集成式电池极耳制造技术

本公开的一个方面涉及一种缠绕电化学存储装置组件，其包括：负电极片；多个负电极极耳，其集成至所述负电极片且从所述负电极片延伸；正电极片；多个正电极极耳，其集成至所述正电极片且从所述正电极片延伸；和隔离片，其安置于所述负电极片与正电极片之间，其中所述负电极片、正电极片和隔离片围绕共同轴缠绕以形成多个绕卷，且其中每个绕卷包括一个负电极极耳和一个正电极极耳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及电化学存储单元(电池)的构造和使用。尤其，本公开涉及电池极耳设备和用于制造和使用该电池极耳设备的方法。
技术介绍
已长期使用用于存储和提供电力的装置。通常采用描述词“电池”，这样的装置包括在至少一组端子之间提供电势的电化学电池和电池集。端子可以连接至电(例如，直流电DC)负载以为负载通电或供电。电池包括通常将化学可得电动势转换为电流的干电池、湿电池(例如，铅酸电池)和其它类型的单元。电池有时分类为“一次”和“二次”类型。一次电池是由制造商制造成有限电化学容量且在使用之后耗尽和丢弃的一次性单元。二次电池可以在使用之后“再充电”且虽然其容量不是无限大的，但是通过在某种程度上逆转放电过程而允许相同电池的重复使用。为了增加电池容量，电池已被构造来利用电池的阳极(负极)与阴极(正极)元件之间的较大表面积。一种这样的设计涉及将许多平行板放置于电解质溶液中以允许阳极与阴极之间的离子迁移，其通常称作“棱柱形”电池。另一设计利用多孔膜使阳极和阴极材料的平坦分层片隔离，接着将层卷成卷状物，其被称作“芯包”，其提供紧凑和机械上稳定的电池的，通常被称作“圆柱形”电池。在卷状电池设计中，如因电池的空间考虑所允许，使用阳极、隔膜和阴极材料的多个交替片，且阳极片共同连接至阴极端子，而阴极片共同连接至阳极端子。整个装置封装于刚性封围物中，通常是圆柱形罐。为了提供至电池端子的电连接，多个导电极耳通常在结构卷起之前通过在结构内按仔细选择的间隔焊接而插入。具有三十个绕卷的现有技术的极耳芯包通常针对每个阳极和阴极具有约六个极耳。一些设计针对每个阴极和阳极仅具有一个极耳。因为极耳在卷起之前焊接，所以极耳必须精确地放置且芯包必须精确地缠绕以在最终卷状电池中形成对准的极耳。
技术实现思路
本公开的一个方面涉及一种缠绕电化学存储装置组件，其包括:负电极片；多个负电极极耳，其集成至所述负电极片且从所述负电极片延伸；正电极片；多个正电极极耳，其集成至所述正电极片且从所述正电极片延伸；和隔离片，其安置于所述负电极片与正电极片之间，其中所述负电极片、正电极片和隔离片围绕共同轴缠绕以形成多个绕卷，且其中每个绕卷包括一个负电极极耳和一个正电极极耳。在一些实施方式中，对准所述多个负电极极耳和所述多个正电极极耳中的每个。在一些实施方式中，所述正电极片和所述正电极极耳都由铝组成。在一些实施方式中，所述负电极片和所述负电极极耳都由铜组成。在一些实施方式中，所述大致上同心绕卷具有大致上圆柱形剖面。在一些实施方式中，所述大致上同心绕卷具有大致上棱柱形剖面。在一些实施方式中，每个极耳具有约3mm至约8_的宽度和约8mm至约25_的长度。在一些实施方式中，所述极耳中的每个大致上无电极活性材料。在一些实施方式中，所述极耳中的每个具有三角形或矩形剖面。本公开的另一方面涉及一种制造电化学存储装置的方法，其包括以下步骤:将隔离片配置于负电极片与正电极片之间，其中所述正电极片和负电极片中的每个具有大致上无电极活性材料的边缘区域；围绕共同轴缠绕所述负电极片、隔离片和正电极片以形成缠绕组件；且切割所述边缘区域中的每个以形成多个电极极耳，其中所述盘绕组件的每个绕卷包括针对每个负电极片和正电极片的极耳。在一些实施方式中，切割包括超声波切割。在一些实施方式中，对准所述多个电极极耳。在一些实施方式中，每个极耳具有大约3mm中大约8mm的宽度。在一些实施方式中，每个极耳具有约3mm至约8_的宽度和约8mm至约25_的长度。在一些实施方式中，所述边缘区域中的每个具有约IOmm至约30mm的宽度。在一些实施方式中，所述边缘区域中的每个具有约20mm的宽度。在一些实施方式中，所述极耳中的每个具有三角形或矩形剖面。在一些实施方式中，所述缠绕组件具有圆柱形或棱柱形剖面。附图说明当结合以附图考虑时，可以参考本专利技术的以下详细描述更全面地了解本专利技术的不同目的、特征和优点，其中相似参考数字表示相似元件。附图只为了图示的目的且并不旨在限制本专利技术，本专利技术的范畴在下文权利要求中规定。图1图示根据现有技术的卷状电化学存储装置。图2A图示根据现有技术的多个极耳从其延伸的图1的卷状装置的一端。图2B图示根据现有技术制造的电池装置的照片。图3图示根据本公开的实施方式的示例性电极片。图4图示根据本公开的实施方式的所要求装置的前阶段的电化学存储器(电池)的一部分的图。图5图示根据本公开的实施方式的一种共同缠绕带状材料以产生图4的结构的方法。图6描绘根据本公开的实施方式的经切割芯包电池。图7A描绘根据本公开的实施方式制成的极耳。图7B描绘根据传统焊接方法制成的极耳。图8描绘具有根据本公开的实施方式制成的多个无焊接型延伸极耳的电池。图9描绘根据本公开的实施方式的放置于罐中的电池。图10描绘根据本公开的实施方式的具有集成式电池极耳1010、1020的缠绕棱柱形电池1000。具体实施例方式下文详细地描述适于达成本文描述的方法和设备的一个或多个实施方式，且不应视为详尽的、包括性或限制性的。公开的设计提供免除集电极耳来贴箔超声波焊接接口的芯包电池。取而代之，裸电极箔片延伸到电池的电极涂层外。一旦芯包被缠绕，从暴露的箔片端切出极耳剖面。这个系统和方法允许每个绕卷有一个或多个集电极耳。具有更多极耳降低电池阻抗，改善热传递且改善整体电池性能。因为极耳与电极箔片集成，所以降低对通过极耳的电流的阻抗。可使用超声波刀片切出极耳剖面。这些切口展现极好的边缘质量且不会对电池造成明显损害。在讨论所公开设计的细节之前，以下段落通常描述芯包电池设计。图1示出了根据现有技术的电池装置100的部分。阳极104和阴极108条或片由隔离膜106隔离。阳极104和阴极108的组合物取决于电池的特定类型，且包括导电衬底或箔片上的一层电活性材料，例如石墨、金属和其它材料。箔片可以用作集电体。在锂离子电池中，LiCo02、LiMn204、Li (Fe, Mn) PO4或(Li，Nb) (Fe, Mn) PO4是典型的电活性阴极材料。隔离膜106是多孔的且允许离子在阳极104与阴极108之间传输，但却是电绝缘的且用于使两个电极彼此绝缘。通过将带状材料104、106、108共同缠绕成“芯包” 110来形成装置100。为了提供电连接至电池端子，多个导电极耳112、114在结构卷起之前通过在结构内按仔细选择的间隔焊接而插入。使第一组极耳112接触阳极材料104且在卷起部分110的一端上从卷起部分110向外延伸以形成电池装置的阳极端子。使第二组极耳114接触阴极材料108且在卷起部分110的另一端上从卷起部分110向外延伸以形成电池装置的阴极端子。具有三十个绕卷的现有技术的极耳芯包通常针对每个阳极和阴极具有约六个极耳。一些设计针对每个阴极和阳极仅具有一个极耳。图2A图示根据现有技术的装置的阳极部分，其示出了从电池装置的卷起部分110延伸的一组六个集电极耳112。图2A是理想化描绘，实际上六个集电极耳112并不完全对准，而是如作为根据现有技术制造的电池装置的照片的图2B中所示，经常不对准。罐120容纳整个芯包组件且对组件提供机械保护，防止污染，用作散热片并且提供阴极端子(未示出)。多个延伸的阳极112和阴极114极耳或延伸部分彼此连接且连接至电池的其它部分的方式是设计的重点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.15 US 61/393,5001.一种缠绕电化学存储装置组件，其包括: 负电极片； 多个负电极极耳，其集成至所述负电极片且从所述负电极片延伸； 正电极片； 多个正电极极耳，其集成至所述正电极片且从所述正电极片延伸；和 隔离片，其安置于所述负电极片与正电极片之间， 其中所述负电极片、正电极片和隔离片围绕共同轴缠绕以形成多个绕卷，且 其中每个绕卷包括一个负电极极耳和一个正电极极耳。2.根据权利要求1所述的装置，其中对准所述多个负电极极耳和所述多个正电极极耳中的每个。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述负电极片和所述负电极极耳都由铜组成。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述正电极片和所述正电极极耳都由铝组成。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述大致上同心绕卷具有大致上圆柱形剖面。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述大致上同心绕卷具有大致上棱柱形剖面。7.根据权利要求1所述的装置，其中每个极耳具有约3mm至约8mm的宽度。8.根据权利要求1所述的装置，其中每个极耳具有约8_至约25_的长度。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述极耳中的每个大致上无电极活性材料。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述极耳中的每个具有三角...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·巴罗内，J·S·梅耶尔伯格，N·瓦拉莫，
申请(专利权)人：A一二三系统公司，
类型：
国别省市：