串联连接在单个袋中的电化学电池及其制造方法技术

本文描述的实施例涉及多个电化学电池的系统和堆叠。电化学电池堆叠包括串联连接在单个袋中的多个电化学电池。所述多个电化学电池中的每个电化学电池包括部署在阳极集电器上的阳极、部署在阴极集电器上的阴极以及部署在阳极和阴极之间的分隔器。阳极集电器包括阳极接线片并且阴极集电器包括阴极接线片。在一些实施例中，能够通过将第一电化学电池的阴极接线片电耦合到第二电化学电池的阳极接线片将所述多个电化学电池中的第一电化学电池串联连接到所述多个电化学电池中的第二电化学电池。池。池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】串联连接在单个袋中的电化学电池及其制造方法
[0001]相关应用的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年11月20日提交的标题为“ELECTROCHEMICAL CELLS CONNECTED IN A SINGLE POUCH AND METHODS OF MAKING THE SAME”的美国临时申请No.62/938,107和于2020年4月13日提交的标题为“ELECTROCHEMICAL CELLS CONNECTED IN SERIES IN ASINGLE POUCH and METHODS OF MAKING THE SAME”的美国临时申请No.63/009,085的优先权和权益，每个的公开内容都通过引用整体并入本文。


[0003]本文描述的实施例涉及串联连接在单个袋中的电化学电池及其制造方法。

技术介绍

[0004]本文描述的实施例涉及串联连接在单个袋中的电化学电池及其制造方法。电化学电池常常可以串联连接，以便增加系统的总电压，同时保持系统的容量恒定。例如，两个串联连接的9伏电池可以创建压降为18伏但容量与单个9伏电池相同的系统。此外，可以采用电池管理系统(BMS)来控制单个电化学电池或电化学电池的系统的操作。在一些情况下，BMS可以监视电化学电池的充电状态，保护电化学电池不会在其安全工作区域之外操作，平衡单个电池电压，或者一般而言监视和报告电池的性能统计数据。

技术实现思路

[0005]本文描述的实施例涉及多个电化学电池的系统和堆叠。电化学电池堆叠包括串联连接在单个袋中的多个电化学电池。多个电化学电池中的每个电化学电池包括部署在阳极集电器(current collector)上的阳极、部署在阴极集电器上的阴极以及部署在阳极和阴极之间的分隔器。阳极集电器包括阳极接线片(tab)并且阴极集电器包括阴极接线片。在一些实施例中，阳极接线片可以是焊接接线片。在一些实施例中，阴极接线片可以是焊接接线片。在一些实施例中，可以通过将第一电化学电池的阴极接线片电耦合到第二电化学电池的阳极接线片来将多个电化学电池中的第一电化学电池串联连接到多个电化学电池中的第二电化学电池。在一些实施例中，可以通过将第二电化学电池的阴极接线片电耦合到第三电化学电池的阳极接线片来将第二电化学电池串联连接到第三电化学电池。在一些实施例中，可以通过将第三电化学电池的阴极接线片电耦合到第四电化学电池的阳极接线片来将第三电化学电池串联连接到第四电化学电池。在一些实施例中，多个电化学电池中的每一个的阳极接线片和阴极接线片可以被修整，使得要彼此耦合的接线片彼此成一直线并且不接触其它接线片。在一些实施例中，多个电化学电池中的每一个可以部署在单个袋中。
[0006]在一些实施例中，阴极接线片和阳极接线片以及第一电化学电池的阳极接线片和第四电化学电池的阴极接线片之间的每个电子耦合也可以被耦合到突出在单个袋之外的扩展接线片。在一些实施例中，可以通过将第一连接器连接到第一扩展接线片并且将第二连接器连接到第二扩展接线片来定制选择跨多个电化学电池的总电压降。在一些实施例
中，电化学电池系统可以包括多个电化学电池堆叠，每个电化学电池堆叠包括部署在单个袋内的多个电化学电池。在一些实施例中，电化学电池系统可以包括BMS，其被配置为将充电和放电控制在指定的限度内。在一些实施例中，电化学电池系统的每个袋可以包括脱气接线片，其被配置为释放在电池形成期间积聚的气体。
附图说明
[0007]图1示出了根据实施例的多电池(multicell)。
[0008]图2A
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2B示出了根据实施例的个体电化学电池。
[0009]图3A
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3E示出了根据实施例的串联连接并部署在单个袋中以形成多电池的多个电化学电池。
[0010]图4A
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4B示出了根据实施例的多电池系统。
[0011]图5A
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5B示出了根据实施例的多电池系统。
[0012]图6A
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6B示出了根据实施例的多电池系统。
[0013]图7A
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7B示出了根据实施例的多电池系统。
[0014]图8A
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8C示出了根据实施例的连接到单个BMS的多个多电池。
[0015]图9A
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9B示出了根据实施例的具有连接到单个BMS的脱气接线片的多个多电池。
具体实施方式
[0016]本文描述的实施例涉及串联连接在单个袋中的电化学电池及其制造方法。在单个袋中串联多个电池的好处包括减少给定系统尺寸的包装材料要求。这可以降低成本和整体系统质量。例如，具有在单个袋中串联连接的多个电池的系统可以具有更少的镀铝密封膜和更少的馈通接线片。
[0017]在单个袋中串联连接多个电化学电池的附加好处包括电压和/或容量的可变性。例如，通过组织一系列接线片以在一系列电化学电池中的不同点处接触多个电化学电池，外部电路可以附接到任何一对接线片以产生宽范围的电压。例如，四个磷酸铁锂(3.2V)电化学电池可以串联连接在单个袋中的电路中。可以安装第一接线片以在第一电化学电池上游的电路上的点处接触电路，第二接线片可以安装在第一电化学电池和第二电化学电池之间的电路上的点处，第三接线片可以安装在第二电化学电池和第三电化学电池之间的电路上的点处，第四接线片可以安装在第三电化学电池和第四电化学电池之间的电路上的点处，并且第五接线片可以安装在第四电化学电池下游电路上的点处。然后可以根据期望的电压将外部电路连接到任何一对接线片。例如，可以将外部电路附接到第一接线片和第三接线片以创建电压为6.4V的电路。外部电路可以附接到第一接线片和第四接线片以创建电压为9.6V的电路。外部电路可以连接到第一接线片和第五接线片，以创建电压为12.8V的电路。接线片连接到外部电路的任何其它组合也是可能的。
[0018]在一些实施例中，串联连接在单个袋中的多个电化学电池(在本文中也称为“多电池”)可以串联或并联连接到一个或多个附加的多电池。例如，与单个多电池相比，几个多电池可以并联连接在多电池系统中以保持相同的电压可变性，同时增加多电池系统的电化学容量。在一些实施例中，与单个多电池相比，几个多电池可以串联连接在多电池系统中以提供更高的电压能力和更多的电压可变性。在一些实施例中，与单个多电池相比，多个多电池
可以既串联又并联连接以增加电化学容量并提供更高的电压能力/可变性。
[0019]在一些实施例中，本文描述的电化学电池可以包括半固体阴极和/或半固体阳极。在一些实施例中，本文描述的半固体电极可以是无键合剂的和/或可以使用比常规电池制造中通常使用的更少的键合剂。本文描述的半固体电极可以配制成浆料，使得电解质包括在浆料配方中。这与常规电极(例如，压延电极)形成对比，在常规电极中，一般一旦电化学电池被部署在容器(例如，袋或罐)中就将电解质添加到电化学电池。
[0020]在一些实施例中，本文描述的电极材料可以是可流动的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多电池，包括：多个电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电化学电池包括：阳极，部署在阳极集电器上，阳极集电器包括阳极接线片；阴极，部署在阴极集电器上，阴极集电器包括阴极接线片；以及分隔器，部署在阳极和阴极之间，其中：所述多个电化学电池中的第一电化学电池的阴极接线片在第一连接点处连接到所述多个电化学电池中的第二电化学电池的阳极接线片；所述多个电化学电池中的第二电化学电池的阴极接线片在第二连接点处连接到所述多个电化学电池中的第三电化学电池的阳极接线片；以及其中所述多个电化学电池部署在单个袋中。2.如权利要求1所述的多电池，其中第一电化学电池的阴极接线片和第二电化学电池的阳极接线片被修整，使得第一电化学电池的阴极接线片与第二电化学电池的阳极接线片物理接触并且第一电化学电池的阴极接线片不与任何其它接线片物理接触，并且其中第二电化学电池的阴极接线片和第三电化学电池的阳极接线片被修整，使得第二电化学电池的阴极接线片与第三电化学电池的阳极接线片物理接触并且第一电化学电池的阴极接线片不与任何其它接线片物理接触。3.如权利要求1所述的多电池，还包括：第一扩展接线片，连接到第一连接点，第一扩展接线片扩展到单个袋之外；以及第二扩展接线片，连接到第二连接点，第二扩展接线片扩展到单个袋之外。4.如权利要求1所述的多电池，还包括：第四电化学电池，该第四电化学电池包括：阳极，部署在阳极集电器上，阳极集电器包括阳极接线片；阴极，部署在阴极集电器上，阴极集电器包括阴极接线片；以及分隔器，部署在阳极和阴极之间，其中：所述多个电化学电池中的第三电化学电池的阴极接线片在第三连接点处连接到所述多个电化学电池中的第四电化学电池的阳极接线片。5.如权利要求4所述的多电池，还包括：扩展接线片，连接到第三连接点，第三扩展接线片扩展到单个袋之外。6.一种多电池系统，包括：多个多电池，所述多电池中的每个多电池是如权利要求1所述的多电池，其中所述多电池中的每个多电池彼此物理连接。7.如权利要求6所述的多电池系统，其中所述多个多电池并联连接。8.如权利要求6所述的多电池系统，其中所述多个多电池串联连接。9.如权利要求6所述的多电池系统，其中所述多个多电池既串联又并联连接。10.如权利要求6所述的多电池系统，还包括：电池管理系统，被配置为监视所述多个电化学电池中的每个电化学电池的充电状态。11.如权利要求6所述的多电池系统，其中每个多电池包括脱气接线片，每个脱气接线片被配置为在切割时从每个多电池释放气体。
12.一种多电池，包括：多个串联连接的电化学电池，所述多个电化学电池中的每个电化学电池包括：阳极，部署在阳极集电器上，阳极集电器包括阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：二四M技术公司，
类型：发明
国别省市：