CN216671690U - 一种锂电池集流体及锂亚硫酰氯电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池集流体及锂亚硫酰氯电池，涉及锂电池技术领域。该锂电池集流体用于插入锂电池的正极包内，集流体包括柱状的集流本体，集流本体的外壁设有若干集流触点，集流触点为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽。该锂电池集流体结构设计合理精巧，通过设置若干集流触点以增大集流体与正极包活性物质的接触面积，从而提高集流效果和放电性能及提高电池的质量；集流环由于与正极碳环接触面大，接触更紧，因此对碳正极来说，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碳正极，由此节约出来的空间，可以注入更多的电解液。

Description

一种锂电池集流体及锂亚硫酰氯电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池集流体及锂亚硫酰氯电池。

背景技术

锂电池是由于其高比能量、广泛的工作温度范围、低自放电率、高安全性等优点成为电池的重要发展方向，同时由于金属锂元素原子半径小，具有最低的电化学势，锂电池相比其他电池具有更大的市场应用潜力。

锂亚硫酰氯电池内部结构为正极、负极、隔膜、电解液以及正负极集流体。集流体作为正负极的集流装置，其功能主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成一定的电流对外输出，其导电性和集流性与电池放电性能关系密切。

目前市面上锂亚硫酰氯电池分两种结构，以大电流输出为主的功率型以及以小电流输出为主的容量型。在容量型产品上，集流体一般是不锈钢柱，插入正极碳之中，如果不锈钢柱表面有氧化或者与活性物质接触不好，减小了集流体与正极包的接触面积，导致集流效果差容易影响到电池整体放电性能及电池质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的液位检测装置存在着上述的问题，提供了一种结构设计合理精巧，可避免集流体损坏，通过增大集流体与正极包活性物质的接触面积，提高集流效果和放电性能的锂电池集流体及锂亚硫酰氯电池。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种锂电池集流体，所述集流体用于插入锂电池的正极包内，所述集流体包括柱状的集流本体，所述集流本体的外壁设有若干集流触点，所述集流触点为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽。

优选的，所述集流本体包括集流柱及包裹于集流柱外壁的集流环，所述集流环与集流柱之间固定连接，所述集流触点设置于集流环的外壁。

优选的，所述集流环为环形网状结构。

优选的，所述集流环包括若干同轴设置的最小环体，相邻最小环体之间通过固定片固定连接。

优选的，所述集流触点为柱状凸起或半球形凸起。

优选的，所述集流柱为不锈钢材质，所述集流环为镍材质，所述集流环焊接于集流柱的外壁。

优选的，所述集流触点呈阵列分别的方式设置于所述集流环的外壁，所述集流环的厚度为2-8μm。

优选的，所述集流环的长度小于集流柱的长度。

一种锂亚硫酰氯电池，包括上述的锂电池集流体，还包括上端开口的中空的壳体，所述壳体的上端密封有盖帽；所述壳体内由外至内依次设置有负极片、边膜、正极，所述正极的上下端密封有上隔膜和下隔膜，所述上隔膜与盖帽之间填充有电解液；所述集流本体同轴连接于壳体内部，并由上至下穿过上隔膜和正极，所述集流本体的端部连接正极端子，所述正极端子穿过盖帽，并与盖帽之间密封绝缘连接。

优选的，所述负极片为锂片；所述上隔膜、下隔膜、边膜为玻璃纤维非织造布。

优选的，所述集流本体的一端与正极端子通过连接片连接。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：该锂电池集流体用于插入锂电池的正极包内，在本方案中应用于锂亚硫酰氯电池中，集流体包括柱状的集流本体，集流本体的外壁设有若干集流触点，集流触点为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽。该锂电池集流体结构设计合理精巧，通过设置若干集流触点以增大集流体与正极包活性物质的接触面积，从而提高集流效果和放电性能及提高电池的质量；集流环由于与正极碳环接触面大，接触更紧，因此对碳正极来说，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碳正极，由此节约出来的空间，可以注入更多的电解液；集流本体包括集流柱及包裹于集流柱外壁的集流环，集流环与集流柱之间固定连接，集流触点设置于集流环的外壁，通过不锈钢集流柱支撑集流环，在一定程度上保证电池结构的稳定，避免集流环损坏，增强电池的防震能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中锂亚硫酰氯电池的剖面图；

图2是本实用新型实施例中集流本体的结构图；

图3是本实用新型实施例中集流环展开的结构图；

图4是本实用新型另一实施例中集流环的结构图；

图5是本实用新型另一实施例中集流环的正视图；

图6为本实用新型实施例中锂亚硫酰氯电池中不设置集流环时常温80MA放电性能曲线示意图；

图7为本实用新型实施例中锂亚硫酰氯电池中设置集流环后常温80MA放电性能曲线示意图；

图中：1为集流柱，2位集流环，3为集流触点，4为最小环体，5为固定片，6为连接片，7为壳体，8为玻璃绝缘子，9为正极端子，10为负极片，11为边膜，12为上隔膜，13为下隔膜，14为盖帽，15为电解液。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，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。

实施例：参考图1-7，本实用新型主要针对目前市面上锂亚硫酰氯电池的集流体一般是不锈钢柱并插入正极碳之中，如果不锈钢柱表面有氧化或者与活性物质接触不好，减小了集流体与正极包的接触面积，导致集流效果差容易影响到电池整体放电性能及电池质量灯问题，提供了一种锂电池集流体，该集流体用于插入锂电池的正极包内，集流本体的外壁设有若干集流触点3，集流触点3为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽，通过设置集流触点3增加集流本体与碳正极的接触面积，从而提高集流效果和放电性能。

具体的，集流本体包括集流柱1及包裹于集流柱1外壁的集流环2，集流环2与集流柱1之间固定连接，集流触点3设置于集流环2的外壁。在本实施例中，集流环2环绕集流柱1圆周方向设置，并通过点焊的方式焊接于集流柱1的外壁。在本实施例中，集流柱1为不锈钢材质，集流环2为镍材质。

具体的，集流触点3的数量为若干且呈阵列分别的方式设置于集流环2的外壁，相邻集流触点3之间的间距相等。

具体的，集流触点3为一体连接于集流环2外壁的柱状凸起或半球形凸起或三棱柱或多棱柱，从而提高与碳正极的接触面积，当然集流触点3也可以为设置于集流环2外壁的弧形凹槽。若集流触点3为设置于集流环2外壁的凸起，凸起的高度可以为1-3mm，在本实施例中，集流环2的厚度为2-8μm，优选为5μm。

在一具体的实施例中，如图2、图3所示，集流环2为环形网状结构，集流环2可以为一体形成的两端开口的圆筒形网状结构，也可以为平面网状结构，并通过点焊的方式环绕集流柱1外壁固定。

在另一具体的实施例中，如图4、图5所示，集流环2包括若干同轴设置的最小环体4，相邻最小环体4之间通过固定片5固定连接，集流环2包裹焊接于集流柱1的外壁。在本实施例中，若干环体沿轴向等间距分布，相邻最小环体4之间通过固定片5固定连接，并形成集流环2。

该锂亚硫酰氯电池，还包括上端开口的中空的壳体7，本实施例中，壳体7为不锈钢材质，壳体7的上端密封有盖帽14；壳体7内由外至内依次设置有负极片10、边膜11、正极，正极的上下端密封有上隔膜12和下隔膜13，上隔膜12与盖帽14之间填充有电解液15；集流本体同轴连接于壳体7内部，并由上至下穿过上隔膜12和正极，集流本体的端部连接正极端子9，正极端子9穿过盖帽14，并与盖帽14之间密封绝缘连接；当然，集流本体也可穿过盖帽14的轴心位置并与正极端子9连接。在本实施例中负极片10为锂片，上隔膜12、下隔膜13、边膜11为玻璃纤维非织造布。

具体的，在另外的实施例中，盖帽14的中心与上隔膜12的中心位置均设有供集流本体穿过的通孔，集流本体包括集流柱1及包裹于集流柱1外壁的集流环2，集流柱1的一端位于正极的轴心位置，另一端依次穿过上隔膜12、电解液15、盖帽14，并于盖帽14外侧的正极端子9一体连接；本实施例中，集流柱1与盖帽14之间密封绝缘连接。

具体的，正极端子9或集流柱1与盖帽14通过玻璃绝缘子8密封绝缘连接。

在制备时，将正极丸粒压实成型得到轴向贯通的正极，并将负极片10即锂片放入壳体7内并沿壳体7内壁滚压成型，紧贴锂带放入边膜11；在壳体7底面放入下隔膜13然后放入上述压实成型得到的正极，集流环2环绕集流柱1焊接后插入正极轴心并向下延伸，在正极的环形顶面放入上隔膜12，在本实施例中，上隔膜12、下隔膜13、边膜11为玻璃纤维非织造布；注入电解液15后将盖帽14焊接于盒体的上端。在本实施例中，由于集流环2位于正极内，且位于上隔膜12和下隔膜13之间，因此，集流环2的长度小于集流柱1的长度。

具体的，在另外的实施例中，集流本体的一端与正极端子9通过连接片6连接，即集流柱1的上端不穿过盖帽14，正极端子9穿过盖帽14，集流柱1的上端与正极端子9的下端通过金属的连接片6进行焊接。

本实用新型中的锂电池集流体用于插入的正极内，且应用于锂亚硫酰氯电池中，集流体包括柱状的集流本体，集流本体的外壁设有若干集流触点3，集流触点3为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽。该锂电池集流体结构设计合理精巧，通过设置若干集流触点3以增大集流体与正极包活性物质的接触面积，从而提高集流效果和放电性能及提高电池的质量；如图6、图7所示，图6为本实用新型实施例中锂亚硫酰氯电池中不设置集流环时常温80MA放电性能曲线示意图；图7为本实用新型实施例中锂亚硫酰氯电池中设置集流环后常温80MA放电性能曲线示意图；以LRD型号为例，通过对比焊接集流环前后电池常温80MA放电性能：从图中放电曲线可以看出，焊接集流环前放电平台和放电容量分散，一致性不好且容量低；而焊接集流环后的放电平台更稳定，容量更高(提升20-30％)，一致性更好。集流环2由于与正极碳环接触面大，接触更紧，因此对碳正极来说，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碳正极，由此节约出来的空间，可以注入更多的电解液15；集流本体包括集流柱1及包裹于集流柱1外壁的集流环2，集流环2与集流柱1之间固定连接，集流触点3设置于集流环2的外壁，通过不锈钢集流柱1支撑集流环2，在一定程度上保证电池结构的稳定，避免集流环2损坏，增强电池的防震能力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种锂电池集流体，所述集流体用于插入锂电池的正极包内，其特征在于，所述集流体包括柱状的集流本体，所述集流本体的外壁设有若干集流触点，所述集流触点为一体连接于集流本体的外壁的凸起或凹槽。

2.根据权利要求1所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流本体包括集流柱及包裹于集流柱外壁的集流环，所述集流环与集流柱之间固定连接，所述集流触点设置于集流环的外壁。

3.根据权利要求2所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流环为环形网状结构。

4.根据权利要求2所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流环包括若干同轴设置的最小环体，相邻最小环体之间通过固定片固定连接。

5.根据权利要求3或4所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流触点为柱状凸起或半球形凸起。

6.根据权利要求2所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流柱为不锈钢材质，所述集流环为镍材质，所述集流环焊接于集流柱的外壁。

7.根据权利要求2所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流触点呈阵列分别的方式设置于所述集流环的外壁，所述集流环的厚度为2-8μm。

8.根据权利要求2所述的锂电池集流体，其特征在于，所述集流环的长度小于集流柱的长度。

9.一种锂亚硫酰氯电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的锂电池集流体，还包括上端开口的中空的壳体，所述壳体的上端密封有盖帽；所述壳体内由外至内依次设置有负极片、边膜、正极，所述正极的上下端密封有上隔膜和下隔膜，所述上隔膜与盖帽之间填充有电解液；所述集流本体同轴连接于壳体内部，并由上至下穿过上隔膜和正极，所述集流本体的端部连接正极端子，所述正极端子穿过盖帽，并与盖帽之间密封绝缘连接。

10.根据权利要求9所述的锂亚硫酰氯电池，其特征在于，所述负极片为锂片；所述上隔膜、下隔膜、边膜为玻璃纤维非织造布。

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