【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种二次电池，尤其是一种以电解质作为制冷剂的二次电池。
技术介绍
1、二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。根据活性物质种类不同，市场上主要有镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等。
2、电池充电和放电的电化学反应过程中温度过低或过高，都会造成性能下降。温度过低时需要对电池进行加热，温度过高时需要对电池进行冷却，过高的温度还可能造成热失控，进而引发燃烧安全事故。
3、电池在充电和放电过程中，会产生热量，电流越大，热量越多。当作为动力电池用于汽车等应用场景时，需要具有大电流充电和/或放电的能力，尤其是为解决快速充电的目的而不断提高的充电电流，对电池提出了越来越高的冷却能力需求。
4、现有技术的电池热管理均为热电分离结构，即以液态或气态热交换流体流经电池单元或电池模块封装的外围，或者以热传导翘片的方式插入电池单元或电池模块之间，间接地与电池单元进行热交换。这种热管理方法换热速度低、换热不均匀，造成电池内部温度梯度较大，限制了电池性能发挥，热失控引发燃烧安全事故风险较大，用于汽车等动力电池领域时，充电速度受限，引发“里程焦虑”。
5、申请号cn2023108328121和cn2023217836123公布了一种采用热电一体的热管理结构技术方案，创新地将热交换流体直接引入至贴近电池单元侧，对电池单元直接进行热交换，大大提高了换热速度和均匀性。然而，该方案采用的热交换流体，与电池单元内部的电解质不是同一
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种二次电池，采用热电一体的热管理结构，以电解质作为制冷剂（即热交换流体），引入电池单元内部，直接对电池单元进行热交换。
2、为达此目的，本申请采用以下技术方案。
3、本申请提供一种以电解质作为制冷剂的二次电池，包括多组电池单元、多组双极板和壳体，电池单元和双极板依次间隔地串联堆叠，电池单元和双极板串联堆叠体的最外侧两端分别电连接至电源负端子和电源正端子，电源负端子和电源正端子组成所述二次电池充电和放电的主接线端子；电池单元包括负极活性层、正极活性层和介于二者之间的隔膜，负极活性层和正极活性层均含有各自适用的电化学活性材料，隔膜为多孔的绝缘体，负极活性层、正极活性层和隔膜的孔隙中填充有液态电解质，电解质可以传导离子但不能传导电子；双极板为电导体，可以传导电子但不能传导离子。
4、二次电池设置有供电解质流通的第一通道、第二通道和流道；流道为开口槽，该开口槽设置在所述电池单元与相邻的所述双极板之间的界面上，即：该开口槽设置在该电池单元或设置在该双极板上，槽的开口面朝向对方。
5、流道的一端与第一通道或第二通道连通，或者两端分别与第一通道和第二通道连通。
6、优选地，流道设置在双极板上，其开口槽的开口面朝向与该双极板相邻的电池单元。
7、优选地，流道设置在电池单元的负极活性层上，其开口槽的开口面朝向与该负极活性层相邻的双极板。
8、优选地，流道设置在电池单元的正极活性层上，其开口槽的开口面朝向与该正极活性层相邻的双极板。
9、优选地，二次电池还设置有电解质输送泵和热交换器；电解质输送泵的一端连通所述第一通道，另一端连通所述第二通道，热交换器介于电解质输送泵与第一通道或第二通道之间。电解质在电解质输送泵的作用下流动，在热交换器内进行热交换。
10、优选地，二次电池还包括第一存储箱和第一阀门；第一存储箱内储存有液态或气态阻燃剂，第一存储箱通过第一阀门连通所述第一通道。
11、优选地，二次电池还包括第二存储箱和第二阀门；第二存储箱通过第二阀门连通所述第二通道。
12、由此可见，本技术方案中的液态电解质，既是电池单元中的离子传导媒介，也是电池单元的热交换媒介。因此，换热更直接，换热速度快、换热均匀，同时简化了电池结构，降低了成本。
13、在监控到热失控风险时，第一存储箱内的灭火阻燃剂通过第一阀门，置换或稀释电池单元内部的电解质，则可迅速抑制甚至彻底消除热失控风险，提高二次电池安全性。
14、用于新能源汽车等领域时，基于热交换和安全改善后，电池可以更快速度充电，例如以10c倍率充电，则可实现5分钟内充至80%电量，彻底消除“里程焦虑”。
15、本技术方案所述的二次电池，应指任何可再充电的电池类型，包括但不限于被称为锂离子电池、锂电池、锂硫电池、电化学电容器、超级电容器等等。此外，本技术方案可应用于电池应用领域，包括但不限于电动汽车、工程机器、农业机器、储能设备、发电机、飞机、航空器、航天器等设备。
16、本申请的有益效果：本技术方案所述的二次电池换热更直接，换热速度快、换热均匀，同时简化了电池结构，降低了成本，且可以大幅降低热失控引发燃烧安全事故的风险，用于新能源汽车等领域时，可大幅提高充电速度，消除“里程焦虑”。
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1.一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），包括多组电池单元（10）、多组双极板（20）和壳体（50），电池单元（10）和双极板（20）依次间隔地串联堆叠，电池单元（10）和双极板（20）串联堆叠体的最外侧两端分别电连接至电源负端子（31）和电源正端子（32），电源负端子（31）和电源正端子（32）组成所述二次电池（100）充电和放电的主接线端子；所述电池单元（10）包括负极活性层（11）、正极活性层（13）和介于二者之间的隔膜（12），负极活性层（11）和正极活性层（13）均含有各自适用的电化学活性材料，隔膜（12）为多孔的绝缘体，负极活性层（11）、正极活性层（13）和隔膜（12）的孔隙中填充有液态电解质，电解质可以传导离子但不能传导电子；双极板（20）为电导体，可以传导电子但不能传导离子，其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述流道（43）设置在所述双极板（20）上，其开口槽的开口面朝向与该双极板（20）相邻的所述电池单元（10）。
3.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（1
4.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述流道（43）设置在所述电池单元（10）的所述正极活性层（13）上，其开口槽的开口面朝向与该正极活性层（13）相邻的所述双极板（20）。
5.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述二次电池（100）还设置有电解质输送泵（61）和热交换器（62）；电解质输送泵（61）的一端连通所述第一通道（41），另一端连通所述第二通道（42），热交换器（62）介于电解质输送泵（61）与第一通道（41）或第二通道（42）之间。
6.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述二次电池（100）还包括第一存储箱（71）和第一阀门（72）；第一存储箱（71）内储存有液态或气态阻燃剂，第一存储箱（71）通过第一阀门（72）连通所述第一通道（41）。
7.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述二次电池（100）还包括第二存储箱（73）和第二阀门（74）；第二存储箱（73）通过第二阀门（74）连通所述第二通道（42）。
...【技术特征摘要】
1.一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），包括多组电池单元（10）、多组双极板（20）和壳体（50），电池单元（10）和双极板（20）依次间隔地串联堆叠，电池单元（10）和双极板（20）串联堆叠体的最外侧两端分别电连接至电源负端子（31）和电源正端子（32），电源负端子（31）和电源正端子（32）组成所述二次电池（100）充电和放电的主接线端子；所述电池单元（10）包括负极活性层（11）、正极活性层（13）和介于二者之间的隔膜（12），负极活性层（11）和正极活性层（13）均含有各自适用的电化学活性材料，隔膜（12）为多孔的绝缘体，负极活性层（11）、正极活性层（13）和隔膜（12）的孔隙中填充有液态电解质，电解质可以传导离子但不能传导电子；双极板（20）为电导体，可以传导电子但不能传导离子，其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述流道（43）设置在所述双极板（20）上，其开口槽的开口面朝向与该双极板（20）相邻的所述电池单元（10）。
3.根据权利要求1所述的一种以电解质作为制冷剂的二次电池（100），其特征是：所述流道（43）设置在所述电池单元（10）的所述负极活性层（11）上，其开口槽的开口面...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁辉，袁梓玉，袁梓彤，
申请(专利权)人：苏州辉美汽车科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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