用于配置可再充电电池上的极耳的系统和方法可以包括集电器，其包含一个或多个集电箔和用于输送从集电器产生的电流的与该集电箔连接的一个或多个极耳。可以配置极耳以从电池电极获取更多的电容，从而使得获得的电池可以显示更高的性能。可以配置极耳以使得极耳的长度大于集电箔的高度，从而极耳可以覆盖集电箔的高度并可以从集电箔伸出。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可再充电的原电池(下文称为电池(cell或lottery))，包括至少一个正电极和一个负电极。更具体地说，本专利技术涉及从电池电极获取更高的电容的集电器极耳(collector tab)的配置和各集电箔的厚度，从而使得获得的电池可以显示高的性能。
技术介绍
可再充电锂的电池性能可能取决于所使用的电极的特性。已通过结合极耳(tab) 与集电器(current collector)来制造蓄电池单元，以使得极耳能够输送来自集电器的电流。这些电池的一些例子可以包括其中多个矩形电极层迭或堆叠的矩形电池或其中带状电极螺旋卷绕的圆柱状电池。例如，螺旋卷绕的锂电池可以包括通过用正电极活性材料涂覆带状集电箔制造的正电极、与正电极的一部分结合的多个极耳、隔离板(separator)及通过用负电极活性材料涂覆带状负集电箔制造的负电极，且多个极耳经由该隔离板叠加在该正电极上和第二隔离板施加于该组件顶部。这些部件可以以螺旋方式整体地卷绕。极耳可以通过诸如超声波焊接、电阻焊接、激光焊接、冲压或卷边(crimping)的方法结合电极。电池已包括通过使用已连接在各正、负电极上的金属箔制造的极耳。当小型电池放电或充电时，电流可以在各极耳中流动。极耳可以连接在卷绕的带状电极的前端 (leading end)、其尾端(trailing end)或其前端和尾端之间的某一点。带状电极可以形成为长而连续的物质，且具有大的表面积。在这些情况下，有时多个极耳间隔地连接在整个电极上，以使得放电和充电在电极的整个长度上相当均勻地发生。在某些情况下，极耳已经排列为螺旋形，虽然在卷绕(winding)中心的紧密使得在某些部分难以对齐它们。在电极内沿电极长度存在电阻。如果与电极垂直的电流的密度在整个电极表面上不是均勻的，则高电流密度区域的利用在低电流区域的利用之前完成。这可能会导致电极的有效面积稳步下降和阻抗(impedance)上升，从而使得电极的电容量可能减弱。如果集电器箔过薄，则沿电极的集电器电阻可能较高。如果集电器箔过厚，则电极面积可能较小且电化学阻抗可能较高。提高集电器电阻或电化学阻抗可能导致电极的电容量减小，因而电池的性能受损。因此，需要配置极耳和优化集电器厚度，以使得集电器的配置可以导致集电器阻抗降低而同时维持电极的电流密度的最高均勻性和平衡电极之间的电阻，以提高电池的性能。
技术实现思路
本专利技术提供了用于配置可再充电电池的集电器的系统和方法。这样的配置可以包括极耳的排列和集电器箔的厚度。本文所述的本专利技术的各个方面可以应用于以下给出的任何特殊应用，或应用于任何其他类型的电池和发电元件。本专利技术可以作为独立的系统或方法或作为集成的电池或发电系统的部件应用。可以理解，本专利技术的不同方面可以单独、共同或相互结合地理解。本专利技术的一个方面提供了包括至少各具有集电器的正电极和负电极的电池。集电器可以具有至少一个电连接集电箔的极耳。集电箔可以具有预定的高度和厚度。称为高度的集电箔的尺寸也可以替代地称为宽度。可以形成具有一定长度的极耳以使得极耳可以从集电箔伸出且可以与集电器箔整体地结合。在本专利技术的某些实施方式中，涂层可以在集电箔表面上形成。该涂层可以包括活性材料，且可以涂覆于集电箔的一个或两个表面上。在本专利技术的某些实施方式中，电极和隔离板可以以多种不同的方式排列。隔离板可以布置于电极之间以防止电极彼此接触。例如，集电器组件可以层迭以使得负集电器表面可以与正集电器和任何隔离板齐平。电极的集电箔可以具有多种形状和大小。例如，集电箔可为矩形形状，并可以具有特别的高度、长度和厚度。类似地，集电箔可以为带状(例如，类似于矩形但其中长度可能远远超过高度和厚度)。集电箔可以由能够传导电流的不同材料制成。一个或多个极耳可以电连接各集电器箔。极耳可以通过以下方法连接例如通过如超声波焊接、激光焊接或电阻焊接的方式固定地焊接极耳到集电器箔上，或通过将极耳卷边到集电器箔上。在某些实施方式中，极耳可以靠近箔的前端、尾端或两个端连接。在其他实施方式中，极耳可以连接箔的未涂层部分。本专利技术的某些替代实施方式提供了由集电器箔本身形成的极耳，诸如通过切开箔或以其他方式切割箔或由箔成形。在本专利技术的一个实施方式中，极耳可以连接集电器箔以使得极耳可以从集电器突出。在该实施中，极耳的长度可以大于集电箔的高度，以使得极耳覆盖集电器的整个高度。 可选择地，极耳可以连接集电器，以使得极耳可以沿集电器相对于高度的中心线对称地排列。在这种情况下，如果极耳在集电极的一半高度处对称地连接，则可以使用较短的极耳。可以沿集电器的长度以不同的间隔排列极耳。在本专利技术的一个实施方式中，负电极极耳可以在一端连接负集电箔，而正电极极耳可以在另一端连接正集电箔。例如，如果负电极极耳位于负箔的前端或左端，则正电极极耳可以位于正箔的尾端或右端。可以沿集电器箔的长度使用多个极耳。在一个实施方式中，如果极耳沿长度方向关于一个集电箔的中心对称地排列，则可以使用多个极耳。在一个实施方式中，一个集电箔可以连接两个极耳，而另一个集电箔可以连接一个极耳。例如，两个负电极极耳可以在负集电箔的末端连接(其中末端可以沿纵向方向定义)，并可以与一个正电极极耳(其可以在正集电箔的中心连接，其中中心可以沿纵向方向定义)结合。在本专利技术的另一个实施方式中，一个电极可以具有三个极耳，而另一个电极可以具有两个极耳。例如，三个负电极极耳可以沿长的方向连接在负集电箔的末端和负集电箔的中心，而两个正电极极耳可以连接至正集电箔以使得它们与正集电箔的末端和正集电箔的中心等距。在其他实施方式中，可以使用任何数目的极耳，只要它们关于一个集电极的中心对称地排列，其中中心沿纵向方向定义。类似于前面的实现方式，如果一个电极具有η个极耳，那么另一个电极可以具有η-1个关于集电箔的中心对称地排列的极耳。在其他实现方式中，极耳可以不是全部关于中心对称地排列，而是在极耳的布置方面可以具有一些变化。在另一实施方式中，可以排列极耳以使得它们不是关于沿长度方向的集电箔的中心对称的。可以排列这些极耳以使得它们均勻地彼此间隔。在各电极上可以使用相同数目的极耳。可以在各电极上排列任何数量η的极耳，只要它们以以下方式对称地排列一个电极在电极的前端具有第一极耳，在2*LA2n-l)的距离处具有第二极耳，在2*2L/(2n-l)的距离处具有第三极耳，等等，直到乘以长度的分数分子数值等于(2n-2)。第二电极可以具有离电极尾端相等地排列的极耳。例如，如果各电极具有两个极耳，则负电极极耳可以在该电极的前端和距离负电极前端的2/3长度处连接，而正电极极耳可以在正电极的尾端和距离正电极尾端的2/3长度处连接。这种排列可以确保，反电极在给定电极上的投影恰好落在给定电极的两个相邻极耳的中点，从而电流收集是对称的。根据本专利技术的一个实施方式，从集电箔伸出的极耳可以在沿箔的相反的方向上伸出。例如，可以排列极耳以使得所有负电极极耳可以沿集电箔的高度指向下，而所有正电极极耳可以沿集电箔的高度指向上。可选择地，所有从集电箔伸出的极耳可以沿箔在相同的方向上伸出。例如，所有极耳(包括负和正电极极耳)可以沿集电器箔的高度指向上。在本专利技术的再另一实施方式中，极耳可以以不同方向的任何组合从集电箔伸出。例如，可以排列极耳以使得本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电池，包含：集电器箔对，其包括各形成各自的高度（ｈ）的负集电箔和正集电箔；和电连接该集电器箔对中的一个集电器箔的多个极耳和电连接该集电器箔对中的另一个集电器箔的多个极耳，其以长度（ｔ）形成且从该对集电箔伸出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·布洛姆格伦，
申请(专利权)人：巴斯瓦有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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