用于电化学电池的集流体制造技术

一种集流体（36），在电池和电池系统中使用，其具有改进的柔性与导电性，包括至少一条连接至中心部分（56）的柔性腿（48）。当将力施加于所述中心部分时，柔性腿（36）基本上正交于中心部分（56）延伸。具体地，当在中心部分与外部之间施加1000牛载荷时，至少一条柔性腿延伸外部宽度的至少16%。集流体（36）因此提供更大的开口，以更有效地排出气体，同时具有改进的导电性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请为2011年8月12日申请的申请号为61/523,075，题为“用于电化学电池的集流体”的美国临时专利申请的非临时申请，为了各种目的，通过引用将其全部内容合并在此。
本申请通常涉及电池和电池系统领域。更具体地，本申请涉及可以在车辆应用中使用的电池与电池系统，以提供至少一部分车辆驱动功率。
技术介绍
使用电力作为其全部或一部分驱动功率的车辆（例如，电动车辆（EVs）、混合动力电动车辆（HEVs）、插电式混合动力电动车辆（PHEVs）等等，共同称之为“电动汽车”（xEVs））相比于更多传统的使用内燃机的气体驱动的车辆而言可以提供大量优势。例如，电动车辆可以产生更少的不需要的排放产品，并且相比于使用内燃机的车辆可以呈现更大的燃油效率。在某些情况中，这种车辆可以完全消除汽油的使用，如在特定类型的EVs情况中。当电动车辆技术持续发展时，需要为这些车辆提供改进的动力源（例如，电池系统或模块）。例如，需要增加这种车辆在无需为电池再充电的情况下可以行驶的距离。还需要改进这种电池的性能，降低与电池系统相关联的成本。因此，电池可以包括以下特征，负责监视与控制电池的电性能、管理电池的热行为，并且包含和/或由电池产生的流出物（例如，可以从电池排放的气体）的线路。为了使得流出物能够排放，电池可以包括集流体，其设计成产生电池的电池外壳中的开口。集流体为薄金属元件，其具有中心部分、外>部、以及多条将中心部分连接至外部的腿。中心部分与外部之间的相对运动产生开口，从而允许流出物从电池外壳中泄漏。需要集流体导电与机械性强（例如，能够抵抗应力与应变），同时，能够提供用于排出气体泄漏的开口。集流体更大的导电性改进电池操作过程中的性能。提供更大的开口能够使得电池以更高的速率排气。不幸地是，典型的集流体设计成在导电性与开口尺寸之间的权衡。也就是说，设计集流体，以提供更大的开口通常降低其导电性。相反地，设计具有更高导电性的集流体需要以更小的开口为代价。需要提供在电池与电池系统中使用的集流体，其产生更大的开口，以更有效地排出气体，同时具有改进的导电性。
技术实现思路
提供一种集流体，其产生更大的开口，具有改进的导电性。尤其，集流体包括由基本上平坦的外部包围的基本上平坦的中心部分，其限定出外部宽度。至少一条柔性腿连接至外部与中心部分。所述至少一条柔性腿为集流体提供柔性。也就是说，当在外部与中心部分之间施加力时，所述至少一条柔性腿基本上正交于中心部分延伸。具体地，当在中心部分与外部之间施加1000牛顿载荷时，所述至少一条柔性腿延伸外部宽度的至少16%。所述至少一条柔性腿的延伸使得中心部分与外部之间相对运动，其形成于其间的开口。当将集流体布置于电池中时，开口使得排出气体从电池泄漏。集流体还可以包括至少一条固定腿，其连接至外部，但不连接至中心部分。所述至少一条固定腿限定出从外部至中心部分的电触头长度。所述至少一条固定腿电连接以提供沿电触头长度的导电性。具体地，电触头长度为集流体外部的外部宽度的至少30%。集流体与电池单元之间增加的电触头改进电池的性能。附图说明结合附图，本专利技术从以下详细说明中将变得更加充分地理解，其中，相同的参考数字表示相同的元件，其中：图1为具有为车辆各个组件提供功率的电池系统的车辆的实施例的透视图；图2为图1的车辆与电池系统的实施例的剖面示意图；图3为可以在图1的电池系统中使用的电池的实施例的分解图；图4为图3的电池的实施例的局部横截面视图，示例了处于非延伸位置，以包含由电池产生的气体的集流体；图5为图3的电池的实施例的局部横截面视图，示例了处于延伸位置，以释放由电池产生的气体的集流体；图6为具有提供更大开口并且改进的集流体导电性的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的实施例的透视图；图7为处于延伸位置的图6的集流体的实施例的透视图；图8为具有不同数量的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；图9为处于延伸位置的图8的集流体的实施例的透视图；图10为具有单条柔性腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；图11为具有两条柔性腿与两条固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；图12为具有月亮形状的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；以及图13为具有提供更大开口与改进的集流体导电性的特征的图4与5的集流体的另一实施例的透视图。具体实施方式根据此处公开的实施例，此处提供的是具有能够使得电池释放排出气体的特征的电池，从而改进电池的可操作性。尤其，电池包括集流体，其可以延伸以产生电池外壳中的开口，允许排出气体的释放。集流体包括至少一条柔性腿，以提供更大的开口，以更有效地排出气体。此外，集流体可以包括至少一条固定腿，以增加集流体的导电性。典型地，集流体设计使用腿，其中，固定每条腿的一部分（例如，焊接至电池单元），并且使得一部分响应于气压而弯曲，以开启电池外壳，允许气体排出。腿中的该细分部分在柔性与导电性之间产生不幸的权衡。换句话说，为了一个目的（例如，导电性）在腿上提供更大的区域固有地减少为了另一目的（例如，产生开口）可获得的区域。因此，本专利技术提供了分开的腿，其设计成基本上为了单个目的（例如，导电性或产生开口），以增加集流体的开口尺寸与导电性。现转向附图，图1为具有用于向车辆10的各种组件提供功率的电池系统12的汽车（例如，轿车）形式的车辆10的实施例的透视图。例如，电池系统12可以提供车辆10的驱动功率的全部或一部分。这种车辆10可以是电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）、插电式混合动力车辆（PHEV）、或其他类型使用电力驱动的车辆。尽管如图1中的轿车示例了车辆10，车辆的类型可以根据其他实施例而不同，所有这些都旨在落入本专利技术的范围内。例如，车辆10可以是卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、露营车、船、或任意其他类型的车辆，其可以从用于其驱动功率的全部或一部分的电力使用中获利。为了将电力用于驱动车辆10，车辆10可以包括各种内部组件，例如发动机、传动系统，等等。根据图2以更多细节示例了车辆10的各种内部组件。尤其，图2为车辆10的剖面示意图。朝向靠近燃料箱14的车辆10的后部提供电池系统12。值得注意的是，电池系统12可以定位于车辆10中的各个区域中，例如，直接邻近燃料箱14或处于车辆10的分隔舱中。使用电池系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集流体，包括：基本上平坦的中心部分；基本上平坦的外部，其限定出外部宽度；至少一条柔性腿，其从所述基本上平坦的外部延伸至所述基本上平坦的中心部分，其中，所述至少一条柔性腿配置成允许所述基本上平坦的中心部分相对于所述基本上平坦的外部，沿通常平行于所述集流体的轴向移动，并且其中，所述至少一条柔性腿配置成响应于在所述基本上平坦的中心部分与所述基本上平坦的外部之间施加的1000牛载荷，移动所述基本上平坦的外部的所述外部宽度的至少16%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.09 US 13/571,1441.一种集流体，包括：
基本上平坦的中心部分；
基本上平坦的外部，其限定出外部宽度；
至少一条柔性腿，其从所述基本上平坦的外部延伸至所述基本上平坦的
中心部分，其中，所述至少一条柔性腿配置成允许所述基本上平坦的中心部
分相对于所述基本上平坦的外部，沿通常平行于所述集流体的轴向移动，并
且其中，所述至少一条柔性腿配置成响应于在所述基本上平坦的中心部分与
所述基本上平坦的外部之间施加的1000牛载荷，移动所述基本上平坦的外部
的所述外部宽度的至少16%。
2.根据权利要求1所述的集流体，其中，所述至少一条柔性腿配置成
响应于在所述基本上平坦的中心部分与所述基本上平坦的外部之间施加的
1000牛载荷而在所述外部宽度的18%与40%之间移动。
3.根据权利要求2所述的集流体，其中，所述至少一条柔性腿配置成
响应于在所述基本上平坦的中心部分与所述基本上平坦的外部之间施加的
1000牛载荷而在所述外部宽度的25%与38%之间移动。
4.根据权利要求1所述的集流体，其中，所述至少一条柔性腿连接至
所述中心部分。
5.一种电池，包括：
电池元件，其布置于外壳中；
排气盘，其连接至所述外壳；以及
集流体，包括：
基本上平坦的中心部分，其连接至所述排气盘；
基本上平坦的外部，其连接至所述电池元件，并且限定出外部宽度；
至少一条柔性腿，其从所述基本上平坦的外部延伸至所述基本上平坦的
中心部分，并且配置成允许所述基本上平坦的中心部分相对于所述基本上平
坦的外部，沿通常平行于所述集流体的轴向移动；以及
至少一条固定腿，其连接至所述电池元件，并且限定出从所述基本上平
坦的外部至所述基本上平坦的中心部分的电触头长度，其中，所述电触头长
度包括所述基本上平坦的外部的所述外部宽度的至少30%。
6.根据权利要求5所述的电池，其中，所述电触头长度在所述基本上
平坦的外部的所述外部宽度的35%与75%之间。
7.根据权利要求6所述的电池，其中，所述电触头长度在所述基本上
平坦的外部的所述外部宽度的45%与55%之间。
8.根据权利要求5所述的电池，其中，所述至少一条柔性腿连接至所
述基本上平坦的中心部分。
9.根据权利要求8所述的电池，其中，所述至少一条柔性腿配置成响
应于在所述基本上平坦的中心部分与所述基本上平坦的外部之间施加的1000
牛载荷而在外部宽度的18%与40%...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·R·泰勒，杰森·D·富尔，
申请(专利权)人：约翰逊控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US