CN213752760U - 一种集流体及锂亚电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集流体及锂亚电池，属于锂亚电池技术领域。该锂亚电池包括集流体，集流体包括盖组、芯杆和集流网，其中，芯杆连接于盖组上；集流网为十字形集流网，集流网连接于芯杆上，集流网的底部呈锥形结构。该集流体及锂亚电池集流面积大、活性物质利用高，从而提高了放电能力以及放电容量；并且不受电池放置方式的影响。

Description

一种集流体及锂亚电池

技术领域

本实用新型涉及锂亚电池技术领域，尤其涉及一种集流体及锂亚电池。

背景技术

锂亚电池是目前化学电源中高比能量的电池，具有高工作电压、贮存寿命长、工作温度范围宽、使用维护方便及适应性强等优点，近年来在以国防领域为代表的国民经济中有着广泛的应用。

目前，在锂一次电池领域，锂亚电池是应用最广泛的电池之一，不同厂家的锂亚电池结构各不相同，例如：采用圆柱状炭包+单片集流网结构、采用圆环状炭包+中空环状结构(金属环或金属网)、采用圆柱状+多根金属针结构等，其中，采用单片集流网结构的电池集流效果差，特别是放电末期会导致极化严重，活性材料利用率低；采用中空环状结构电池平躺放电中后期由于电解液存在环状腔体中部，无法将电解液传递到上部，造成活性物质利用也很低；采用多根针状结构，集流面积有限，集流效果也不好，特别是大电流放电时，放电容量急剧下降。

因此，亟需一种集流面积大、正负极有效反应空间较大且不受电池放置方式影响的集流体及锂亚电池，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种集流体及锂亚电池，该集流体及锂亚电池集流面积大、活性物质利用高，从而提高了放电能力以及放电容量；并且不受电池放置方式的影响。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种集流体，包括：

盖组；

芯杆，所述芯杆连接于所述盖组上；

集流网，所述集流网为十字形集流网，所述集流网连接于所述芯杆上，所述集流网的底部呈锥形结构。

作为一种集流体的优选技术方案，所述集流网焊接于所述芯杆上。

作为一种集流体的优选技术方案，所述集流网为镍网或者不锈钢网。

作为一种集流体的优选技术方案，所述盖组上设置有注液孔。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种锂亚电池，包括如上所述的集流体。

作为一种锂亚电池的优选技术方案，所述锂亚电池还包括钢壳、锂片、炭包和隔膜，所述钢壳内部自内向外依次设置有所述炭包、所述隔膜和所述锂片，所述锂片与所述钢壳内壁面相接触，所述集流体中的所述集流网和部分所述芯杆设置于所述炭包内。

作为一种锂亚电池的优选技术方案，所述隔膜的材质为玻璃纤维。

作为一种锂亚电池的优选技术方案，所述炭包由丸状颗粒挤压而成。

作为一种锂亚电池的优选技术方案，所述锂亚电池还包括盖膜，所述盖膜盖设于所述炭包的上部。

作为一种锂亚电池的优选技术方案，所述锂亚电池还包括压片，所述压片压设于所述盖膜上。

本实用新型提供了一种集流体及锂亚电池，该锂亚电池包括集流体，集流体包括盖组、芯杆和集流网，通过将集流网设置为十字形集流网，从而提高了集流面积，增大了集流网与正极材料的接触面积，活性物质利用更高，使得大电流放电能力更好，放出的电容更高；由于是网状结构，从而减少集流网占用正负极有效反应空间；集流网的底部呈锥形结构，减少对正极的破坏，可进一步保证电池的放电能力和放电容量；相较于传统的单片集流网结构，本实用新型中的集流网由于为十字形的对称结构，从而其不论是竖直放置还是水平放置，集流网与电解液和正极的有效接触面积均较大，因此，本实用新型中的集流网不受电池放置方式的影响。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的集流体和压片的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的集流体和压片的主视图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的锂亚电池的主视图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的锂亚电池的俯视图。

附图标记：

1、盖组；2、芯杆；3、集流网；4、钢壳；5、锂片；6、炭包；7、隔膜；8、盖膜；9、压片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种集流体，该集流体包括盖组1、芯杆2和集流网3，其中，芯杆2连接于盖组1上；集流网3为十字形集流网，集流网3连接于芯杆2上，集流网3的底部呈锥形结构。

通过将集流网3设置为十字形集流网，从而提高了集流面积，增大了集流网3与正极材料的接触面积，活性物质利用更高，使得大电流放电能力更好，放出的电容更高；由于是网状结构，从而减少集流网3占用正负极有效反应空间；集流网3的底部呈锥形结构，减少对正极的破坏，可进一步保证电池的放电能力和放电容量；相较于传统的单片集流网结构，本实施例中的集流网3由于为十字形的对称结构，从而其不论是竖直放置还是水平放置，集流网3与电解液和正极的有效接触面积均较大，因此，本实施例中的集流网3不受电池放置方式的影响。

优选地，集流网3为镍网或者不锈钢网。

优选地，集流网3焊接于芯杆2上。进一步优选地，在本实施例中，集流网3采用电阻焊焊接于芯杆2上。具体地，十字形集流网加工方式为：通过电阻焊的方式，将两片集流网片点焊于芯杆2的对侧部位，然后通过机械设备将两侧的集流网片分别弯折90°，从而得到十字形集流网。通过将集流网3直接电阻焊在芯杆2上，相比于其它方式操作更加简单，自动化程度高；并且集流网片采用不锈钢网或者镍网通过裁切尺寸即可，相较于现有的集流体结构需要特定的模具或者设备才能成型，本实施例中的集流体降低了成本。

优选地，盖组1上设置有注液孔。

本实施例中集流体的加工步骤为：

步骤1：将不锈钢网或镍网放在裁切机上，裁切成所需尺寸的集流网片；

步骤2：取两片集流网片分别平行点焊于芯杆2的对侧；

步骤3：将点焊好的两片集流网片放置于固定折弯模具上弯折90°即可。

如图3和图4所示，本实施例还提供了一种锂亚电池，该锂亚电池包括上述的集流体。

具体地，锂亚电池还包括钢壳4、锂片5、炭包6和隔膜7，钢壳4内部自内向外依次设置有炭包6、隔膜7和锂片5，锂片5与钢壳4内壁面相接触，集流体中的集流网3和部分芯杆2设置于炭包6内。优选地，在本实施例中，锂片5由环形锂带制成，环形锂带通过负极机切片后辊压进入钢壳4，充分紧贴钢壳4的内壁，减少金属之间的接触内阻。进一步优选地，集流体通过压合机挤压方式，挤压到炭包6内部，起到集流的效果。

优选地，隔膜7的材质为玻璃纤维。隔膜7位于锂片5和炭包6中间，起隔离正负极的作用。

优选地，炭包6由丸状颗粒挤压而成。具体地，丸状颗粒压成的炭包6通过称重后放入固定模具中挤压成型，然后放入覆有锂片5的钢壳4中。

如图3所示，锂亚电池还包括盖膜8，盖膜8盖设于炭包6的上部。

如图3所示，锂亚电池还包括压片9，压片9压设于盖膜8上。

本实施例中的锂亚电池的装配过程为：

步骤1：在相对湿度≤1.5％的干燥室中，将带状锂带通过负极机裁切成所需尺寸的锂片5，并将锂片5打入钢壳4中，保证锂片5紧贴钢壳4内壁；

步骤2：在装配好的锂片5内壁放入裁切好尺寸的玻纤隔膜，玻纤隔膜必须紧贴锂片5，同时钢壳4底部也放入直径略大于钢壳4的底膜和F4膜；

步骤3：将称重好的丸粒分一次或者多次装入钢壳4内，并挤压成圆柱状的炭包6，挤压力必须严格控制，挤压力过大或者过小都会影响电池性能；

步骤4：在炭包6顶部放入一层略大于炭包6直径的盖膜8后，再将带有十字形集流网的盖组1通过压盖机压入炭包6中，通过激光焊接方式完成盖组1和钢壳4的封接工序；

步骤5：通过盖组1上端注液孔，将一定量电解液注入电芯腔内，用密封钉或者密封珠完成注液孔的封口；

步骤6：将制作好的电池分别采用竖放和水平放置的方式进行放电，放电电流大小为200mA。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种集流体，其特征在于，包括：

盖组(1)；

芯杆(2)，所述芯杆(2)连接于所述盖组(1)上；

集流网(3)，所述集流网(3)为十字形集流网，所述集流网(3)连接于所述芯杆(2)上，所述集流网(3)的底部呈锥形结构。

2.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流网(3)焊接于所述芯杆(2)上。

3.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述集流网(3)为镍网或者不锈钢网。

4.如权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述盖组(1)上设置有注液孔。

5.一种锂亚电池，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的集流体。

6.如权利要求5所述的锂亚电池，其特征在于，所述锂亚电池还包括钢壳(4)、锂片(5)、炭包(6)和隔膜(7)，所述钢壳(4)内部自内向外依次设置有所述炭包(6)、所述隔膜(7)和所述锂片(5)，所述锂片(5)与所述钢壳(4)内壁面相接触，所述集流体中的所述集流网(3)和部分所述芯杆(2)设置于所述炭包(6)内。

7.如权利要求6所述的锂亚电池，其特征在于，所述隔膜(7)的材质为玻璃纤维。

8.如权利要求6所述的锂亚电池，其特征在于，所述炭包(6)由丸状颗粒挤压而成。

9.如权利要求6所述的锂亚电池，其特征在于，所述锂亚电池还包括盖膜(8)，所述盖膜(8)盖设于所述炭包(6)的上部。

10.如权利要求9所述的锂亚电池，其特征在于，所述锂亚电池还包括压片(9)，所述压片(9)压设于所述盖膜(8)上。

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