CN106486617A - 双极性电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双极性电池，包括双极板和隔膜，所述双极板的基板两侧分别设置有正极活性物质和负极活性物质，所述隔膜设置在相邻的所述正极活性物质与所述负极活性物质之间，所述基板为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，所述基板的内壁设置所述负极活性物质，外壁设置所述正极活性物质，且每个所述双极板均相互嵌套。本发明公开的双极板电池在使用时仅有一个面需要密封，减少了密封需求，降低了密封难度。由于基板的底部结构也可以用于内外导电，且底部面积比现有双极性或平板电池的导电面积大，因此导电性能更好，电解质的利用率更高，电池的使用性能更好，很好的避免了电解质的泄露及正负极之间的氧化。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池，尤其涉及一种双极性电池，属于国际专利分类表中的 H01M10/40(2006.01)I技术领域。
背景技术
双极性电池中的双极性是指一个基板的两面上分别设置有正极活性物质和负极活性物质而形成的两个极性，与单极性相比，双极性电池中的减少了汇流体数量，重量较轻，因此其占有较大的使用市场。
普通双极性电池的极板结构为平面式：双极性电池极板采用钛材（Ti4O7,Ti5O9）压制后的碳素纤维板或其他材料作为基板，基板两侧分别涂上正极铅膏和负极铅膏，然后经淋酸，固化制成双极板。
公开号为CN101076915的发明专利给出了一种《双极性电池》，其是将双极性电极夹持电解质层进行多个串联叠 层而形成的，所述双极性电极是在集电体的一个面上形成正极、在另一个面 上形成负极而构成的电极，其中，包括： 隔板，其保持上述电解质层；和用于密封的树脂，其成型设置于上述隔板的保持电解质的部分的外周部。
公开号为CN103219564A的发明专利申请也给出了一种《双极性氢镍电池装置》，包括双极电池和储氢装置，其特征在于：所述储氢装置设置在双极电池的外部，所述储氢装置通过有阀门的氢气管道与双极电池连接，所述双极电池包括复合正极端板、复合负极端板和连接在复合正、负极端板之间的多个并排排列的复合双极板；所述复合双极板包括导电基板和分别设于导电基板两侧的正极活性物质层和复合隔膜，所述导电基板的一面设有作为氢气进出通道的氢气流场凹槽，所述氢气流场凹槽的首尾端在导电基板上分别开设有气体出入口，所述气体出入口为通孔；所述复合隔膜粘贴在导电基板上设有氢气流场凹槽的一侧，所述正极活性物质层敷设在导电基板的另一侧且覆盖所述气体出入口；所述复合正极端板包括正极端板和敷设在正极端板上的正极活性物质层，所述正极端板设有与气体出入口相对应的出气孔，所述正极活性物质层覆盖于出气孔上；所述复合负极端板包括负极端板和敷设在负极端板上的导电基板，所述负极端板设有与气体出入口相对应的进气孔，所述导电基板设有氢气流场凹槽的一面还设有复合隔膜，且与相邻的复合双极板上的的正极活性物质层连接。
现有技术中双极性电池的缺点。
（1）双极性电池单元和极板之间的密封工艺复杂，要4个方向进行密封，普通电池只有一个方向需要密封，因此容易漏液。
（2）双极性极板由于一面是正极、一面是负极，既要保证电流通过，还要防止由于电池的强氧化条件，造成正负极板之间由于腐蚀或物理原因，造成电解质的泄露，从而造成电池失效。
综上所述，如何提供一种双极性电池，以提高其密封性能，降低正负极之间的腐蚀，避免漏液，并提高电池中电解质的利用率，进而提高电池使用性能，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于针对现有技术中的问题，提供一种新型结构的双极性电池，以提高其密封性能，降低正负极之间的腐蚀，避免漏液，并提高电池中电解质的利用率，进而提高电池使用性能。
本发明给出的技术方案是：一种双极性电池，包括双极板和隔膜，所述双极板的基板两侧分别设置有正极活性物质和负极活性物质，所述隔膜设置在相邻的所述正极活性物质与所述负极活性物质之间，所述基板为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，所述基板的内壁设置所述负极活性物质，外壁设置所述正极活性物质，且每个所述双极板均相互嵌套。
优选的，每个所述基板均为铅质基板或铜铝复合基板。
优选的，所述双极性电池中至少设置三组所述双极板。
优选的，所述基板的底部设置圆弧倒角。
优选的，所述基板的横截面设置为环形。
优选的，所述基板的纵截面设置为矩形或倒梯形。
与现有技术相比，本发明的有益效果为。
本发明提供的双极性电池，其双极板中的基板设置为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，在该基板的内壁和外壁上分别设置负极活性物质和正极活性物质，且相邻正极活性物质与负极活性物质之间设置有隔膜。采用上述柱状结构的基板后，双极板电池在使用时仅有一个面需要密封，减少了密封需求，降低了密封难度。由于基板的底部结构也可以用于内外导电，且底部面积也相对于现有双极性电池的底部面积大，因此导电性能更好，电解质的利用率更高，电池的使用性能更好，很好的避免了电解质的泄露及正负极之间的氧化。综上，该双极性电池的密封性能更好，避免了漏液，并提高了电池中电解质的利用率，进而提高了电池使用性能。
附图说明
图1为现有技术提供的双极性电池的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的双极性电池的结构示意图。
具体实施方案
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为现有技术提供的双极性电池的结构示意图，参见图1，现有的双极性电池，其主要包括呈矩形状的极板11及隔板12，极板11包括基板111，基板111的两面分别为正极活性物质112和负极活性物质113。在制作而定电压的电池时，需要将多个极板11在厚度方向上串联，且每个极板11之间用隔板12隔开。上述双极性电池在使用前，需要进行极板11与隔板12之间的密封处理，以避免漏液，且密封时需要从四个面进行密封。然而，该密封工艺较为复杂，对四个面进行密封时必然会影响生产效率；此外，现有双极性电池在使用时，电解质容易积累在电池下端，使得电解质的利用率较低，影响电池的使用性能，且使用时，电池会发生强氧化，正负极之间容易腐蚀，也会造成电解质的泄露。
图2为本发明实施例提供的双极性电池的结构示意图，参见图2，本发明实施例提供的双极性电池，包括双极板21和隔膜22，双极板21的基板211两侧分别设置有正极活性物质213和负极活性物质212，隔膜22设置在相邻的正极活性物质213与负极活性物质212之间。本实施例中，基板211设置为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，基板211的内壁设置负极活性物质212，外壁设置正极活性物质213，且每个双极板21均相互嵌套。
上述柱状结构的基板211只有一个面需要封闭，其余的面均为闭合，因此在双极性电池的使用中，其封闭性能更好，且密封操作更为简便。此外，每个双极板21相互嵌套后，其周边及底部也是密封的，不需要再额外进行密封操作。由于该嵌套设置，使得双极性电池活性物形成了包围式结构，在活性物质膨胀时，能够从各个方向给活性物质一定的束缚力，对其膨胀造成阻碍，从而消弱活性物的膨胀，进而避免了膨胀时活性物质的脱落，对电池具有一定的保护作用，保障了电池的使用性能，同时延长了电池的使用时间。
优选的，上述每个双极板21中的基板211均设置为铅质基板或铜铝复合基板，即在双极性电池中，基板211使用相同的导电材质。电池在使用时，会出线强氧化反应，使得正负极之间发生腐蚀，从而造成电解质的泄露，在使用相同材质的基板211后，可以在一定程度上削弱正负极之间的腐蚀效果，提高电池的使用寿命。
此外，可优选的在双极性电池中至少设置三组双极板21，以提高双极性电池的电压，保证供电效果。
作为优选的，上述基板211的底部设置为圆弧倒角，当电解质下沉时，可沿圆弧倒角下滑到双极板21的底部，避免电解质聚积在双极板21的边角处。
具体的，上述基板211的横截面可设置为环形，纵截面可设置为矩形或倒梯形。当然，截面设置为其余形状也是可行的，当然优先要考虑到方便双极板21的嵌套，此处不做具体限定。
本发明实施例提供的双极性电池，其双极板21中的基板211设置为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，在该基板211的内壁和外壁上分别设置负极活性物质212和正极活性物质213，且相邻正极活性物质213与负极活性物质212之间设置有隔膜22。采用上述柱状结构的基板211后，双极板电池在使用时仅有一个面需要密封，减少了密封需求，降低了密封难度。此外，当电解质下沉后，由于基板211的底部结构也可以用于内外导电，且底部面积也相对于现有双极性电池的底部面积大，因此导电性能更好，电解质的利用率更高，电池的使用性能更好，很好的避免了电解质的泄露及正负极之间的氧化。综上，该双极性电池的密封性能更好，避免了漏液，并提高了电池中电解质的利用率，进而提高了电池使用性能。
本说明书中各个实施例之间采用递进的形式进行描述，每个实施例重点说明的均是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间的相似部分互相参见即可。
Claims (6)
1.一种双极性电池，包括双极板（21）和隔膜（22），所述双极板（21）的基板（211）两侧分别设置有正极活性物质（213）和负极活性物质（212），所述隔膜（22）设置在相邻的所述正极活性物质（213）与所述负极活性物质（212）之间，其特征在于，所述基板（211）为底部封闭、顶部开口、中间为空腔的柱状结构，所述基板（211）的内壁设置有负极活性物质（212），外壁设置有正极活性物质（213），且每个所述双极板（21）均相互嵌套。
2.根据权利要求1所述的双极性电池，其特征在于，每个所述基板（211）均为铅质基板或铜铝复合基板或其他的合适材料作为基板。
3.根据权利要求2所述的双极性电池，其特征在于，所述双极性电池中至少设置二组双极板（21）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的双极性电池，其特征在于，所述基板（211）的底部设置圆弧倒角或方形过渡角。
5.根据权利要求4所述的双极性电池，其特征在于，所述基板（211）的横截面设置为环形或椭圆型或矩形的形状。
6.根据权利要求5所述的双极性电池，其特征在于，所述基板（211）的纵截面设置为矩形或梯形或其他形状。
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