方法包括：在注液部I以外的區(qū)域，利用第一密封膠14封裝所述雙極性 極板4和相鄰的半殼體S，至少在所述注液部I，使所述雙極性極板4的邊線位于所述半殼 體S的邊線的內(nèi)側(cè)，將所述雙極性極板4的邊緣與第一密封膠14密封粘結(jié)，將所述兩個(gè)半 殼體S的邊緣與所述第一密封膠14密封粘結(jié)，以將所述雙極性極板4的邊緣嵌入所述第一 密封膠14。
[0046] 通過封裝兩個(gè)半殼體S和第一密封膠14,可以形成完整的殼體。在封裝過程中，在 注液部I，可以先將所述雙極性極板4的邊緣和所述第一密封膠14熱壓密封，然后從注液 部I注入電解液，最后通過熱壓兩個(gè)半殼體S和第一密封膠14完成封裝，并且最終形成使 得所述雙極性極板4的邊緣嵌入所述第一密封膠14的結(jié)構(gòu)。由此，熱壓直接作用在半殼體 S和第一密封膠14上，熱量沒有直接作用在雙極性極板4上，而是經(jīng)過第一密封膠14傳導(dǎo) 到雙極性極板4上。第一密封膠14為熱導(dǎo)很低的粘合材料，因而傳導(dǎo)到雙極性極板4的熱 量很少，避免了隔膜收縮變形和電解液揮發(fā)，從而降低了熱壓對雙極性電池的性能及安全 的影響。
[0047] 下面參照圖la至圖If說明根據(jù)本發(fā)明的封裝方法的一種實(shí)施方式，其中圖lb至 圖Id是圖la中位于右側(cè)的注液部I在相應(yīng)步驟的放大視圖，圖le和圖If為說明對圖la 的雙極性電池進(jìn)行封裝的俯視圖。所述方法包括：a、在所述雙極性極板4的邊緣密封粘結(jié) 所述第一密封膠14,并將所述雙極性極板4設(shè)置在兩個(gè)半殼體S之間，使得所述第一密封膠 14位于所述雙極性極板4和相鄰的半殼體S之間，并使得至少在所述注液部I，所述第一密 封膠14從所述雙極性極板4的邊線向外延伸；b、在所述注液部I以外的區(qū)域，熱壓所述半 殼體S的邊緣、雙極性極板4的邊緣和第一密封膠14,以密封粘結(jié)所述半殼體S和雙極性極 板4的邊緣；c、從所述注液部I注入電解液；d、在所述注液部I，沿位于所述雙極性極板4 的邊線外側(cè)的第一密封線A1熱壓所述半殼體S和超出所述雙極性極板4邊線的第一密封 膠14,以使所述半殼體S和第一密封膠14形成第一密封部A (如圖lb所示)。
[0048] 具體地，在封裝半殼體S和雙極性極板4的注液部I以外的區(qū)域時(shí)，可以利用各種 適當(dāng)?shù)拿芊饧ㄟ^適當(dāng)?shù)姆绞矫芊?，例如可以熱壓半殼體S、雙極性極板4和密封膠(該密 封膠可以與第一密封膠14的種類相同或不同)，以形成封邊D(如圖le和圖If所示)。由于 熱壓形成封邊D是在注入電解液之前進(jìn)行的，因此，即使熱量直接作用在雙極性極板4上， 也由于沒有傳導(dǎo)給電解液而不會(huì)造成電解液的揮發(fā)，也不會(huì)因通過電解液傳導(dǎo)給電芯5的 隔膜而導(dǎo)致隔膜變形，從而不會(huì)影響雙極性電池的性能?？蛇x擇地，在注液部I以外的區(qū) 域，也可以利用適當(dāng)?shù)拿芊饽z來粘結(jié)密封半殼體S和雙極性極板4來形成封邊D。
[0049] 可以理解的，在將雙極性極板4設(shè)置在半殼體S之間之前，首先將電芯設(shè)置在雙極 性極板4的兩側(cè)。具體操作如下（以雙極性電池包括一個(gè)雙極性極板4為例）：
[0050] 首先，在雙極性極板4相對兩面分別涂覆正極活性材料和負(fù)極活性材料，以形成 雙電極。在雙極性極板4邊緣的上、下兩側(cè)通過熱壓粘結(jié)第一密封膠14。
[0051] 然后，在所述雙極性極板4的兩側(cè)以串聯(lián)方式分別電連接一個(gè)電芯5。，每個(gè)電芯5 包括上文說明的至少一個(gè)單格電池單元。另外，可以將電芯5的一個(gè)引線6通過極耳20從 半殼體S (包括第一半殼體2和第二半殼體3)和雙極性極板4之間引出，另一個(gè)引線6連 接至雙極性極板4。其中，兩個(gè)電芯5分別通過相反極性的極耳20引出，并通過相反極性的 引線6連接至雙極性極板4的兩個(gè)表面。
[0052] 然后，通過第一半殼體2和第二半殼體3從兩側(cè)包覆電芯5并使雙極性極板4的 邊緣夾設(shè)在第一半殼體2和第二半殼體3之間。其中，可以使兩個(gè)電芯5的極耳20從同一 側(cè)引出。
[0053] 如上所述，極耳20的引出位置（圖la中左側(cè))，可以利用極耳膠13和第一密封膠 14粘結(jié)各部件。同時(shí)，可以利用第一密封膠14熱壓密封雙極性極板4與第一半殼體2和第 二半殼體3的除注液部I以外的區(qū)域，以形成封邊D。
[0054] 注液完成后，在進(jìn)行一次熱壓注液部I時(shí)，如圖lb所示，雙極性極板4的邊線位于 半殼體S的邊線的內(nèi)側(cè)，第一密封膠14從雙極性極板4的邊線向外延伸。沿位于雙極性極 板4的邊線的外側(cè)的密封線A1進(jìn)行一次熱壓，可以在形成第一密封部A以封閉注液部I的 同時(shí)使得兩個(gè)半殼體S的邊緣通過第一密封膠14熱壓封裝，如圖lb所示。顯然，在一次熱 壓過程中，熱量主要作用在注液部I，只有少量的熱通過第一密封膠14傳導(dǎo)到雙極性極板 4,該少量的熱基本上不會(huì)對注入電池中的電解液和隔膜12產(chǎn)生影響，因而基本上不會(huì)影 響雙極性電池的性能。
[0055] 可以理解的，由于極耳也是由良好的導(dǎo)熱材料制成，因此，注液部I的位置和極耳 的引出位置應(yīng)該不同。換言之，極耳的引出位置位于注液部I以外的區(qū)域內(nèi)。
[0056] 由于封裝后的電池需要化成，在化成過程中可能會(huì)產(chǎn)生氣體，如果不能及時(shí)排出 這些氣體，可能對電池的性能產(chǎn)生影響。因此，優(yōu)選地，所述方法還包括： e、化成所述雙極性 電池；f、切除所述第一密封部A，并排出化成所述雙極性電池時(shí)產(chǎn)生的氣體(氣體從第一密 封線A1和第二密封線A2之間的氣室C抽出）；g、沿位于所述第一密封線A1和所述雙極性 極板4邊線之間的第二密封線A2 (如圖le所示）對所述半殼體S和和超出所述雙極性極 板（4)邊線的第一密封膠14進(jìn)行二次熱壓(如圖lc中的P2所示)，以使所述半殼體S和第 一密封膠14形成第二密封部B，并使所述第二密封部B的內(nèi)邊緣和所述雙極性極板4的邊 緣接觸并形成熱封裝(如圖Id所示)，二次封裝完成后，所述雙極性極板4的邊緣嵌入所述 第一密封膠14。
[0057] 由此，可以通過切除第一密封部A來排出電池化成時(shí)產(chǎn)生的氣體，從而避免化成 產(chǎn)生的氣體對電池性能的影響。另外，在排氣后通過二次熱壓使雙極性電池再次封裝。其 中，為避免二次熱壓的熱量通過雙極性極板4傳導(dǎo)到電池內(nèi)部而影響隔膜12和電解液，二 次熱壓時(shí)，仍然在雙極性極板4的邊緣的外側(cè)進(jìn)行。優(yōu)選地，第二密封線A2的位置應(yīng)使得 熱封后第一密封膠14以及半殼體S邊緣處的可熔融部分?jǐn)U展后其內(nèi)邊線和雙極性極板4 的邊線接觸，同時(shí)形成熱封，從而即避免了直接在雙極性極板4上熱封時(shí)的副作用，又保證 了二次熱壓封裝后的密封效果。更優(yōu)選地，第二密封線A2與雙極性極板4的邊線的距離不 大于2毫米。另外，可選地，二次熱壓封裝后，由于電池內(nèi)部已經(jīng)與外部環(huán)境隔離，故加到雙 極性極板4上的短時(shí)間的熱量對電池的性能影響較小，故為了提高整體的熱封效果，降低 可能的氣體或者電解液的擴(kuò)散，也可以進(jìn)行三次熱壓封裝。即，再次熱壓所述第二密封部B、 以及所述半殼體S、雙極性極板4和第一密封膠14相互重疊的部分，以直接熱封第一半殼體 2、第二半殼體3、雙極性極板4和第一密封膠14。
[0058] 下面參照圖3和圖4說明根據(jù)本發(fā)明的雙極性電池的封裝方法的另一種實(shí)施方 式。其中，所述半殼體S包括第一半殼體2和第二半殼體3,所述雙極性極板4包括正極集 流器和負(fù)極集流器（以由鋁板/箔41和銅板/箔42構(gòu)成的雙極性極板4為例，如圖3和圖 4所示，其中，鋁板/箔41用作正極集流器，銅板/箔42用作負(fù)極集流器)，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'、在所述正極集流器的邊緣設(shè)置所 述第一密封膠14,使得所述第一密封膠14位于所述正極集流器和所述第一半殼體2之間， 并使得在所述第一注液部1-1，所述第一密封膠14從所述正極集流器的邊線向外延伸；在 所述負(fù)極集流器的邊緣設(shè)置所述第一密封膠14,使得所述第一密封膠14位于所述負(fù)極集 流器和所述第二半殼體3之間，并使得在所述第二注液部1-2,所述第一密封膠14從所述 負(fù)極集流器的邊線向外延伸；b'、在所述第一注液部1-1以外的區(qū)域，熱壓所述第一半殼體 2的邊緣、所述正極集流器的邊緣和所述第一密封膠14,以封裝所述第一半殼體2和正極 集流器的邊緣，并且在所述第一注液部1-1，熱壓所述正極集流器的邊緣與所述第一密封膠 14 ;在所述第二注液部1-2以外的區(qū)域，熱壓所述第二半殼體3的邊緣、所述負(fù)極集流器的 邊緣和所述第一密封膠14,以封裝所述第二半殼體3和負(fù)極集流器的邊緣，并且在所述第 二注液部1-2,熱壓所述負(fù)極集流器的邊緣與所述第一密封膠14 ;c'、以使所述正極集流器 和負(fù)極集流器接觸并位于所述第一半殼體2和第二半殼體3之間的方式連接所述正極集流 器和負(fù)極集流器，以使所述正極集流器和負(fù)極集流器形成所述雙極性極板4,并使所述第一 注液部1-1和第二注液部1-2的位置對應(yīng)以形成所述注液部I ;d'、從所述第一注液部1-1 向所述正極集流器和第一半殼體2之間注入電解液，從所述第二注液部1-2向所述負(fù)極集 流器和第二半殼體3之間注入電解液；e'、在所述注液部I處，沿位于所述雙極性極板（4) 的邊線外側(cè)的第一密封線A1熱壓所述第一半殼體2、所述第二半殼體3和超出所述雙極性 極板4邊線的第一密封膠14,以使所述第一半殼體2、第二半殼體3和第一密封膠14形成 第一密封部A。
[0059] 本實(shí)施方式中，通過首先將雙極性極板4的正極集流器與第一半殼體2組裝在一 起，并將雙極性極板4的負(fù)極集流器與第二半殼體3組裝在一起，然后再進(jìn)行注液、封裝等 操作，進(jìn)一步簡化了本發(fā)明的雙極性電池的封裝。
[0060] 具體地，如圖4所示，首先在鋁板/箔41和第一半殼體2之間封裝第一電芯5a(第 一電芯5a可以通過層疊雙面正極板8'、隔膜12和雙面負(fù)極板9'的方式形成)，并在銅板/ 箔42和第二半殼體3之間封裝第二電芯5b (第二電芯5b也可以通過層疊雙面正極板8'、 隔膜12和雙面負(fù)極板9'的方式形成)。
[0061] 其中，第一電芯5a包括第一負(fù)極引線7a和第一正極引線6a，第二電芯5b包括第 二負(fù)極引線7b和第二正極引線6b。所述第一負(fù)極引線7a通過負(fù)極極耳22從所述第一半 殼體2和雙極性極板4之間引出，所述第二正極引線6b通過正極極耳21從所述雙極性極 板4和第二半殼體3之間引出，所述第二負(fù)極引線7b和與所述第二半殼體3相鄰的雙極性 極板4的負(fù)極集流器（圖3中該負(fù)極集流器涂覆有負(fù)極活性材料)連接，第一正極引線6a和 與所述第一半殼體2相鄰的雙極性極板4的正極集流器（圖3中該正極集流器涂覆有正極 活性材料）連接。在邊緣處，負(fù)極極耳22、鋁板/箔41和第一半殼體2之間通過極耳膠13 和第一密封膠14絕緣密封；正極極耳21、銅板/箔42和第二半殼體3之間通過極耳膠13 和第一密封膠14絕緣密封。
[0062] 然后，連接鋁板/箔41和銅板/箔42,使其未涂覆活性材料的側(cè)相對?？蓪⒙懵?在外的銅板/箔42和鋁板/箔41粘合或通過機(jī)械力形成電接觸，使得鋁板/箔41和銅板 /箔42形成雙極性極板4并最終通過上述封裝方法封裝來形成圖4所示的雙極性電池。 [0063] 同樣優(yōu)選地，為了排出化成時(shí)產(chǎn)生的氣體，在步驟e'中，沿第一密封線A1實(shí)施熱 壓，該方法還包括：f'、化成所述雙極性電池；g'、切除所述第一密封部A，并排出化成所述 雙極性電池時(shí)產(chǎn)生的氣體；h'、沿位于所述第一密封線A1內(nèi)側(cè)的第二密封線A2對所述第一 半殼體2、第二半殼體3和超出所述雙極性極板（4)邊線的第一密封膠14進(jìn)行二次熱壓，以 使所述第一半殼體2、第二半殼體3和第一密封膠14形成第二密封部B，并使所述第二密封 部B的內(nèi)邊線和所述雙極性極板4的邊線接觸并形成熱封裝。另外，可選地，二次熱壓封裝 后，由于電池內(nèi)部已經(jīng)與外部環(huán)境隔離，故加到雙極性極板4上的短時(shí)間的熱量對電池的 性能影響較小，故為了提高整體的熱封效果，降低可能的氣體或者電解液的擴(kuò)散，也可以進(jìn) 行三次熱壓封裝，此時(shí)可直接熱封第一半殼體2、第二半殼體3、雙極性極板4和第一密封膠 14。
[0064] 另外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖2所示，可以在設(shè)置所述第一密封膠14 時(shí)，在所述第一密封膠之間設(shè)置輔助粘膠16,使得該輔助粘膠16與所述雙極性極板4的邊 緣相鄰并相互隔開。如上所述，在雙極性極板4的邊緣處，形成為包括雙極性極板4、第一密 封膠14和半殼體S的厚度的結(jié)構(gòu)，而在半殼體S的邊緣處，所形成的結(jié)構(gòu)僅包括熱壓的第 一密封膠14和半殼體S的厚度。因此，通過設(shè)置輔助粘膠16,可以彌補(bǔ)雙極性極板4的邊 緣處和半殼體S的邊緣處的厚度差。
[0065] 另外，優(yōu)選地，所述半殼體S由軟包裝材料制成，以便進(jìn)行熱壓封裝。另外，軟包裝 材料也有利于進(jìn)行切除第一密封部A的操作。
[0066] 此外，如圖2所示，所述雙極性極板4可以為平行設(shè)置的多個(gè)，所述第一密封膠14 設(shè)置在最外側(cè)的雙極性極板4和與該雙極性極板4相鄰的所述半殼體S之間，所述方法還 包括在多個(gè)所述雙極性極板4之間設(shè)置第二密封膠15。
[0067] 本文中的第一密封膠14 (以及極耳膠13、第二密封膠15、輔助密封膠16)為粘合 材料，例如為選自高熔融強(qiáng)度的聚丙烯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚氨酯、熱塑性烯烴橡膠、聚 酰胺基樹脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、硅橡膠中的一種/或它們的混合物，上述 材料均為熱導(dǎo)很低的材料，因而傳導(dǎo)到雙極性極板4的熱量很少，避免了隔膜變形和電解 液揮發(fā)，從而降低了熱壓對雙極性電池的性能的影響。
[0068] 以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0069] 另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0070] 此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙極性電池的封裝方法，所述雙極性電池包括兩個(gè)半殼體（S)、設(shè)置在所述兩 個(gè)半殼體（S)之間的雙極性極板（4)和與所述雙極性極板（4)電性連接的電芯（5)，所述方 法包括：在注液部（I)以外的區(qū)域，利用第一密封膠（14)封裝所述雙極性極板（4)和相鄰的 半殼體（S)，至少在所述注液部（I)，使所述雙極性極板（4)的邊線位于所述半殼體（S)的邊 線的內(nèi)側(cè)，將所述雙極性極板（4)的邊緣與第一密封膠（14)密封粘結(jié)，將所述兩個(gè)半殼體 (S)的邊緣與所述第一密封膠（14)密封粘結(jié)，以將所述雙極性極板（4)的邊緣嵌入所述第 一密封膠（14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述方法包括： a、 在所述雙極性極板（4)的邊緣密封粘結(jié)所述第一密封膠（14)，并將所述雙極性極板 (4)設(shè)置在兩個(gè)半殼體（S)之間，使得所述第一密封膠（14)位于所述雙極性極板（4)和相 鄰的半殼體（S)之間，并使得至少在所述注液部（I)，所述第一密封膠（14)從所述雙極性極 板（4)的邊線向外延伸； b、 在所述注液部（I)以外的區(qū)域，熱壓所述半殼體（S)的邊緣、雙極性極板（4)的邊緣 和第一密封膠（14)，以密封粘結(jié)所述半殼體（S)和雙極性極板（4)的邊緣； c、 從所述注液部（I)注入電解液； d、 在所述注液部（I)，沿位于所述雙極性極板（4)的邊線外側(cè)的第一密封線（A1)熱壓 所述半殼體（S)和超出所述雙極性極板（4)邊線的第一密封膠（14)，以使所述半殼體（S)和 第一密封膠（14)形成第一密封部（A)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述方法還包括： e、 化成所述雙極性電池； f、 切除所述第一密封部（A)，并排出氣體； g、 沿位于所述第一密封線（A1)和所述雙極性極板（4)邊線之間的第二密封線（A2)對 所述半殼體（S)和超出所述雙極性極板（4)邊線的第一密封膠（14)進(jìn)行熱壓，以使所述半 殼體（S)和第一密封膠（14)形成第二密封部（B)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述半殼體（S)包括第一半殼 體（2)和第二半殼體（3)，所述雙極性極板（4)包括正極集流器和負(fù)極集流器，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'、在所述正極集流器的邊緣設(shè)置所述第一密封膠（14)，使得所述第一密封膠（14)位 于所述正極集流器和所述第一半殼體（2)之間，并使得在所述第一注液部（1-1 )，所述第一 密封膠（14)從所述正極集流器的邊線向外延伸；在所述負(fù)極集流器的邊緣設(shè)置所述第一 密封膠（14)，使得所述第一密封膠（14)位于所述負(fù)極集流器和所述第二半殼體（3)之間， 并使得在所述第二注液部（1-2)，所述第一密封膠（14)從所述負(fù)極集流器的邊線向外延 伸； b'、在所述第一注液部（1-1)以外的區(qū)域，熱壓所述第一半殼體（2)的邊緣、所述正極 集流器的邊緣和所述第一密封膠（14)，以封裝所述第一半殼體（2)和正極集流器的邊緣， 并且在所述第一注液部（1-1 )，熱壓所述正極集流器的邊緣與所述第一密封膠（14);在所述 第二注液部（1-2)以外的區(qū)域，熱壓所述第二半殼體（3)的邊緣、所述負(fù)極集流器的邊緣和 所述第一密封膠（14)，以封裝所述第二半殼體（3)和負(fù)極集流器的邊緣，并且在所述第二 注液部（1-2)，熱壓所述負(fù)極集流器的邊緣與所述第一密封膠（14); C'、以使所述正極集流器和負(fù)極集流器接觸并位于所述第一半殼體（2)和第二半殼體 (3) 之間的方式連接所述正極集流器和負(fù)極集流器，以使所述正極集流器和負(fù)極集流器形 成所述雙極性極板（4)，并使所述第一注液部（1-1)和第二注液部（1-2)的位置對應(yīng)以形成 所述注液部（I); d'、從所述第一注液部（1-1)向所述正極集流器和第一半殼體（2)之間注入電解液，從 所述第二注液部（1-2)向所述負(fù)極集流器和第二半殼體（3)之間注入電解液； e'、在所述注液部（I)處，沿位于所述雙極性極板（4)的邊線外側(cè)的第一密封線（A1)熱 壓所述第一半殼體（2)、所述第二半殼體（3)和超出所述雙極性極板（4)邊線的第一密封膠 (14)，以使所述第一半殼體（2)、第二半殼體（3)和第一密封膠（14)形成第一密封部（A)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述方法還包括： f'、化成所述雙極性電池； g'、切除所述第一密封部（A)，并排出氣體； h'、沿位于所述第一密封線（A1)和所述雙極性極板（4)邊線之間的第二密封線（A2)對 所述第一半殼體（2)、第二半殼體（3)和超出所述雙極性極板（4)邊線的第一密封膠（14)進(jìn) 行熱壓，以使所述第一半殼體（2)、第二半殼體（3)和第一密封膠（14)形成第二密封部（B)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述第二密封線（A2)與 所述雙極性極板（4)的邊線的距離不大于2毫米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述方法還包括步驟：在 所述注液部（I)，再次熱壓所述第二密封部（B)、以及所述半殼體（S)、雙極性極板（4)和第 一密封膠（14)相互重疊的部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述半殼體（S) 由軟包裝材料制成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的雙極性電池的封裝方法，其中，所述雙極性極 板（4)為平行設(shè)置的多個(gè)，所述第一密封膠（14)設(shè)置在最外側(cè)的雙極性極板（4)和與該雙 極性極板（4)相鄰的所述半殼體（S)之間，所述方法還包括在多個(gè)設(shè)置在所述雙極性極板 (4) 之間的第二密封膠（15)。
10. -種雙極性電池，其特征在于，包括： 雙極性極板（4); 電性連接至所述雙極性極板（4)的電芯（5); 包覆所述雙極性極板（4)和所述電芯（5)于其內(nèi)的半殼體（S);和 用來密封粘結(jié)所述半殼體（S)和雙極性極板（4)的第一密封膠（14)， 其中，至少在注液部（I)，所述雙極性極板（4)的邊線位于所述半殼體（S)的邊線的內(nèi) 側(cè)，所述雙極性極板（4)的邊緣嵌入所述第一密封膠（14)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的雙極性電池，其中，所述雙極性極板（4)為平行設(shè)置的多 個(gè)，所述第一密封膠（14)設(shè)置在最外側(cè)的雙極性極板（4)和與該雙極性極板（4)相鄰的所 述半殼體（S)之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙極性電池，其中，所述雙極性電池還包括多個(gè)設(shè)置在所 述雙極性極板（4 )之間的第二密封膠（15 )。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的雙極性電池，其中，所述雙極性電池還包括位于所述雙極 性極板（4)的邊線外側(cè)的第二密封線（A2)，所述第二密封線（A2)與所述雙極性極板（4)的 邊線的距離不大于2毫米。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙極性電池，其中，所述第一密封膠（14)密封粘結(jié)所述半 殼體（S)、雙極性極板（4)和第一密封膠（14)相互重疊的部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)所述的雙極性電池，其中，所述雙極性電池包括多個(gè) 通過所述雙極性極板（4)電性串聯(lián)在一起的電芯（5)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的雙極性電池，其中，所述半殼體（S)由軟包裝材料制成。
17. -種雙極性電池，其特征在于，該雙極性電池通過根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所 述的封裝方法制得。
【文檔編號】H01M10/04GK104143652SQ201310170046
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月9日
【發(fā)明者】何廣利, 王國文 申請人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 北京低碳清潔能源研究所