电化学电池单元的集流端子制造技术

公开了一种具有作为安全装置的集流端子的电化学单元式电池。该电池包括串联或并联连接的多个电化学电池单元；每一电化学电池单元具有将正集流器连接在一起的集流端子和将负集流器连接在一起的集流端子；该集流端子均具有将两个相邻的电化学电池单元电连接在一起的折叠延伸臂。该集流端子利用策略性放置的PTC材料层，由此，如果电化学电池单元的温度上升到PTC材料层的转变温度以上时，通过PTC材料层阻止电流在电化学电池单元之间流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学单元式电池(electrochemical cells batteries),并且更具体地，涉及具有作为安全装置的集流端子的电化学单元式电池。
技术介绍
汽车工业数十年来一直寻求使可行的且安全的电动车商业化。这样的车辆的重要部件是其电池。电池不仅必须提供所需的能量水平、合理的自主性以及持久性，还必须包括或配备有防止过充电、过放电、内部和外部短路和过热的安全装置。电池的安全装置通常具有电子监视系统的形式，该电子监视系统监视电池的电压、电流和温度并且当检测到问题时关闭该电池。在正常环境下这些电子系统运行良好，但是在组成电池的电化学电池单元系列内出现内部短路的情况下不能够阻止对该电池的损害。内部短路，虽然很少，但可导致电池的温度升高到使该电池永久损害的危险水平并且还可能对接近经历内部短路的电池的各种部件造成损害。美国专利N0.6，099, 986提供了通过在电化学电池单元的每一连接和电池极之间设置保险丝来解决这样的潜在内部短路问题的一种解决方法。这种保险丝系统将经历内部短路的特定电化学电池单元所产生的过量电流从其他电池单元切断，因而将内部短路所引起的损害限制在特定的电化学电池单元。然而，该系统是复杂且笨重的，需要多个焊接来将每一保险丝和每一电化学电池单元连接，并且需要另外的空间来容纳多个保险丝。因此，需要与现有技术相比较不复杂和较不笨重并且适于阻止对经历内部短路的电池的损害的安全装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是至少改善现有技术中存在的一些不方便处。在一个方面中，本专利技术提供了包括串联或并联连接的多个电化学电池单元的电池；每一电化学电池单兀包括一系列基本迭片；每一个基本迭片包括负电极、正电极、在负电极和正电极之间放置的电解质、从基本迭片的一侧延伸的正集流器和从基本迭片的相反侧延伸的负集流器；每一电化学电池单元具有将正集流器连接在一起的集流端子和将负集流器连接在一起的集流端子；集流端子每个均具有用于将两个相邻的电化学电池单元电连接在一起的折叠延伸臂，集流端子中的至少一个具有PTC材料层，该PTC材料层用于断开和闭合两个相邻的电化学电池单元之间的电连接。本专利技术实施例中的每一个具有上述方面中的至少一个，但是不必要包含上述的所有方面。应该理解，试图达到上述目的所得到的本专利技术的一些方面可能不满足这些目标和/或可能满足这里未具体陈述的其他目的。本专利技术实施例的另外和/或替代的特征、方面和优点将根据以下的说明、附图和所附的权利要求书而变得明显。附图说明为了更好地理解本专利技术和本专利技术的其他方面和其他特征，可参考结合附图使用的以下说明，在附图中:图1是形成与集流端子串联连接的电池的电化学电池单元堆的一部分的示意性透视图。图2是图1中示出的电化学电池单元堆的一部分的示意性前面正视图。图3是根据本专利技术一个实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图4是根据本专利技术另一个实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图5是根据本专利技术另一个实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图6是根据本专利技术另一个实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图7是根据本专利技术另一个实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图8是根据本专利技术另一实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图9是根据本专利技术另一实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图10是根据本专利技术另一实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图11是根据本专利技术另一实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。图12是根据本专利技术另一实施例的经由集流端子连接在一起的图1中示出的两个电化学电池单元的一部分的示意性前面正视图。具体实施例方式参考图1，其示出了形成电池的电化学电池单元20堆的示例。每一电化学电池单元20包括一系列基本迭片，每一个基本迭片包括片状(sheet-like)负电极、片状正电极和在负和正电极之间放置的电解质膜。另外，片状集流器支持正电极，该正电极通常是具有片形式的糊状材料。在本示例中，负电极是锂或锂合金的金属片或箔，其可作为阳离子源和作为集流器。然而，负电极还可包括不同于活性负电极材料的集流器片。例如，负电极可以是包括集流器片的组合物，该集流器片优选地由铜、聚合物、导电填充物和插层材料(intercalation material)制成。本领域技术人员已知的阳极插层材料可被用于负电极，并且尤其，可从由碳、活性碳、石墨、石油焦、锂合金、镍粉、钛酸锂等组成的组中选择。关于正电极片，后者通常包含聚合物、锂盐和电化学活性材料的复合物。适当的电化学活性材料的示例包括=LixVyOz; LiCOO2; LixMnyOz; LiNiO2; LiFePO4; VxOy; MnyOz; Fe (PO4) 3 以及LixTiy0z。在优选的实施例中，阴极24优选地包含LiFeP04。关于电解质膜，该电解质膜优选地为固态并且由混合了锂盐的聚合物制成，电解质膜将负和正电极在物理上分开并且作为离子传输膜。集流器片提供在电极的活性材料和电池端子(未示出)之间传导电子流的主要功能，集流器片通常由铜、镍或铝的片构成。在优选的实施例中，正电极的集流器包括覆盖有薄保护层的铝片或箔。保护层防止集流器片在与正电极材料相接触时劣化。电化学电池单元20的每一迭片设计成，使得正电极的集流器片在电化学电池单元20的一侧上延伸，而作为负电极的集流器的锂金属箔在电化学电池单元20的相反侧上延伸。如图1所示，类似于通过引用并入本文的美国专利N0.7，541，112中所述的，电化学电池单元20的所有正电极的集流器的延伸部通过集流端子22装配和压接在一起，以将电化学电池单元20的所有正电极的所有集流器电连接在一起。电化学电池单元20的所有负电极的锂金属箔的延伸部类似地通过集流端子23装配和挤压在一起，以将电化学电池单元20的所有负电极的锂金属箔的所有延伸部电连接在一起。 如图1所示，集流端子22和23在电化学电池单元20的整个长度上延伸，并且分别将正电极的集流器的大表面区域和负电极的锂箔的延伸部电连接，以使得集流端子22和23的电连接可以适应于大电流。参考以正面图示出了图1中所示的电化学电池单元20堆的前面部分的图2，通过集流端子22和23，电化学电池单元20以串联方式电连接在一起，其中，负集流端子23连接到正集流端子22，因此，通过串联连接每一附加的电化学电池单元20，而增加了电化学电池单元20堆的电压。集流端子22和23的特点在于，当电化学电池单元20堆被装配和电连接在一起时通常被焊接在一起的折叠延伸臂26，如深黑迹线28所示。如图1中所示，折叠延伸臂沿其整个长度被焊接在一起。折叠延伸臂26弯曲成，使得当以串联或并联方式电连接电化学电池单元20堆时，两个相邻的集流端子22和23的折本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.22 US 61/366,6281.一种电池，该电池包括串联连接或并联连接的多个电化学电池单元；每一电化学电池单元包括一系列基本迭片，每一基本迭片包括负电极、正电极、在所述负电机和所述正电极之间放置的电解质、从所述基本迭片的一侧延伸的正集流器和从所述基本迭片的相反侧延伸的负集流器；每一电化学电池单元具有将所述正集流器连接在一起的集流端子和将所述负集流器连接在一起的集流端子；所述集流端子每个均具有将两个相邻的电化学电池单元电连接在一起的折叠延伸臂，所述集流端子中的至少一个具有用于在预定温度断开和闭合两个相邻的电化学电池单元之间的电连接的PTC材料层。2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述PTC材料层放置在两个相邻的电化学电池单元的折叠延伸臂之间。3.根据权利要求1所述的电池，其中，所述PTC材料层放置在从所述基本迭片的一侧延伸的集流器和所述集流端子之间。4.根据权利要求1所述的电池，其中，所述PTC材料层被夹在两个导电金...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·若弗鲁瓦，布鲁诺·巴科，伊万·罗伊，克劳德·卡里甘，阿兰·瓦利，
申请(专利权)人：加拿大巴斯姆有限公司，
类型：
国别省市：