[實(shí)用新型]一種集流體、鋰電池電芯及鋰電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721776315.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN207602688U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉琨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都亦道科技合伙企業(yè)（有限合伙）
• 主分類號(hào): H01M4/70
• 分類號(hào): H01M4/70;H01M10/058;H01M10/052
• 代理公司: 成都帝鵬知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本實(shí)用新型涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種集流體、鋰電池電芯及鋰電池，所述集流體包括集流體本體和均勻設(shè)置于所述集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的面上的導(dǎo)電觸點(diǎn)和/或柵電極；所述鋰電池電芯包括，依次堆疊設(shè)置的負(fù)極集流體、負(fù)極層、電解質(zhì)層、正極層和正極集流體，所述負(fù)極集流體和正極集流體為上述的集流體；所述鋰電池包括一個(gè)或多個(gè)上述的鋰電池電芯。所述集流體具有電流分布和熱分布均勻，電流密度低的有效；所述鋰電池電芯和鋰電池具有工作電壓高和充放電效率高的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種集流體、鋰電池電芯及鋰電池。

【背景技術(shù)】

當(dāng)前鋰電池電芯和鋰電池采用鋁、銅作為集流體材料，并通過極耳引出，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池單元的并聯(lián)和外接。對(duì)于傳統(tǒng)小面積鋰電池，由于其電池容量密度較低、充放電電壓較小，故其電極集流體表面的電流密度較低，不會(huì)產(chǎn)生較大熱量，只要保證不出現(xiàn)較大的電流短路就不會(huì)出現(xiàn)較大的熱量分布不均勻，故本身不需要對(duì)集流體做電流收集的優(yōu)化。

對(duì)于大面積全固態(tài)鋰電池，由于其可采用高壓正極或全固態(tài)電解質(zhì)等材料，應(yīng)當(dāng)具備快速充放電的技術(shù)需求，倘若采用傳統(tǒng)的只有少量極耳引出的方式來實(shí)現(xiàn)，必然會(huì)由于電極結(jié)構(gòu)中電場(chǎng)空間分布不均勻，造成集流體中電流分布不均勻，引起電池材料中局部熱分布不均勻，倘若電池材料熱傳導(dǎo)性能匹配不好，會(huì)出現(xiàn)局部溫度過高，引起材料膨脹、破損，甚至引起材料融化、自燃甚至爆炸。

鋰電池中基本構(gòu)成單元一般以并聯(lián)方式相互連接，鋰電池中鋰電池電芯各基本構(gòu)成單元的并聯(lián)工作電流通過正、負(fù)極集耳流入/流出。上述連接方法存在工作電壓較低，為了提高充電或放電功率，往往需要提高工作電流，由于電沖擊而導(dǎo)致的電池老化衰減過程加快。此外，電流由面積較小的極耳分布至整個(gè)集流體過程中，易于產(chǎn)生不均勻的電流分布和不均勻的熱分布，這導(dǎo)致一個(gè)平面內(nèi)各部分電池材料的工作狀態(tài)不同，電池整體性能下降，進(jìn)而影響電池使用壽命。若外部用電設(shè)備需高電壓驅(qū)動(dòng)，則需通過附加的變換電路升壓，增加了電源管理系統(tǒng)的復(fù)雜性。

【實(shí)用新型內(nèi)容】

為克服目前集流體表面電流分布和熱分布不均勻，目前鋰電池電芯和鋰電池工作電壓低和充放電效率低問題，本實(shí)用新型提供了集流體、鋰電池電芯及鋰電池。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提供一技術(shù)方案如下：一種集流體，用于收集鋰電池電芯或電池中電流，所述集流體包括集流體本體和均勻設(shè)置于所述集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的面上的導(dǎo)電觸點(diǎn)和/或柵電極。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)形狀可為圓形、正方形及不規(guī)則多邊形中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)在集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的表面均勻?qū)ΨQ分布，以使集流體表面每一點(diǎn)到最鄰近的導(dǎo)電觸點(diǎn)的距離之和最小。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)包括Cu、Ni、Au、Ag、S n或Al等金屬觸點(diǎn)，以及S i或C等導(dǎo)電非金屬中的一種或幾種，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)可通過超聲焊接、激光焊接、涂布或真空沉積中的一種或組合形成于所述集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的表面。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)可通過超聲焊接或激光焊接中的一種或組合形成于所述集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的表面。

優(yōu)選地，所述柵電極包括均勻設(shè)置的柵線，所述柵電極的形狀包括正方形、圓形、對(duì)稱多邊形或射線型中的一種或多種，所述柵電極可通過涂布或絲網(wǎng)印刷形成于所述集流體遠(yuǎn)離電解質(zhì)的表面。

優(yōu)選地，所述集流體最大局部電流密度小于30mA/m²。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)均勻分布于柵格交點(diǎn)上或柵格中心上。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提供一技術(shù)方案如下：一種鋰電池電芯，其包括如上所述的集流體。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提供一技術(shù)方案如下：一種鋰電池，包括一個(gè)或多個(gè)如上所述的鋰電池電芯。