[发明专利]高压能量模块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高压能量模块，包括至少两个浸有电解液的裸电芯，每相邻两个裸电芯之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯间相串联，其中一个裸电芯的正极膜上连接有正极导电接线片，其中另外一个裸电芯的负极膜上连接有负极导电接线片；本发明还公开了上述高压能量模块的制备方法，包括堆叠制备裸电芯、堆叠裸电芯、裸电芯串联、连接导电连接片、浸泡电解液及激活等步骤。本发明所提供的高压能量模块结构简单，其制备成本低，且安全性高，生产工艺简单，适合大规模工业生产和推广应用。本发明的制备方法适用于制备高压能量模块，所制的高压能量模块适用于新能源汽车及各种化学储能。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，涉及锂离子电池结构及辅助材料体系，具体地说是一种高压能量模块及其制备方法。

背景技术

目前国内外锂离子电池均采用将裸体电芯注液封装单体化成制备成低电压容量单元——单体电芯，再将单体电芯分容、分组后串并联制成高压电池包，工艺复杂、效率低下、零部件耗材用量大。锂离子电池作为能量聚集体，安全性能差、能量密度低、制造成本高、循环寿命短已成普遍问题。为解决锂离子电池的安全性能差的问题，国内外技术研究一直致力于将外包装加固、密封、阻燃、热管理等方法，工艺复杂，辅助耗材用量大，生产成本高。

电池充放电的原理就是电池材料的电化学反应，输入输出电流加大，电化学反应就会加剧，这就引发了安全性的问题，若是短时间内释放全部能量，就可能导致燃爆。因此，想要将外包装加固、密封、阻燃、热管理当作提高安全性能和降低制造成本的手段是不可能的，也是不现实的，而且还会极大地缩小锂离子电池的可适用范围。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种高压能量模块及其制备方法，以实现简化结构，提高安全性，降低成本，适应工业大规模生产。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方法如下：

一种高压能量模块，它包括至少两个浸有电解液的裸电芯，记为N₁、N₂、N₃、……、N_m（m≥2）；

裸电芯N_p（1≤p≤m-1）和裸电芯N_p+1之间通过绝缘层连接于一体；

每一裸电芯为由正极膜、负极膜以及夹持于相应裸电芯正极膜与负极膜之间的隔离膜经折叠、堆叠或卷绕而成的一体式结构；

裸电芯N_x（1≤x≤m）的正极膜上连接有正极导电接线片；裸电芯N_y（1≤y≤m且y≠x）的负极膜上连接有负极导电接线片；

非裸电芯N_x和非裸电芯N_y的裸电芯N_q（1≤q≤m且q≠x、q≠y）的正极膜，都必须与且只与非裸电芯N_y的其它一个裸电芯N_r（1≤r≤m且r≠q、r≠y）的负极膜电连接；并且，裸电芯N_q的负极膜都必须与且只与非裸电芯N_x的其它一个裸电芯N_s（1≤s≤m且s≠q、s≠x）的正极膜电连接。

作为限定：所述高压能量模块还包括带有内腔的绝缘外壳，所述裸电芯N₁～N_m于所述内腔内依次两两相邻堆叠分布。

作为进一步限定：裸电芯N₁上表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，裸电芯N_m下表面与绝缘外壳之间通过绝缘层连接于一体，所述正极导电接线片连接于裸电芯N₁的正极膜上；所述负极导电接线片连接于裸电芯N_m的负极膜上；

裸电芯N₂～N_m的每一相应正极膜，分别和与其相邻的裸电芯N₁～N_m－1的相应负极膜电连接，而使所有裸电芯N₁～N_m间成串联于一体的结构。