具有贯穿电池组的紧固件的电池配置的制作方法

专利2025-05-19  31


本发明技术涉及电池和电池部件。更具体地,本技术涉及利用延伸通过电池的活性区域的紧固件的电池配置。


背景技术:

1、在电池和电池单元中,配置通常受到单元本身的形状的限制。这可能会影响包装、监测和许多其他相关方面。需要改进的设计和工艺。


技术实现思路

1、本技术涉及储能设备,包括电池单元和电池,其可包括具有各种形状的锂离子电池,包括堆叠单元,其可为或包括双极性电池以及沿任何取向(例如,包括垂直和水平)堆叠的电池。这些设备可包括基于穿过集电器和单元部件的电流的z方向传输而配置的集电器,但是基于电流的xy方向传输而配置的集电器也可受益于本设计。电池和单元可包括许多特征和材料配置,如将贯穿本公开内容描述的。

2、本技术的储能设备、电池单元和电池可包括基板。该电池可包括第一电路板,该第一电路板覆盖该基板。该电池可包括电池堆叠,该电池堆叠覆盖该第一电路板并与该第一电路板电耦接。该电池堆叠可包括多个电池单元。该电池堆叠可限定穿过该电池堆叠的活性区域的开孔。该电池可包括第二电路板,该第二电路板覆盖该电池堆叠并与该电池堆叠电耦接。该电池可包括压缩板,该压缩板覆盖该第二电路板。该电池可包括保持构件,该保持构件将该压缩板与该基板可压缩地联接。该保持构件可延伸通过穿过该电池堆叠的该活性区域的该开孔。

3、在一些实施方案中,该电池堆叠的每个电池单元可包括阳极集电器,该阳极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阳极活性材料,该阳极活性材料设置在该阳极集电器上。该电池单元可包括阴极集电器,该阴极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阴极活性材料,该阴极活性材料设置在该阴极集电器上。该电池单元可包括分隔物,该分隔物设置在该阳极活性材料与该阴极活性材料之间。可在该电池堆叠的每个电池单元的活性区域中,围绕穿过该电池堆叠的该活性区域限定的该开孔形成密封件。该电池可包括第一顺应性垫,该第一顺应性垫定位在该基板与该第一电路板之间。该电池可包括第二顺应性垫,该第二顺应性垫定位在该第二电路板与该压缩板之间。该压缩板的特征可在于处于未压缩状态的轮廓,以在被该保持构件压缩时在该第二电路板上提供基本上相等的压力。

4、该基板的特征可在于处于未压缩状态的轮廓,以在被该保持构件压缩时在该第一电路板上提供基本上相等的压力。该基板可限定多个通道,该多个通道被配置为接收热交换流体。该电池堆叠可限定穿过该电池堆叠的该活性区域的多个开孔。该电池可包括多个保持构件,该多个保持构件将该压缩板与该基板可压缩地联接。该压缩板的特征可在于小于5mm或为约5mm的厚度。具有该多个保持构件的该压缩板可被配置为在大于5psi或为约5psi的反向力下基本上保持该压缩板的平面性。

5、本技术的一些实施方案可涵盖电池。该电池可包括基板。该电池可包括第一电路板,该第一电路板覆盖该基板。该电池可包括电池堆叠,该电池堆叠覆盖该第一电路板并与该第一电路板电耦接。该电池堆叠可包括多个电池单元。该电池堆叠可限定穿过该电池堆叠的活性区域的多个开孔。该电池可包括第二电路板,该第二电路板覆盖该电池堆叠并与该电池堆叠电耦接。该电池可包括多个保持构件,该多个保持构件将该第二电路板与该基板耦接。该多个保持构件中的每个保持构件可延伸通过穿过该电池堆叠的该活性区域的该多个开孔中的单独开孔。

6、在一些实施方案中,该电池堆叠的每个电池单元可包括阳极集电器,该阳极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阳极活性材料,该阳极活性材料设置在该阳极集电器上。该电池单元可包括阴极集电器,该阴极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阴极活性材料,该阴极活性材料设置在该阴极集电器上。该电池单元可包括分隔物,该分隔物设置在该阳极活性材料与该阴极活性材料之间。可在该电池堆叠的每个电池单元的活性区域中,围绕穿过该电池堆叠的该活性区域限定的该多个开孔中的每个开孔形成密封件。该第二电路板的特征可在于处于未压缩状态的轮廓,以在被该多个保持构件压缩时在该电池堆叠上提供基本上相等的压力。该基板可限定多个通道,该多个通道被配置为接收热交换流体。该电池可包括外壳,该外壳容纳该电池堆叠。该电池可包括盖,该盖与外壳壳体耦接。该多个保持构件中的每个保持构件可延伸通过该盖。

7、本技术的一些实施方案可涵盖电池。该电池可包括基板。该基板可限定多个通道,该多个通道被配置为接收热交换流体。该电池可包括第一电路板,该第一电路板覆盖该基板。该电池可包括电池堆叠,该电池堆叠覆盖该第一电路板并与该第一电路板电耦接。该电池堆叠可包括多个电池单元。该电池堆叠可限定穿过该电池堆叠的活性区域的开孔。该电池可包括第二电路板,该第二电路板覆盖该电池堆叠并与该电池堆叠电耦接。该电池可包括保持构件,该保持构件将该第二电路板与该基板耦接。该保持构件可延伸通过穿过该电池堆叠的该活性区域的该开孔。

8、在一些实施方案中,该电池堆叠的每个电池单元可包括阳极集电器,该阳极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阳极活性材料,该阳极活性材料设置在该阳极集电器上。该电池单元可包括阴极集电器,该阴极集电器包含聚合物材料。该电池单元可包括阴极活性材料,该阴极活性材料设置在该阴极集电器上。该电池单元可包括分隔物,该分隔物设置在该阳极活性材料与该阴极活性材料之间。该基板的特征可在于面向该第一电路板的第一表面。该基板的特征可在于与该第一表面相对的第二表面。该多个通道可限定在该基板的该第一表面与该基板的该第二表面之间。该基板可限定被配置为接收该保持构件的开孔。由该基板限定的该开孔可延伸通过该基板的该第一表面。该多个通道中的一个通道可在该保持构件与该第二表面之间延伸。该电池可包括压缩套,该压缩套围绕该保持构件延伸。导热封装件可将该压缩套与该电池堆叠的每个电池单元耦接。

9、此类技术可提供优于常规技术的诸多有益效果。例如,本发明的设备可提供对单元膨胀的改进的控制。另外,根据本技术的一些实施方案的电池可促进利用根据本技术的一些实施方案的紧固件的改进的热传递和电池监测。这些和其他实施方案,以及其许多优点和特征,结合以下描述和附图以更详细地描述。



技术特征:

1.一种电池,包括:

2.根据权利要求1所述的电池,其中,所述电池堆叠的每个平面电池单元包括:

3.根据权利要求1所述的电池,还包括:

4.根据权利要求1所述的电池,其中,每个紧固件包括绝缘壳体和延伸穿过所述绝缘壳体的多个导电销,所述多个导电销中的每个导电销通过所述绝缘壳体至少部分地暴露,以接触所述多个导电延伸部中的导电延伸部。

5.根据权利要求4所述的电池,其中,所述多个导电销围绕所述绝缘壳体周向地分布,并且其中,所述多个导电销中的每个导电销沿着所述紧固件以与所述多个导电销中的每个其他导电销不同地在不同高度处暴露。

6.根据权利要求1所述的电池,其中,每个紧固件包括一组垂直延伸通过所述电池堆叠的环形导电路径,其中,径向最外侧的环形导电路径与所述电池堆叠的每个平面电池单元耦接,

7.根据权利要求6所述的电池,其中,所述多个紧固件中的每个紧固件包括一组印刷电路板,所述一组印刷电路板限定所述一组环形导电路径和所述多个导电延伸部。

8.一种电池,包括:

9.根据权利要求8所述的电池,其中,所述第一电池堆叠的每个平面电池单元和所述第二电池堆叠的每个平面电池单元包括:

10.根据权利要求8所述的电池,其中,每个紧固件将所述第一电池堆叠的第一平面电池单元与所述第二电池堆叠的第二平面电池单元电耦接。

11.根据权利要求10所述的电池,每个紧固件包括绝缘壳体和延伸穿过所述绝缘壳体的多个导电销,所述多个导电销中的每个导电销通过所述绝缘壳体至少部分地暴露,以提供导电接触。

12.根据权利要求11所述的电池,其中,所述多个导电销中的每个导电销在邻近所述第一电池堆叠的第一平面电池单元的第一位置处通过所述绝缘壳体至少部分地暴露,并且在邻近所述第二电池堆叠的第二平面电池单元的第二位置处通过所述绝缘壳体至少部分地暴露,并且

13.根据权利要求12所述的电池,其中,所述多个导电销围绕所述绝缘壳体周向地分布,并且其中,所述多个导电销中的每个导电销沿着所述紧固件以与所述多个导电销中的每个其他导电销不同地在不同高度处暴露。

14.根据权利要求8所述的电池,还包括:

15.一种电池,包括:

16.一种电池,包括:

17.根据权利要求16所述的电池,其中,所述电池单元为第一电池单元并且所述开口为第一开口,所述电池还包括覆盖所述第一电池单元的第二电池单元,所述第二电池单元具有延伸穿过所述第二电池单元的第二开口,并且其中,所述紧固件延伸穿过所述第二开口。

18.根据权利要求16所述的电池,其中,所述开口是第一开口并且其中,所述电池单元包括多个开口。

19.根据权利要求16所述的电池单元,其中,所述紧固件将所述第一电路板电耦接至所述第二电路板,并且

20.根据权利要求19所述的电池单元,其中,所述壳体包括外环形部件,所述外环形部件通过导电延伸部电耦接到所述阳极集电器或所述阴极集电器中的所述一者。

21.一种电池,包括:

22.根据权利要求21所述的电池,其中,所述电路板是第一电路板,所述电池还包括覆盖所述电池单元的第二电路板,使得所述电池单元定位在所述第一电路板与所述第二电路板之间。

23.根据权利要求22所述的电池,其中,所述开孔是第一开孔,并且其中,所述第二电路板限定第二开孔,并且其中,所述紧固件延伸穿过所述第一开孔和所述第二开孔。

24.根据权利要求21所述的电池,其中所述电池单元是第一电池单元并且所述开口是第一开口,所述电池还包括覆盖所述第一电池单元的第二电池单元,所述第二电池单元具有延伸穿过所述第二电池单元的第二开口,并且其中所述紧固件延伸穿过所述第二开口。

25.根据权利要求21所述的电池,其中,所述开口是第一开口,并且其中,所述电池单元包括多个开口。

26.根据权利要求21所述的电池单元,其中,所述紧固件电耦接到所述阳极集电器或所述阴极集电器中的一者,其中,所述紧固件包括延伸穿过壳体的保持构件。

27.根据权利要求26所述的电池单元,其中,所述壳体包括外环形部件,所述外环形部件电耦接到所述阳极集电器或所述阴极集电器中的所述一者。

28.一种电池,包括:

29.根据权利要求28所述的电池,其中,所述电路板是第一电路板,所述电池还包括覆盖所述电池单元的堆叠的第二电路板,使得所述电池单元的堆叠定位在所述第一电路板与所述第二电路板之间。

30.根据权利要求28所述的电池,其中,所述开口是第一开口,并且其中,所述电池单元的堆叠中的每个电池单元包括多个开口,


技术总结
本公开涉及一种具有贯穿电池组的紧固件的电池配置。本技术的储能设备、电池单元和电池可包括基板。该电池可包括第一电路板,该第一电路板覆盖该基板。该电池可包括电池堆叠,该电池堆叠覆盖该第一电路板并与该第一电路板电耦接。该电池堆叠可包括多个电池单元。该电池堆叠可限定穿过该电池堆叠的活性区域的开孔。该电池可包括第二电路板,该第二电路板覆盖该电池堆叠并与该电池堆叠电耦接。该电池可包括压缩板,该压缩板覆盖该第二电路板。该电池可包括保持构件,该保持构件将该压缩板与该基板可压缩地联接。该保持构件可延伸通过穿过该电池堆叠的该活性区域的该开孔。

技术研发人员:D·厄尔布,A·B·科乐克,R·L·约翰斯塔尔,P·W·费尔哈曼,E·T·希尔斯特龙,石中赢,I·E·奥康纳,A·J·克拉布
受保护的技术使用者:苹果公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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