CN110336040A - 一种容量型电池的集流体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种容量型电池的集流体，其特征在于，集流体包括环形的主体，所述主体上设有轴向贯穿的开口，所述主体上开设多个通孔，所述主体上端设有条形的极耳以及朝外水平伸出的定位片。本发明利用具有开口的主体使集流体极易安装，装配时将集流体夹住后稍用力使其外径变小后装入，集流体由于材料具有一定弹性，回弹后集流体外壁与正极碳环能紧密接触，不会对正极碳环内壁造成损伤，同时可以很好的降低电池的内阻，确保电池使用后期内阻增幅较小。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产，具体地指一种容量型电池的集流体。
背景技术
现有集流体均采用钢网或镍网裁切成小片状，再点焊到正极芯杆上，一般形状为沿芯杆长度方向的条形片，如图1所示。现有锂亚电池结构为：锂亚电池的外壳内壁紧贴有环形锂带，正极颗粒料(90wt％以上为乙炔黑)压紧填充于锂带空腔内，正极颗粒料顶部、底部、外壁均设有隔膜，正极颗粒料内有电解液，当现有集流体应用于该锂亚电池结构时，具有如下缺陷：
(1)由于集流体的网面接触正极的面积相对较小，插入正极颗粒料后其分布区域有限，会导致集流效果差，尤其是电池在平躺状态下，如果集流网的网面正好为水平状态，则上方电流难以收集，其放电性能更不理想；
(2)由于芯杆和集流网插入正极颗粒料内时，会对正极颗粒料造成破坏，芯杆正下面球料会由于芯杆的插入受力，会非常板结，集流网由于是由片状材料冲压而成，其边缘必然会有网刺，集流网插入正极内时网刺也会把碳颗粒球状结构破坏掉；
(3)由于芯杆和集流网需要穿破正极颗粒料顶部的隔膜(面膜)，极易使面膜四周边缘翘起来，导致内部正极颗粒料脱出由于电液的流动性会导致碳正极颗粒流动后直接与负极锂带接触，造成电池内部短路从而引起输出容量减少或电池在实际使用时被提前耗完。
因此，需要开发出一种结构简单、集流效果好、安装方便且对正极无破坏的容量型电池的集流体。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、集流效果好、安装方便且对正极无破坏的容量型电池的集流体。
本发明的技术方案为：一种容量型电池的集流体，其特征在于，集流体包括环形的主体，所述主体上设有轴向贯穿的开口，所述主体上开设多个通孔，所述主体上端设有条形的极耳以及朝外水平伸出的定位片。
优选的，多个所述定位片沿主体周向间隔设置，所述定位片周向间隔设置，各所述定位片与主体连接处设有工艺孔。
优选的，所述极耳包括与主体连接的连接条以及位于连接条上端的焊片，所述焊片水平宽度大于连接条水平宽度。
优选的，所述开口相对的两侧边缘朝主体内弯折形成第一翻边和第二翻边，所述第一翻边和第二翻边与主体间圆弧过渡。
进一步的，所述主体在开口两侧设有朝下延伸相互远离至底部的第一斜边和第二斜边，所述第一斜边和第二斜边分别与第一翻边和第二翻边同侧对应。
优选的，所述极耳根部与开口在主体上端径向对应。
优选的，所述通孔在主体上轴向间隔排列成行，多行通孔周向间隔设置成阵列。
优选的，所述集流体一体成型。
本发明的有益效果为：
1.环形集流体极易安装，正极颗粒料压装成筒状的正极碳环，集流体装配时被夹住受力后使外径变小后装入正极碳环内，集流体由于材料具有一定弹性，回弹后集流体外壁与正极良好贴合，不会对正极碳环内壁造成损伤，同时降低内阻，确保电池使用后期内阻增幅较小。
2.随着后期负极锂消耗后，造成正极碳环也向外扩大，环形的集流体由于弹性产生的张力，会从电池开始使用到电池使用到尾期，集流体始终与正极碳环充分接触，因此电池的内阻增加的幅度要远小于传统集流网的工艺，因此其输出容量会更多。
3.环形集流体由于与正极碳环接触面大，接触更紧，因此对正极碳环来说，碳正极利用率也会越高，即碳正极的比容量会更高，因此在装配电芯时可以使用更少量的正极碳颗粒料，由此节约出来的空间，可以注入更多的电解液，更多的电解液，可以提高电池的输出容量，提高产品的一致性。
4.由于集流体的中空结构，因此电池可以储存更多游离的电解液在中间空间区域，更多的游离电解液可以确保电池在使用后期，能更好的补充到碳正极内，可以继续维持稳定的电化学反应，从而可以确保电池输出更高的容量。
5.面膜可根据正极碳环形状设置成环形，且直径大小一致，集流体的定位片可配合将面膜固定。
附图说明
图1为现有技术中集流体结构示意图
图2为本发明集流体结构示意图
图3为本发明集流体俯视图
图4为本发明集流体立体图
图5为本发明集流体与上盖连接示意图
其中：1-主体2-开口3-通孔4-极耳5-定位片6-第一翻边7-第二翻边8-第一斜边9-第二斜边10-集流体11-上盖12-芯杆41-连接条42-焊片51-工艺孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为现有技术中集流体结构示意图，已在背景技术中详细介绍，于此不再赘述。
如图2-4所示，本发明提供的一种容量型电池的集流体，集流体10包括圆筒形的主体1，主体1上设有轴向贯穿的开口2，主体1上开设多个通孔3且主体1上端轴向延伸形成极耳4。主体1上端轴向延伸形成定位片5，多个定位片5周向间隔设置，各定位片5与主体1连接处设有工艺孔51。本实施例中轴向即图2中上下向。
极耳4包括与主体1连接的连接条41以及位于连接条41上端的焊片42，焊片42水平宽度大于连接条41水平宽度。
开口2相对的两侧边缘朝主体1内弯折形成第一翻边6和第二翻边7，第一翻边6和第二翻边7与主体1间圆弧过渡。主体1在开口2两侧设有朝下延伸相互远离至底部的第一斜边8和第二斜边9，第一斜边8和第二斜边9分别与第一翻边6和第二翻边7同侧对应。
极耳4根部与开口2在主体1上端径向对应。极耳4位于两相邻的定位片5之间。通孔3在主体1上轴向间隔排列成行，多行通孔3周向间隔设置成阵列。集流体10为一体冲压成型，即冲压成片状后卷曲而成，材质为有一定硬度和弹性的304、306不锈钢或镍材质。
本发明的装配过程为：
将正极颗粒料压装成筒状的正极碳环，再在正极碳环顶部设置面膜，先设置内外径与正极碳环内外径对应的环形的第一面膜，将集流体10穿过第一面膜装入正极碳环内：常态下集流体10的外径略大于正极碳环内径，装配时通过夹具作用于第一翻边6和第二翻边7上，将主体1外径挤压变小后装入，主体1由于材料具有一定弹性，回弹后主体1外壁与正极良好接触。第一翻边6和第二翻边7避免了开口2边缘产生毛刺对正极碳环内壁造成刮擦，第一斜边8和第二斜边9作用为防止装入时开口2两侧底部刮到正极碳环内壁，将已经成型好的碳环结构破坏或将其碳颗粒刮落。极耳4根部在开口2的径向对应处，可以使极耳4尽量远离开口2，避免对夹具安装造成干扰。
如图5所示，装入后集流体10的定位片5下压固定第一面膜，在第一面膜上方再设置圆形的第二面膜(外径略大于正极碳环外径)，第二面膜向下直接穿过极耳4压紧覆于定位片5上方即可，第一面膜避免了正极碳环顶面的颗粒料泄露，第二面膜防止有正极碳环内壁的颗粒料从集流体的通孔3泄露，到集流体筒内部后流到面膜上面与负极锂接触(正极碳环、第一面膜、第二面膜图中均未画出)。
最后将极耳4的焊片42与上盖11上的芯杆12焊接，用于将集流体10的电流导流到芯杆。焊片42水平宽度大于连接条41，便于与芯杆点焊。
由于正极碳环外壁的边膜与壳体之间设置有负极锂片，随着后期负极锂消耗后，造成正极碳环外径也向外扩大，集流体10由于弹性产生的张力，会从电池开始使用到电池使用到尾期，集流体10始终与正极碳环接触充分，因此电池的内阻增加的幅度要远小于现有集流体，因此其输出容量会更多。
由于集流体10的环状中空结构，因此电池可以储存更多游离的电解液在中间空间区域，更多的游离电解液也可以确保电池输出容量更高不会对正极碳环内壁造成损伤，同时可以很好的降低内阻，确保电池使用后期内阻增幅较小。
Claims (8)
1.一种容量型电池的集流体，其特征在于，集流体(10)包括环形的主体(1)，所述主体(1)上设有轴向贯穿的开口(2)，所述主体(1)上开设多个通孔(3)，所述主体(1)上端设有条形的极耳(4)以及朝外水平伸出的定位片(5)。
2.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，多个所述定位片(5)沿主体(1)周向间隔设置，各所述定位片(5)与主体(1)连接处设有工艺孔(51)。
3.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述极耳(4)包括与主体(1)连接的连接条(41)以及位于连接条(41)上端的焊片(42)，所述焊片(42)水平宽度大于连接条(41)水平宽度。
4.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述开口(2)相对的两侧边缘朝主体(1)内弯折形成第一翻边(6)和第二翻边(7)，所述第一翻边(6)和第二翻边(7)与主体(1)间圆弧过渡。
5.如权利要求4所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述主体(1)在开口(2)两侧设有朝下延伸相互远离至底部的第一斜边(8)和第二斜边(9)，所述第一斜边(8)和第二斜边(9)分别与第一翻边(6)和第二翻边(7)同侧对应。
6.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述极耳(4)根部与开口(2)在主体(1)上端径向对应。
7.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述通孔(3)在主体(1)上轴向间隔排列成行，多行通孔(3)周向间隔设置成阵列。
8.如权利要求1所述的容量型电池的集流体，其特征在于，所述集流体(10)一体成型。
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