本技術(shù)屬于電池，具體涉及一種大容量電池。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)隨著鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展，鋰離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，特別是一些對(duì)于電池容量要求比較大的使用場(chǎng)景。例如：汽車(chē)的動(dòng)力電池、構(gòu)成家用光儲(chǔ)一體機(jī)的儲(chǔ)能電池以及構(gòu)成電廠用儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池等。

2、在以上使用場(chǎng)景中，為了滿足較大的容量要求，現(xiàn)有的做法是將多個(gè)單體電池(單體電池一般為圓柱形電池或方形電池)通過(guò)串并聯(lián)結(jié)合的方式連接在一起，構(gòu)成大容量電池。

3、但是由于上述大容量電池中各單體電池自身差異，使得大容量電池中各單體電池的均一性較差，進(jìn)而會(huì)直接導(dǎo)致電池組或者大容量電池的循環(huán)壽命受限，因此如何提升大容量電池中各單體電池的均一性成為了該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

4、中國(guó)專利，公開(kāi)號(hào)cn114759251a，公開(kāi)了一種大容量電池，包括至少兩個(gè)單體電芯和電解液儲(chǔ)液管路，電解液儲(chǔ)液管路包括具有多支路儲(chǔ)液管道的主管道和多個(gè)支管，所述主管道內(nèi)有儲(chǔ)液腔，可容納電解液，所述支管設(shè)于所述主管道和單體電芯之間，所述單體電芯殼體上設(shè)有開(kāi)口，所述支管與所述電池殼體開(kāi)口一一對(duì)應(yīng)連接，以實(shí)現(xiàn)所述電解液儲(chǔ)液管路與單體電芯連通，使得多個(gè)單體電芯處于同一電解液體系。

5、共享電解液系統(tǒng)的建立，降低了各單體電池電解液容量之間的差異，一定程度上提升了大容量電池的循環(huán)壽命。

6、但是，由于單體電池在在單體電池首次充電過(guò)程中(即化成過(guò)程中)，各單體電池中的鋰離子由正極脫嵌并進(jìn)入負(fù)極，然后在放電過(guò)程中由負(fù)極脫出并進(jìn)入正極。而在這個(gè)過(guò)程中正極材料的容量會(huì)有5％到15％左右的衰減，這是由于負(fù)極片表面固體電解質(zhì)膜(sei膜)的形成，從而消耗了一定量的鋰離子，進(jìn)而會(huì)降低單體電池的容量，導(dǎo)致成組后的大容量電池的容量也受到一定的影響。

7、另外，大容量電池在使用過(guò)程中不可避免的存在容量衰減的現(xiàn)象，導(dǎo)致大容量電池的循環(huán)壽命受限，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)大容量電池容量修復(fù)以提升循環(huán)壽命是目前該領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有大容量電池的循環(huán)壽命受限的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種大容量電池。

2、該大容量電池，包括第三電極以及并聯(lián)的多個(gè)單體電池，所述各單體電池的電解液腔均連通，并形成共享電解液系統(tǒng)，第三電極采用不溶于電解液且導(dǎo)電材料制作；所述第三電極的一部分設(shè)置于所述共享電解液系統(tǒng)內(nèi)并與電解液接觸，且第三電極與至少一個(gè)單體電池的正極或負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，使得大容量電池的鋰離子得到補(bǔ)充，完成對(duì)大容量電池的修復(fù)。

3、首次向大容量電池注入電解液至共享電解液系統(tǒng)后，使第三電極與至少一個(gè)單體電池正極或負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，共享電解液系統(tǒng)內(nèi)電解液中游離的鋰離子嵌入各單體電池中，彌補(bǔ)了各單體電池因負(fù)極表面固體電解質(zhì)膜(sei膜)時(shí)形成所消耗的鋰離子。

4、同理，在大容量電池運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)發(fā)生容量衰減的情況，這時(shí)可再次向大容量電池的共享電解液系統(tǒng)注入電解液，使第三電極與至少一個(gè)單體電池正極或負(fù)極之間再次產(chǎn)生電勢(shì)差，共享電解液系統(tǒng)內(nèi)電解液中游離的鋰離子補(bǔ)入各單體電池中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大容量電池的補(bǔ)鋰修復(fù)；重復(fù)該過(guò)程，可以有效延緩大容量電池容量衰減速度，進(jìn)而提高了大容量電池循環(huán)充放電的使用壽命。

5、進(jìn)一步地，為了確保第三電極與單體電池正極或負(fù)極之間具有足夠的電勢(shì)差，使得共享電解液系統(tǒng)內(nèi)電解液的鋰離子均能夠順利的補(bǔ)入各單體電池中，本實(shí)用新型在第三電極和至少一個(gè)單體電池的正極或負(fù)極之間設(shè)置有電壓源。

6、進(jìn)一步地，滿足溶于電解液且具有導(dǎo)電性的材料很多，例如金、銀、鉑等等，處于成本考慮，本實(shí)用新型選擇銀棒作為第三電極。

7、進(jìn)一步地，為了方便大容量電池的制作、裝配，同時(shí)減小大容量電池的體積，上述共享電解液系統(tǒng)包括第一中空構(gòu)件，所述第一中空構(gòu)件包括設(shè)置在各單體電池下蓋板上，且分別與各單體電池的電解液腔連通的多個(gè)第一中空單元，以及用于將各第一中空單元連通的多個(gè)第二中空單元。

8、進(jìn)一步地，由于本實(shí)用新型采用第三電極的補(bǔ)鋰需要向共享電解液系統(tǒng)內(nèi)注入電解液或補(bǔ)鋰添加劑，因此，本實(shí)用新型根據(jù)第一中空構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將第三電極和注換液機(jī)構(gòu)均設(shè)置在第一中空構(gòu)件上，且分別設(shè)置于第一中空構(gòu)件兩端，具體結(jié)構(gòu)形式為：

9、第一中空構(gòu)件的一端與第三電極密封連接，且第三電極的一部分位于第一中空構(gòu)件內(nèi)；第一中空構(gòu)件的另一端設(shè)置有注換液機(jī)構(gòu)。

10、注換液機(jī)構(gòu)具有多種形式，本實(shí)用新型提供了以下兩種：

11、第一種注換液機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為：注換液機(jī)構(gòu)包括閥門(mén)以及抽注液器，所述閥門(mén)一端與第一中空構(gòu)件連通，另一端與抽注液器連通。

12、其中，所述閥門(mén)可以選擇三通閥門(mén)，并且可將三通閥門(mén)的第一端口與第一中空構(gòu)件連通，第二端口與抽注液器連通，第三端口用于連接抽真空裝置，這樣的設(shè)計(jì)不僅可滿足抽注液功能，并且還可完成注液前的抽真空作業(yè)，以使電解液能夠順利進(jìn)入每個(gè)單體電池。

13、優(yōu)選地，在第一種注換液機(jī)構(gòu)中，為了提升效率，節(jié)省人力成本，抽注液器為電動(dòng)泵。

14、第二種注換液機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為：注換液機(jī)構(gòu)包括密封蓋帽以及膠墊；密封蓋帽密封安裝于所述第一中空構(gòu)件的端部，用于將所述端部與外界密封；膠墊固定設(shè)置，且所述膠墊可用于插裝注液針管。該注換液機(jī)構(gòu)利用可拆卸的蓋帽在大容量電池正常工作時(shí)，密封第一中空構(gòu)件，在需要注換液時(shí)拆掉蓋帽，插入注液針管可實(shí)現(xiàn)注換液操作，這種注換液機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式相對(duì)第一種注換液機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)成本較低，但是操作相對(duì)繁瑣，且工作效率相對(duì)低下。

15、進(jìn)一步地，除了上述將第三電極和注換液機(jī)構(gòu)獨(dú)立安裝在第一中空構(gòu)件上的設(shè)置方式之外，本實(shí)施例還可將第三電極自身設(shè)置為進(jìn)行注換液機(jī)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)形式如下：

16、第三電極包括第二中空構(gòu)件、密封端蓋以及膠塞；第二中空構(gòu)件與第一中空構(gòu)件的一端端口密封連接，第二中空構(gòu)件一部分位于第一中空構(gòu)件內(nèi)，且該部分設(shè)置有至少一個(gè)用于注換液的貫通孔，第二中空構(gòu)件另一部分位于第一中空構(gòu)件外；密封端蓋設(shè)置于第二中空構(gòu)件另一部分的端口處，用于將第二中空構(gòu)件與外界隔離；膠塞固定設(shè)置于第二中空構(gòu)件內(nèi)，且靠近所述密封端蓋一側(cè)，用于插裝注液針管；第一中空構(gòu)件的另一端設(shè)置泄爆閥。需要進(jìn)行注換液操作時(shí)，首先需要將密封端蓋拆掉，然后將注液針管插裝在膠塞上，最后利用注液針管開(kāi)始對(duì)第一中空構(gòu)件內(nèi)注入或抽出電解液；完成注換液后，再將密封端蓋重新安裝至第一中空構(gòu)件上。

17、同時(shí)，該方式中還增設(shè)了泄爆閥，繼而使得大容量電池同時(shí)具備以下二個(gè)特點(diǎn)：1、第三電極可完成對(duì)大容量電池的注換液功能以及對(duì)大容量電池進(jìn)行補(bǔ)鋰修復(fù)；2、通過(guò)第一中空構(gòu)件、泄爆閥對(duì)熱失控?zé)煔膺M(jìn)行泄爆釋放。

18、進(jìn)一步地，為了提升第二種注換液機(jī)構(gòu)的注換液效果，所述貫通孔開(kāi)設(shè)在第二中空構(gòu)件另一部分的側(cè)壁上，且數(shù)量與單體電池?cái)?shù)量相同，同時(shí)各貫通孔位置與各單體電池位置對(duì)應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種大容量電池，包括并聯(lián)的多個(gè)單體電池，所述各單體電池的電解液腔均連通，并形成共享電解液系統(tǒng)，其特征在于：還包括采用不溶于電解液且導(dǎo)電材料制作的第三電極；所述第三電極的一部分設(shè)置于所述共享電解液系統(tǒng)內(nèi)并與電解液接觸，且第三電極與至少一個(gè)單體電池的正極或負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，使得大容量電池的鋰離子得到補(bǔ)充，完成對(duì)大容量電池的修復(fù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量電池，其特征在于：所述第三電極與至少一個(gè)單體電池的正極或負(fù)極之間設(shè)置有電壓源。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量電池，其特征在于：所述第三電極為銀棒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3任一所述的大容量電池，其特征在于：所述共享電解液系統(tǒng)為第一中空構(gòu)件，所述第一中空構(gòu)件包括設(shè)置在各單體電池下蓋板上，且分別與各單體電池的電解液腔連通的多個(gè)第一中空單元，以及用于將各第一中空單元連通的多個(gè)第二中空單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大容量電池，其特征在于：所述第一中空構(gòu)件的一端與第三電極密封連接，且第三電極的一部分位于第一中空構(gòu)件內(nèi)；第一中空構(gòu)件的另一端設(shè)置有注換液機(jī)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大容量電池，其特征在于：所述注換液機(jī)構(gòu)包括閥門(mén)以及抽注液器，所述閥門(mén)一端與第一中空構(gòu)件連通，另一端與抽注液器連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大容量電池，其特征在于：所述閥門(mén)為三通閥門(mén)，三通閥門(mén)的第一端口與第一中空構(gòu)件連通，第二端口與抽注液器連通，第三端口用于連接抽真空裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大容量電池，其特征在于：所述注換液機(jī)構(gòu)包括密封蓋帽以及膠墊；密封蓋帽密封安裝于所述第一中空構(gòu)件上，用于將第一中空構(gòu)件內(nèi)部與外界密封；膠墊固定設(shè)置于第一中空構(gòu)件內(nèi)位于靠近所述密封蓋帽的位置，且所述膠墊可用于插裝注液針管。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大容量電池，其特征在于：所述第三電極包括第二中空構(gòu)件、密封端蓋以及膠塞；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大容量電池，其特征在于：所述貫通孔開(kāi)設(shè)在第二中空構(gòu)件另一部分的側(cè)壁上，貫通孔的數(shù)量大于等于單體電池?cái)?shù)量，同時(shí)各單體電池位置至少對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)一個(gè)貫通孔。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種大容量電池，包括第三電極以及并聯(lián)的多個(gè)單體電池，所述各單體電池的電解液腔均連通，并形成共享電解液系統(tǒng)，第三電極采用不溶于電解液且導(dǎo)電材料制作；所述第三電極的一部分設(shè)置于所述共享電解液系統(tǒng)內(nèi)并與電解液接觸，且第三電極與至少一個(gè)單體電池的正極或負(fù)極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，使得大容量電池的鋰離子得到補(bǔ)充，完成對(duì)大容量電池的修復(fù)。繼而有效延緩大容量電池容量衰減速度，提高了大容量電池循環(huán)充放電的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭高鋒,陳孟奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：雙澳儲(chǔ)能科技（西安）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240109
技術(shù)公布日：2024/11/14