CN220290843U - 棒状集流体和电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种棒状集流体和电池。该棒状集流体用于与电解质接触以汇集电流，其能够增加集流体和电解质的接触面积，提高了集流效果，减小电池的内阻，增加电池的放电量。该棒状集流体包括集流棒和集流槽。该集流棒包括集流部和导流部，该集流部用于插设于该电解质以汇集电流，该导流部用于露出该电解质以导出电流。该集流槽被开设于该集流部，用于增加该集流部与该电解质的接触面积。

Description

棒状集流体和电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种棒状集流体和电池。

背景技术

碱锰电池相较于普通电池，具有耐用、电流量大、储存寿命长等特点。被广泛的应用于通信、电子计算机、小功率电子仪器等仪器的直流电源。此外，碱锰电池中的电解质呈液态，整体内阻更小，因而产生的电流量要比同体积的普通电池大很多。普通电池在放电时由于内部化学反应会产生一些气体，导致电池电压不稳定，而碱锰电池在放电时，内部不产生气体，因而电压也较稳定。

碱锰电池一般包括外壳，电解质，隔离层和正极集流体和负极集流体等其他元件。隔离层将电解质隔离成阴极和阳极两个区域，正极集流体与阳极区域的电解质接触，负极集流体与阴极区域的电解质接触，通过将电解质发生氧化还原反应产生的电子导向负极集流体，电子经过外部电路回到正极集流体后在与阳极区域，以形成电流。通过将电解质储存的化学能转化为电能来完成放电。其中，集流体的电阻是影响电池内阻的主要因素之一。

碱锰电池的内阻对碱锰电池的使用寿命有较大影响，一方面，内阻越低，电池内部的损耗就越小，电池的容量就越大，能够输出的电流量就越大。另一方面，内阻增大，电流在经过电池内部时产生的热量越大，使得电池内部温度环境变化，温度升高会恶化电池性能，造成安全隐患。因此需要尽可能的降低电池的内阻。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供了一种棒状集流体和电池，其能够增加集流体和电解质的接触面积，提高了集流效果，减小电池的内阻，增加电池的放电量。

本实用新型的另一个优势在于提供了一种棒状集流体和电池，其只需通过激光蚀刻或机械压花的方法即可增加集流体本身的表面积。

基于此，为了实现本实用新型上述至少一个优势或其他优点和目的，本实用新型提供了一种棒状集流体，用于与电解质接触以汇集电流，包括：

集流棒，所述集流棒包括集流部和导流部，所述集流部用于插设于该电解质以汇集电流，所述导流部用于露出所述电解质以导出电流；以及

集流槽，所述集流槽被开设于所述集流部，用于增加所述集流部与该电解质的接触面积。

根据本申请的一个实施例，所述集流槽包括自所述集流部的第二端向所述导流部凹陷的集流腔，以使所述集流部形成集流管。

根据本申请的一个实施例，所述集流槽进一步包括多条集流纹路，所述集流纹路自所述集流管的管壁向内凹陷。

根据本申请的一个实施例，所述集流槽包括多条集流纹路，所述集流纹路自所述集流部的外表面向内凹陷。

根据本申请的一个实施例，多条所述集流纹路相互交叉以在所述集流部上形成阵列排布的多个规则图形单元。

根据本申请的一个实施例，所述规则图形单元为矩形或三角形。

根据本申请的一个实施例，所述集流纹路是通过在所述集流部的外表面进行激光蚀刻或机械压花而形成的。

根据本申请的一个实施例，所述集流纹路的深度在0.1mm到0.3mm之间。

根据本申请的一个实施例，所述集流棒的材料选自铜、铝以及不锈钢中的一种。

根据本申请的另一方面，本实用新型进一步提供了一种电池，包括：

电池主体；以及

如上述一所述的棒状集流体，所述棒状集流体安装于所述电池主体。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的棒状集流体的示意图，其中集流部具有集流腔；

图2示出了根据本申请的上述实施例的棒状集流体的变形实施例的示意图，其中集流部具有集流腔且集流部的表面开设有集流纹路；

图3示出了根据本申请的上述实施例的棒状集流体的变形实施例的示意图，其中集流部的外表面开设有集流纹路。

附图标记：1、棒状集流体；10、集流棒；11、集流部；111、集流管；12、导流部；20、集流槽；21、集流腔；22、集流纹路。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本实用新型的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”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者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

具体地，请参照图1至图3，本申请提供了一种棒状集流体1，该棒状集流体1用于与电解质接触以汇集电流，该棒状集流体1包括集流棒10和集流槽20。该集流棒10包括集流部11和导流部12，该集流部11用于插设于该电解质以汇集电流，该导流部12用于露出该电解质以导出电流。该集流槽20被开设于该集流部11，用于增加该集流部11与该电解质的接触面积。当该集流棒10被插设于该电解质时，该集流部11的表面不仅能够与该电解质接触，该集流槽20的槽壁也能与该电解质接触，增加了该集流部11与该电解质的接触面积，提高了集流效果，从而减小电池的内阻，增加电池的放电量。

换而言之，由于电池的结构设计相对固定，对于集流体的结构设计有一定的限制，单纯通过增加集流体的尺寸的方法并不可靠。因此，在不改变该集流棒10的尺寸的情况下，通过在该集流棒10的该集流部11上开设出该集流槽20，来变相地增加集流棒10与电解质的接触面积，不需要对电池的结构做出改变，整体结构简单，生产加工成本低。

可选地，如图1所示，根据本申请的一个实施例，该集流槽20包括自该集流部11的第二端向该导流部12凹陷的集流腔21，以使该集流部11形成集流管111。换而言之，该集流腔21由该集流部11的第二端向第一端凹陷，以使该集流部11形成集流管111，该导流部12一体地连接于该集流管111。如此设置，通过将该集流部11的一端镂空，使得该电解质能够进入该集流腔21，并与该集流管的内表面接触，能够大幅提升该集流部11与该电解质的接触面积，增加集流部11的导电面积，显著地降低电池的内阻。

示例性地，根据本申请的一个实施例，该集流部11的直径在3mm到6mm之间。该集流管的管壁的厚度在0.05mm到1.0mm之间。

优选地，如图2所示，根据本申请的一个变形实施例，该集流槽20进一步包括多条集流纹路22，该集流纹路22自该集流管111的管壁向内凹陷。通过在该集流管111的外表面开设出多条集流纹路22，该电解质能够进入该集流纹路22内与该集流管111接触，进一步增加了该集流管111与该电解质的接触面积，以更好的降低电池的内阻。

值得注意的是，根据本申请的一个实施例，该集流纹路22也可以被开设于该集流管的内表面，以增加该集流腔21与该电解质的接触面积。

特别地，基于该棒状集流体1的尺寸和制作工艺考虑，针对尺寸较小的电池，对该集流体的尺寸有较大限制，在小尺寸的该集流体上加工该集流腔21较为困难。而对于本申请的该棒状集流体1来说，该集流部11也可以取消该集流腔21，只保留该集流纹路22。因此，如图3所示，根据本申请的一个变形实施例，该集流槽20包括多条集流纹路22，该集流纹路22自该集流部11的外表面向内凹陷。如此一来，即便是针对尺寸较小的电池，也能够通过在该集流部11上开设该集流纹路22的方式来增加该集流部11和该电解质的接触面积。

示例性地，根据本申请的一个实施例，该集流部11的直径在1mm到3mm之间。

可以理解的是，该集流纹路22的深度有一定限制，深度过浅对于增加该集流部11与该电解质的接触面积的效果不大，深度过深对于该集流部11的结构强度有一定的影响，容易造成安全隐患。所以，根据本申请的一个实施例，该集流纹路22的深度在0.1mm到0.3mm之间。如此设置，既能满足具有足够的深度来增加该集流部11与该电解质的接触面积的需求，又能保证该集流部11的结构强度。

优选地，根据本申请的一个实施例，多条该集流纹路22相互交叉以在该集流部11上形成阵列排布的多个规则图形单元。如此设置，一方面，能够使该集流纹路22尽可能多的排布于该集流部，最大程度地增加该集流部11和该电解质的接触面积。另一方面，规则的图形在加工时更容易被实施，对于加工设备的要求也更低，能够更好地降低生产成本。

示例性地，如图2和图3所示，根据本申请的一个实施例，该规则图形单元为矩形或三角形。如此设置，矩形或三角形能够更规则、更均匀地排布在该集流部11的表面，也更容易被实施。

特别地，根据本申请的一个实施例，该集流纹路22是通过在该集流部11的外表面进行激光蚀刻或机械压花而形成的。

值得注意的是，根据本申请的一个实施例，该集流棒10的材料选自铜、铝以及不锈钢中的一种。铜、铝、和不锈钢具有较好的导电性能，不仅成本低廉，而且还具有较好的塑形能力，很适合作为该棒状集流体1的材料。

综上所述，本申请提供了一种棒状集流体1，该棒状集流体1通过在该集流棒10的集流部11上开设集流槽20，来增加该集流部11与电解质的接触面积，以增加该棒状集流体1的导电面积，以起到降低电池内阻，提高电池的放电能力的效果。

根据本申请的另一方面，本实用新型进一步提供了一种电池，该电池可以包括电池主体和如上述一所述的棒状集流体1，该棒状集流体1安装于该电池主体，以与该电池主体内盛放的电解质相接触。

本申请根据上述实施例制备了一例对比例电池和三例实施例电池，对比例为未开设有集流槽20的棒状集流体1，实施例为开设有集流花纹的棒状集流体1，实施例二为开设有集流腔21的棒状集流体1，实施例三为开设有集流腔21和集流花纹的棒状集流体1。测试得到的内阻和按照1.5W/0.65W、2s/28s、5min/h的放电方式，在输出电压为1.05V的情况下，得到的放电次数对比结果如下。

由上表可得，相较于对比例，三个实施例的内阻均有下降，放电次数有明显的提升。因此，可以得出以下结论，在棒状集流体1的集流部11上开设集流花纹和集流腔21能够显著降低电池的内阻，来提升电池的放电能力。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.棒状集流体，用于与电解质接触以汇集电流，其特征在于，包括：

集流棒，所述集流棒包括集流部和与所述集流部的第一端连接的导流部，所述集流部用于插设于该电解质以汇集电流，所述导流部用于露出所述电解质以导出电流；以及

集流槽，所述集流槽被开设于所述集流部，用于增加所述集流部与该电解质的接触面积。

2.根据权利要求1所述的棒状集流体，其特征在于，所述集流槽包括自所述集流部的第二端向所述导流部凹陷的集流腔，以使所述集流部形成集流管。

3.根据权利要求2所述的棒状集流体，其特征在于，所述集流槽进一步包括多条集流纹路，所述集流纹路自所述集流管的管壁向内凹陷。

4.根据权利要求1所述的棒状集流体，其特征在于，所述集流槽包括多条集流纹路，所述集流纹路自所述集流部的外表面向内凹陷。

5.根据权利要求3至4中任意一项所述的棒状集流体，其特征在于，多条所述集流纹路相互交叉以在所述集流部上形成阵列排布的多个规则图形单元。

6.根据权利要求5所述的棒状集流体，其特征在于，所述规则图形单元为矩形或三角形。

7.根据权利要求5所述的棒状集流体，其特征在于，所述集流纹路是通过在所述集流部的外表面进行激光蚀刻或机械压花而形成的。

8.根据权利要求5所述的集流体，其特征在于，所述集流纹路的深度在0.1mm到0.3mm之间。

9.根据权利要求1所述的棒状集流体，其特征在于，所述集流棒的材料选自铜、铝以及不锈钢中的一种。

10.电池，其特征在于，包括：

电池主体；以及

如权利要求1至9中任意一项所述的棒状集流体，所述棒状集流体安装于所述电池主体。