[發明專利]電池極耳結構

無效

• 申請號: 201080014206.X
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102484240A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 約瑟夫·C·特納;斯圖爾特·G·格瑞姆
• 申請（專利權）人: K2能源解決方案公司
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星

相關專利申請的交叉引用

本專利要求提交于2009年1月28日的美國臨時專利申請號61/147,896的權益。

技術領域

本專利涉及二次電池組電池用極耳、二次電池組電池用極耳的組成以及制造和連接二次電池組電池用極耳的方法。

背景技術

電池具有從供電消費類電子產品如手機、電腦和用具到供電電動和混合動力電動汽車以及給移動火箭發射器提供動力的許多用途。

如圖1所示，典型的電池組電池1由陰極板102、陽極板104、設置在陰極板和陽極板之間的隔離器106、設置在陰極板和陽極板之間的電解質108以及分別連接至陰極板和陽極板102、104的集流體或極耳110、112構成。

電池組電池的各種構造包括棱柱形、紐扣形和圓柱形構造。在圓柱形電池構造如圖2所示的圓柱形電池2中，陰極板202、陽極板204和隔離器206繞中心銷218卷繞成圓柱體220。集流體或極耳208設置在陰極上，集流體或極耳210設置在陽極上。集流體208電連接至導電陰極蓋212。類似地，集流體210電連接至陽極蓋214，其也可以形成其內設置有圓柱體卷220的電池容器。絕緣體/間隔器216將陽極蓋214與陰極蓋212分開，而絕緣體222隔離圓柱體卷220與陽極蓋214。根據電池化學的需要，可以提供孔224。

存在許多電池化學。鋰離子基化學由于其高充電密度和充電/循環壽命特性而常常優于鉛-酸、鎳-鉻(NiCad)或鎳-金屬氫化物(NiMH)化學。鋰離子電池(有時稱作Li離子電池)為可再充電電池類型，其中鋰離子在陽極和陰極之間移動。鋰離子在放電時從陽極移動到陰極并且在充電時從陰極移動到陽極。集流體用來連接自/至陽極和陰極的載荷子、電子。

雖然集流體(有時被稱作極耳或引線)不構成電池化學的一部分，但極耳的數目、結構、組成和位置可對電池組電池的效率具有很大的影響。效率可以根據充電/放電率(即動力電池)、最高充電電勢(即能量電池)、電荷利用率等來測量。

附圖說明

圖1為典型鋰離子電池組電池的示意圖。

圖2為典型圓柱狀電池組電池的示意圖。

圖3示意性地圖示了根據本發明的一個實施方案的陽極/陰極對。

圖4示意性地圖示了根據本發明的一個實施方案的陽極/陰極對。

圖5示意性地圖示了根據本發明的一個實施方案的陽極/陰極對。

圖6示意性地圖示了根據本發明的一個實施方案的陽極/陰極對。

具體說明

雖然本發明容許多個不同形式的實施方案，而本文將詳細描述其具體實施方案，要理解本公開內容應視作本發明的原理的例證，并且不意在將本發明限于所示具體實施方案。

圖3圖示了根據本發明的一個實施方案的陽極/陰極對3，其可用來形成電池組電池的相應電極，特別是可用來形成圓柱形鋰離子電池組電池的電極。陰極300可包括其上設置有活性材料304的金屬箔基板302。陽極306可包括其上設置有活性材料310的金屬箔基板308。

陰極基板302可以是鋁箔或鋁合金箔。陽極基板308可以是銅箔或銅合金箔。陰極活性材料304可以是主要含有磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、氧化鈷鋰、氧化鎳鋰或其他合適含鋰材料的組合物。陽極活性材料310可以是碳基材料，例如石墨，但是也可以使用其他陽極材料如鋰金屬。

基板302的每一面的端部312不含活性材料304，并且極耳314連接至端部312。極耳314是金屬的并且導電，例如，極耳314可以是與形成基板302的金屬箔相同或相似的金屬箔。極耳314可以通過焊接連接至端部312，例如，極耳314可以通過聲波焊接連接至端部312。

基板308的端部316不含活性材料310，并且極耳318連接至端部316。極耳318是金屬的并且導電，例如，極耳318可以是與形成基板308的金屬箔相同或相似的金屬箔。極耳318可以通過焊接連接至端部316，例如，極耳318可以通過聲波焊接連接至端部316。

極耳314和318可以覆蓋有由聚酰亞胺材料制成的帶，所述帶例如由Dupont制造的Kapton帶。使用Kapton帶的原因主要在于其高溫度性能。可以類似地覆蓋下文描述的其它實施方案的相應極耳。

在替代的結構中，陰極300和陽極306可以是雙面的，即相應箔的每一面都涂覆有它們各自的活性材料。陽極306的第二面320、特別是無活性材料的端部316’相比于端部316可以伸長。經伸長的無活性材料的端部316’可以便于陰極302和陽極306卷繞成圓柱體。