CN206148536U - 一种集流体及包含该集流体的蓄电池极板 - Google Patents

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梅园
张峰博
陈跃武
郭志刚
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Abstract

本实用新型公开了一种集流体及包含该集流体的蓄电池极板，属于蓄电池部件技术领域。所述集流体，由片状金属冲压形成，集流体正、反两面布设有按矩阵状排列的凸起和凹陷，正面的凸起和凹陷与反面的凹陷和凸起一一对应，且同一面中所述凹陷和凸起交错布置。正反两面具有交错布置的凹陷和凸起，使比表面积大大增加，可以包容更多的活性物质，防止活性物质的脱落，有利于提高电池的容量；由于集流体是由曲面形成的，不存在较弱的连接处，可以有效避免集流体的腐蚀，用于大电流充放电。

Description

一种集流体及包含该集流体的蓄电池极板
技术领域
本实用新型涉及蓄电池部件技术领域，具体涉及一种集流体及包含该集流体的蓄电池极板。
背景技术
集流体是电化学电池的一个重要组成部分，在电化学电池中，集流体表面通常承载电极活性材料并接触电解液，能为电化学反应提供电子通道，以加快电子转移，并将电子传输到外电路形成电流。因此，集流体的性能与电化学电池的性能密切相关。
随着各种材料技术的发展，应用于二次电池的集流体结构也随之发生变化。如公告号为CN 203134895U的专利文献公开了一种多孔性集流体金属材料结构，主要是于一薄片状金属材料本体上的至少一侧表面设有凹凸的糙化表面，且于该金属材料本体上设有多数贯通二侧表面的穿孔，并于该金属材料本体外表侧涂布有一活性物质层，该活性物质层可经由糙化表面与该金属材料本体外表侧形成较大接触面积外，并可经由各穿孔相互连通，以产生较佳结合强度。
由于目前各种类型的铅蓄电池设计，其板栅承载活性物质重量都有一定限度。因为，板栅在涂膏的时候，铅膏填涂后的最大厚度不能超过板栅的最大厚度0.3mm，否则容易造成后期使用过程中活性物质脱落，蓄电池活性物质利用率偏低等。因此铅蓄电池活性物质重量对板栅厚度有很大的依赖性、局限性。
如公告号为CN 102623714B的专利文献公开了一种具有凹凸状结构的铅蓄电池板栅。它的主要特征是：凹凸状板栅包括极耳、边框和筋条，采用铅基合金材料制成，其工艺及加工技术简单，便于实现产业化；所述的边框或/和筋条的外表面为凹凸状的非平面。该发明具有提高板栅合金利用率，又能保证单片板栅的活性物质承载量及防止活性物质脱落，相对增加板栅与活性物质之间的比表面，保证蓄电池的容量和各种性能指标不受影响，能够减轻铅蓄电池重量，节约成本的特点。
实用新型内容
本实用新型提供了一种集流体，由片状金属双面冲压而成，正反两面具有交错布置的凹陷和凸起，适用电池材料的双面涂覆，在不影响电池容量的情况下提供更好的支撑和导电网络，有利于大电流放电。
一种集流体，由片状金属冲压形成，集流体正、反两面布设有按矩阵状排列的凸起和凹陷，正面的凸起和凹陷与反面的凹陷和凸起一一对应，且同一面中所述凹陷和凸起交错布置。
本实用新型采用双向冲压成型工艺，即同一块集流体，第一次自正面冲压，曲面凸起伸向反面，第二次自反面冲压，曲面凸起伸向正面，形成相互交错状。
正反两面的凸起和凹陷使集流体表面凹凸不平，该结构使比表面积大大增加，可以包容更多的活性物质，防止活性物质的脱落，有利于提高电池的容量。
所述凸起和凹陷可以为规则或非规则曲面，作为优选，所述凸起的纵切面轮廓线为圆弧线、折线、抛物线或正弦曲线。本集流体的凸起可以为一种形状，也可以为多种形状进行排列组合。
本集流体凸起或凹陷可以用以下技术参数进行描述：a、凸起(或凹陷)的底部半径r0；b、凸起(或凹陷)的高度H0；c、凹陷与凸起之间的衔接段高度CH；d、凸起及凹陷曲面的厚度x0。
作为优选，所述凸起的底部半径与高度之比为0.4-4.5:1。
作为优选，相邻的凹陷和凸起之间相互衔接，其衔接部的高度与凸起(或凹陷)高度之比为0.01-0.2:1。
作为优选，凸起及凹陷曲面的厚度为0.35-0.40mm。
更为优选，r0:H0＝1.2:1，CH:H0＝0.05:1。
本实用新型可以作为各种类型电池的集流体，更适用于平板型极板。
作为优选，所述片状金属为铅箔、铝箔或铜箔。作为集流体的金属需具有延展性，适合冲压成型，锂离子电池的集流体多为铝箔或铜箔。
作为优选，所述集流体包括边框，所述边框的正、反面与集流体正、反面的凸起最高点齐平。边框的设置能够减少集流体周边活性物质的脱落。
本实用新型还提供了一种包含所述集流体的蓄电池极板。蓄电池极板包括集流体和活性物质，活性物质涂覆于集流体的正反两面。所述凸起和凹陷按矩阵状有序排列，保证极板各个区域的活性物质的承载量是均一的。相较于传统的平面式集流体，负载的活性物质量大大提高。
与现有技术相比，本实用新型具备的有益效果：
(1)正反两面具有交错布置的凹陷和凸起，使比表面积大大增加，可以包容更多的活性物质，有利于提高电池的容量；
(2)该种设计增加了活性物质与集流体之间的接触面积，有利于防止活性物质的脱落；
(3)由于集流体是由曲面形成的，不存在较弱的连接处，可以有效避免集流体的腐蚀，用于大电流充放电。
附图说明
图1为本实用新型集流体的结构示意图。
图2为本实用新型集流体的侧面剖视图。
图3为图2中A部的局部放大图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的蓄电池极板包括集流体和涂覆于集流体正反两面的活性物质。集流体由片状铜箔采用双面冲压成型工艺形成，如图1和图2所示，集流体正、反两面布设有按矩阵状排列的凸起1和凹陷2，正面的凸起和凹陷与反面的凹陷和凸起一一对应，且同一面中所述凹陷和凸起交错布置。
如图3所示，凸起的纵切面轮廓线为半圆弧线，凸起的底部半径与高度之比为1.1:1，相邻的凹陷和凸起之间相互衔接，其衔接部3的高度与凸起(或凹陷)高度之比为0.05:1。凸起(或凹陷)的厚度为0.40mm。正反两面的凸起和凹陷使集流体表面凹凸不平，该结构使比表面积大大增加，可以包容更多的活性物质，防止活性物质的脱落，有利于提高电池的容量。
集流体的四边设有与集流体正、反面的凸起最高点齐平的边框4。边框的设置能够减少集流体周边活性物质的脱落。
上述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本实用新型还有其他变形，如凸起的纵切面轮廓还可以为折线、抛物线或正弦曲线；凸起可以为一种形状，也可以为多种形状有序排列组合；根据不同类型蓄电池设计凸起的尺寸等。
因此，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种集流体，由片状金属冲压形成，其特征在于，集流体正、反两面布设有按矩阵状排列的凸起和凹陷，正面的凸起和凹陷与反面的凹陷和凸起一一对应，且同一面中所述凹陷和凸起交错布置。
2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述凸起的纵切面轮廓线为圆弧线、折线、抛物线或正弦曲线。
3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述凸起的底部半径与高度之比为0.4-4.5:1。
4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，相邻的凹陷和凸起之间相互衔接，其衔接部的高度与凸起高度之比为0.01-0.2:1。
5.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述片状金属为铅箔、铝箔或铜箔。
6.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，包括边框，所述边框的正、反面与集流体正、反面的凸起最高点齐平。
7.一种包含如权利要求1-6任一所述集流体的蓄电池极板。
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CN112349912A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 美棒技术(上海)有限公司 一种蓄电池板栅、极板及蓄电池

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