[實用新型]超功率柔性集流盤的圓形電池

有效

• 申請號: 200920209438.5
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201623203U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 沈亞群
• 申請（專利權）人: 沈亞群
• 主分類號: H01M10/00
• 分類號: H01M10/00;H01M2/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種電池，具體地指超功率圓形電池。

背景技術

目前二次圓形密封電池(鎳鎘、鎳氫、鋰離子等容量型或功率型電池)的結構：電池的外殼作為負極，電池的蓋帽作為正極，電池的電芯由正極片、負極片和隔膜紙組成。

但是，電芯與電池的正負極間電流傳輸通道結構模式傳統設計有以下缺陷：

1.電池的電芯正極輸出端與作為電池正極的蓋帽內側之間連接形式現行二種方案：

①將條狀金屬片(行業術語稱“極耳”)的二端分別與電芯正極端及蓋帽內側相焊連；

②電芯的正極端面先與“金屬片”焊接，再用“極耳”的二端分別將“金屬片”與“蓋帽”相焊連；

無論何種方案，傳統電池設計的電芯正極端到蓋帽之間電流通道結構均采用“極耳”這種連接件作傳輸通道。

“極耳”應用于二次圓形密封電池的現狀是：材質是導電率不高的“鎳帶”(鎳帶電阻率：7.14×10-8/m)或“鍍鎳鋼帶”(鋼帶電阻率：10～20×10-8/m)；根據電池型號不同，一般極耳厚度約0.10～0.25mm，寬度約2.0～8.0mm，長度較長約12.0～30.0mm；其橫截面積若均取極大值估算，單片極耳的橫截面積Smax＝2mm²；

根據國際電工協會標準：裸銅線允許電流密度為4A/mm²(銅的電阻率：1.69×10-8/m)；從電阻率可推算，單條“裸極耳”允許電流密度僅為0.95A/mm²；即使多條極耳并作導電載體，電池超功率工作態時要讓它通過幾十個～一、二百個A(安培)電流是不可能的，強行使用的結果是：根據歐姆定律，極耳上產生很大的電壓降及“功耗”，功耗必然以“熱能”形式釋放出來---這就是電池超大電流工作時急劇溫升的重要來源；所以，傳統設計的功率型電池的電芯正極端以外的電流傳輸通道結構是超大電流工作的“瓶頸”。

2.電池的電芯負極輸出端與外殼內側之間連接傳統設計現行三種方案：

①電芯的負極片最外層與電池的外殼內側直接接觸，稱“接觸式”；

②用“極耳”作傳輸導體：極耳的二端分別與電芯負極輸出端及外殼底部內側點焊連接；

③電芯的負極端面先與帶小孔的單向金屬片(即小孔翻邊是單向的)焊接，待電芯裝入殼體后，用“點”焊(一般焊三、五個點)方式將“單向金屬片”與外殼內側焊接；

顯然：

第①②種方案依懶“接觸式”或“極耳”作電流傳輸體，于大電流的超功率型電池上使用是不可行的；

第③方案工藝缺陷是：電芯的負極輸出端的大電流傳輸通道是由“單向金屬片”上的小孔翻邊，再借道幾個橫截面積十分小的焊點傳輸到(作為電池的負極)外殼；

可見，傳統設計的功率型圓形電池的電芯負極端外面的電流傳輸通道結構同樣是超大電流工作的“瓶頸”。

隨著電器工業的發展，油、電混合汽車、電力運輸機械、兵器車輛、飛行器電力能源、應急電力電源等領域均需電池提供高功率或超功率工作狀態，即使電池的電芯具有超功率能力，若沒有優秀的傳輸電流通道，電池內的導電通道根本無法完成超功率型傳輸任務。

發明內容

為了解決目前設計的超功率圓形電池內部電流傳輸通道非功率性結構模式缺陷，本發明了“超功率柔性集流盤的圓形電池”，具體技術方案是：

電池的外殼(1)作負極，電池的蓋帽(2)作正極，由正極片(3)、負極片(4)、隔膜紙(5)組成的電池電芯，蓋帽與電芯的正極輸出端面間焊接有超功率柔性集流盤(6)，電芯負極輸出端面與外殼底部內側面間焊接有雙向集流片(7)及金屬墊(8)。

其特征在于：外殼(1)系圓形金屬桶，蓋帽(2)與外殼(1)間由絕緣的密封圈隔開，正極片(3)由正極活性材料及其金屬載體組成，負極片(4)由負極活性材料及其金屬載體組成，隔膜紙(5)系接枝處理的PP材料，超功率柔性集流盤(6)系高導電金屬組合件，雙向集流片(7)系高導電金屬片，金屬墊(8)系泡沫結構材料。

所述的超功率柔性集流盤(6)由1號、2號二個零件組合而成。

所述的超功率柔性集流盤(6)1號零件系銅質包覆鎳材料，零件外形呈“草帽”形，零件面上徑向布有多條槽縫。

所述的超功率柔性集流盤(6)2號零件系鐵質鍍鎳材料，外形呈片狀，零件平面上分布有多條徑向槽縫，槽縫沿口兩側均有同方向翻邊，翻邊高度為0.65～0.85mm，方向垂直于零件平面。