TWM573899U - Conductive collector for battery - Google Patents

Abstract

本創作電池用導電集電體包含：外緣部、加強部及多個網孔部，外緣部具有複數個相互連接的外緣片體，而加強部形成於外緣部，並具有複數個加強片體，每一個加強片體斜向於外緣片體，使得每一個加強片體既不垂直也不平行於外緣片體，其中，網孔部形成於外緣部與加強部之間，而網孔部的一側設有複數個第一透孔，並於另一側設有複數個第二透孔，而兩兩第一透孔之間的間距大於兩兩第二透孔之間的間距，藉此，加強片體斜向於外緣片體以及兩透孔之間的間距能夠加強電池用導電集電體的整體結構強度，進而當電池用導電集電體進行彎折時，能防止呈現彎折狀態的電池用導電集電體斷裂破損。

Description

電池用導電集電體

本創作有關於一種作為電池電極的導電電極，特別是一種能增加結構強度的電池用導電集電體，進而當電極材料塗覆於電池用導電集電體並進行彎折時，能避免電池用導電集電體破裂損壞。

電池是一種能將本身內部儲存的化學能轉換為電能的裝置，並且，電池能進一步將電能提供給需要電能的設備，讓該設備能根據電能進行運作，而隨著科技日新月異，使得電池產品從早期的鉛酸電池、鎳鎘電池與鎳氫電池發展到現在的鋰電池。

其中，目前常見的鋰電池具有一中空殼體以及一位在中空殼體內部的捲狀結構，其中，捲狀結構具有一正極、一負極、一隔膜以及一電解液，上述正極與負極兩者進行彎折而都呈現捲狀樣態，而上述正極與負極兩者分別位在上述隔膜的相對兩側，使得上述隔膜位在述正極與負極之間，並且，上述正極與負極兩者的外部表面都接觸於上述電解液，讓上述正極與負極能進行氧化還原反應以產生電能。

然而，目前為了提高鋰電池產生電能的效率，已有製造者在上述正極的正極集電體與負極的負極集電體形成複數個透孔，並將一電極材料塗佈於上述正極集電體與負極集電體，讓上述電極材料的一部分填滿每一個上述透孔，進而上述正極集電體與負極集電體接觸於上述電極材料的面積增加，相對就能增加上述電極材料結合於上述正極集電體與負極集電體的黏合性，致使提高上述正極集電體或負極集電體與電極材料之間的充放電能力，但是，由於上述正極集電體與負極集電體兩者皆設有上述複數個透孔，相對就會降低上述正極集電體與負極集電體兩者本身的結構強度，進而當上述正極與負極兩者進行彎折以改變形體樣態時，上述正極與負極就會容易發生斷裂的情況，致使減少鋰電池的使用壽命。

本創作的主要目的在於改良電極本身的形體樣態，藉以加強電極本身的結構強度，讓電極進行彎折時能避免電極發生斷裂的情形，相對能提高電極的使用壽命。

為實現前述目的，本創作有關於一種電池用導電集電體，上述電池用導電集電體包含：一外緣部、一加強部以及複數個網孔部，上述外緣部具有複數個外緣片體，上述複數個外緣片體相互連接以構成一環圈片體，而上述加強部形成於上述外緣部，並具有複數個位在上述環圈片體內側的加強片體，每一個上述加強片體斜向於上述外緣片體，另外，複數個網孔部形成於上述外緣部與加強部之間，每一個網孔部具有一位在上述網孔部邊緣的第一區域以及一位在上述第一區域一側的第二區域，上述第一區域與第二區域內分別分布有複數個間隔排列的第一透孔與複數個間隔排列的第二透孔，而兩兩上述第一透孔之間的間距形成一第一距離，則兩兩上述第二透孔之間的間距形成一長度短於上述第一距離的第二距離。

於一較佳實施例中，全部的上述加強片體都朝向同一方向傾斜於上述外緣片體，而上述複數個加強片體彼此間隔排列，而上述第一區域與第二區域分別位在上述網孔部的相對兩側，讓上述第一區域與第二區域兩者其中之一相鄰於上述外緣部，而另一個相鄰於上述加強部。

於另一較佳實施例中，一部分的上述加強片體沿著一第一方向傾斜而設為一第一加強片體，而另一部分的上述加強片體沿著一方向不同於第一方向的第二方向傾斜而設為一第二加強片體，於此實施例中，每一個上述第一加強片體的端部相連於其中一個上述第二加強片體，使得上述第一加強片體與第二加強片體之間形成一夾角，進而單一個上述第一加強片體與單一個上述第二加強片體共同構成V字型的外觀樣態，並且，上述第一加強片體的交錯於其中一個上述第二加強片體，使得單一個上述第一加強片體與單一個上述第二加強片體共同構成X字型的外觀樣態。

此外，上述第一區域圍繞於上述第二區域的外緣，使得上述第二區域位在上述第一區域的內側，進而上述第一區域能單獨相鄰於上述加強部或同時相鄰於上述外緣部與加強部。

於前述兩實施例中，上述電池用導電集電體的外觀為矩形，並於外周邊緣設有兩間隔排列的長邊以及兩垂直於上述長邊的短邊，而上述加強片體的長度介於上述長邊與短邊之間，其中，上述複數個第一透孔的端面與上述複數個第二透孔的端面加總形成一透孔面，上述透孔面佔據上述電池用導電集電體的表面40%以上。

並且，上述網孔部進一步具有一位在上述第一區域一側的第三區域，上述第三區域內分布有數個間隔排列的第三透孔，而兩兩上述第三透孔之間的間距形成一長度長於上述第一距離的第三距離。

本創作的特點在於加強部的每一個加強片體都斜向於外緣部的外緣片體，使得每一個加強片體既不垂直也不平行於外緣片體，並再減少位在網孔部邊緣的透孔數量，相對增長透孔與透孔之間的間隔距離，進而能夠加強本創作電池用導電集電體本身的結構強度，致使當電池用導電集電體進行彎折時能避免電極發生斷裂的情形，相對能提高電池用導電集電體的使用壽命。

茲為便於更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

請參閱圖1與圖2所示，本創作電池用導電集電體1主要應用於一電池結構2，電池結構2具有一外觀呈現柱狀的中空殼體20，中空殼體20的內部具有一正極21、一負極22、一隔板23以及一電解液24，如圖1所示，正極21位於隔板23的外側，而負極22位於隔板23的內側，使得正極21與負極22分別位於隔板23的相對兩側，如圖所示，正極21與負極22兩者都呈現捲曲樣態，其中，電解液24接觸於正極21、負極22及隔板23三者的外表面，讓正極21與負極22能進行氧化還原反應以產生電能，於此實施例中，電池結構2可設為鋰電池、燃料電池或是市面上常見的電池種類，而正極21具有一正極集電體(圖未示)以及一塗佈於上述正極集電體的正極材料(圖未示)，則負極22具有一負極集電體(圖未示)以及一塗佈於上述負極集電體的負極材料(圖未示)，並且，本創作電池用導電集電體1能設為正極21的正極集電體或是負極22的負極集電體。

請參閱圖2所示，電池用導電集電體1於第一較佳實施例中具有一由導電材料(銅、鋁、銀、鋅)所構成的導電薄板10，導電薄板10主要由一外緣部11、一加強部12以及複數個網孔部13所構成，外緣部11具有兩個外觀呈現長條形的第一外緣片體111以及兩個外觀呈現長條狀的第二外緣片體112，第一外緣片體111的長度大於第二外緣片體112，而第一外緣片體111垂直於第二外緣片體112，並且，每一個第一外緣片體111的相對兩端分別一對一一體成形於其中一個第二外緣片體112，使得兩個第一外緣片體111與兩個第二外緣遍體相互連接以構造形成一外觀呈現矩形樣態的環圈片體113，則環圈片體113圍繞於加強部12與每一個網孔部13，如圖所示，由於環圈片體113的外觀呈現矩形樣態，使得導電薄板10的整體外觀也呈現矩形樣態，導致導電薄板10的外周邊緣具有兩間隔排列的長邊101以及兩間隔排列的短邊102，而兩長邊101皆垂直於每一個短邊102。

加強部12一體形成於外緣部11，並具有複數個加強片體121，每一個加強片體121位在環圈片體113的內側，而每一個加強片體121的兩端連接於環圈片體113，並且，每一個加強片體121都斜向於第一外緣片體111與第二外緣片體112，使得每一個加強片體121既不垂直也不平行於第一外緣片體111與第二外緣片體112，於此實施例中，複數個加強片體121彼此間隔排列，而每一個加強片體121都沿著一第一方向D1傾斜於第一外緣片體111與第二外緣片體112而設為一第一加強片體121a，於此實施例中，第一加強片體121a的長度介於導電薄板10的長邊101與導電薄板10的短邊102之間。

如圖所示，每一個網孔部13形成於外緣部11與加強部12之間，而每一個網孔部13的局部區域形成一位在網孔部13邊緣的第一區域131，而每一個網孔部13的剩餘區域形成一位在第一區域131一側的第二區域132，於此實施例中，每一個網孔部13的第一區域131圍繞於第二區域132的外緣，使得每一個網孔部13的第二區域132都位在第一區域131的內側，進而每一個網孔部13的第一區域131同時相鄰於外緣部11與加強部12，而第二區域132間隔排列於外緣部11與加強部12。

然而，網孔部13的第一區域131都圍繞於網孔部13的第二區域132僅是方便說明之用，亦如圖3所示，其中一個網孔部13區分為兩部分以形成第一區域131與第二區域132，使得第一區域131與第二區域132位於網孔部13的相對兩側，讓第一區域131單獨相鄰於加強部12，而第二區域132單獨相鄰於外緣部11，並且，第一區域131與第二區域132兩者分別相鄰於加強部12與外緣部11僅是因為圖3所繪製的態樣而方便進行說明，亦即能改變第一區域131與第二區域132兩者的排列方式，讓第一區域131能單獨相鄰於外緣部11，進而第二區域132能單獨相鄰於加強部12。

如圖2所示，每一個網孔部13的第一區域131分布設有複數個第一透孔133，而每一個網孔部13的第二區域132分布設有複數個第二透孔134，如圖所示，複數個第一透孔133彼此間隔排列，使得其中一個第一透孔133與另一個第一透孔133之間的間距形成一第一距離S1，再者，複數個第二透孔134彼此間隔排列，使得其中一個第二透孔134與另一個第二透孔134之間的間距形成一距離長度小於第一距離S1的第二距離S2，於此實施例中，複數個第一透孔133與複數個第二透孔134都是交錯間隔排列，使得每一個網孔部13的外周側都傾斜於導電薄板10的長邊101與導電薄板10的短邊102，複數個第一透孔133的端面與複數個第二透孔134的端面加總形成一透孔面135，而透孔面135佔據導電薄板10的表面40%以上，然而，透孔面135佔據導電薄板10的表面40%以上僅方便說明之用，亦即透孔面135可佔據導電薄板10的表面50%或60%以上。

如圖所示，每一個第一透孔133的形狀大小都相同而呈現圓形孔洞，而每一個第二透孔134的形狀大小都相同於第一透孔133，使得第一透孔133與第二透孔134的孔徑都相同，於此實施例中，第一透孔133與第二透孔134兩者的孔徑為39.86um，然而，第一透孔133與第二透孔134的孔徑都相同僅方便說明之用，亦即可改變第一透孔133或第二透孔134的孔徑大小，讓第一透孔133的孔徑能大於或小於第二透孔134的孔徑。

請參閱圖4所示，將導電薄板10進行彎折而呈現捲曲樣態，而在導電博板進行彎折的過程中，加強部12的每一個加強片體121以及兩第一透孔133之間的間隔距離能有效防止導電薄板10發生斷裂的情形，相對能提高導電薄板10的使用壽命。

請參閱圖5所示，於第二較佳實施例中，電池用導電集電體1與第一較佳實施例的差別在於加強部12，至於外緣部11與網孔部13兩者的結構樣態都相同於第一較佳實施例，進而於此實施例中將不再重複說明。

如圖所示，一部分的加強片體121沿著第一方向D1傾斜而設為第一加強片體121a，而剩餘的加強片體121沿著一方向不同於第一方向D1的第二方向D2傾斜而設為一第二加強片體121b，使得每一個第一加強片體121a與每一個第二加強片體121b之間的相連處形成一夾角A，讓單一個第一加強片體121a與單一個第二加強片體121b共同構成V字型的外觀樣態，於此實施例中，複數個第一加強片體121a彼此間隔排列，而複數個第二加強片體121b也彼此間隔排列，其中，兩第一加強片體121a之間具有一個第二加強片體121b，而其中一個加強片體121相對兩端分別連接於環圈片體113與第二加強片體121b，並且，其中一個第二加強片體121b的相對兩端分別連接於環圈片體113與第一加強片體121a，而剩餘的第二加強片體121b的相對兩端分別連接於不同個第一加強片體121a。

請參閱圖6所示，於第三較佳實施例中，電池用導電集電體1與第二較佳實施例的差別在於複數個第一加強片體121a與複數個第二加強片體121b彼此之間的排列方式，至於外緣部11與網孔部13兩者的結構樣態都相同於第二較佳實施例，進而於此實施例中將不再重複說明。

如圖所示，每一個第一加強片體121a的中央區段交錯於其中一個第二加強片體121b，使得第一加強片體121a與第二加強片體121b之間的相連處形成夾角A，並且，單一個第一加強片體121a與其中一個第二加強片體121b共同構成X字型的外觀樣態，於此實施例中，每一個第一加強片體121a的端部連接於交錯另一個第一加強片體121a的第二加強片體121b，同樣地，每一個第二加強片體121b的端部連接於交錯另一個第二加強片體121b的第一加強片體121a。

請參閱圖7所示，於第四較佳實施例中，電池用導電集電體1與第一較佳實施例的差別在於網孔部13，至於外緣部11與加強部12兩者的結構樣態都相同於第一較佳實施例，進而於此實施例中將不再重複說明。

如圖所示，網孔部13進一步具有一環繞於第一區域131的第三區域136，使得網孔部13主要由第一區域131、第二區域132以及第三區域136所構成，而第三區域136分布有複數個形狀相同於第一透孔133的第三透孔137，而複數個第三透孔137相互間隔排列，其中，兩個第三透孔137之間的間隔距離形成一長度長於第一距離S1的第三距離S3，使得透孔之間的間距由網孔部13的內部朝向網孔部13的外部逐漸變大，並且，於此實施例中，透孔面135是由複數個第一透孔133的端面、複數個第二透孔134的端面以及複數個第三透孔137加總而構成。

以上所舉實施例，僅用為方便說明本創作並非加以限制，在不離本創作精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本創作申請專利範圍及新型說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

1‧‧‧電池用導電集電體

10‧‧‧導電薄板

101‧‧‧長邊

102‧‧‧短邊

11‧‧‧外緣部

111‧‧‧第一外緣片體

112‧‧‧第二外緣片體

113‧‧‧環圈片體

12‧‧‧加強部

121‧‧‧加強片體

121a‧‧‧第一加強片體

121b‧‧‧第二加強片體

13‧‧‧網孔部

131‧‧‧第一區域

132‧‧‧第二區域

133‧‧‧第一透孔

134‧‧‧第二透孔

135‧‧‧透孔面

136‧‧‧第三區域

137‧‧‧第三透孔

2‧‧‧電池結構

20‧‧‧中空殼體

21‧‧‧正極

22‧‧‧負極

23‧‧‧隔板

24‧‧‧電解液

A‧‧‧夾角

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

S1‧‧‧第一距離

S2‧‧‧第二距離

S3‧‧‧第三距離

圖1為本創作電池用導電集電體運用於電池的示意圖； 圖2為本創作電池用導電集電體於第一較佳實施例的示意圖； 圖3為第一區域與第二區域分別位在網孔部相對兩側的示意圖； 圖4為本創作電池用導電集電體進行彎折的示意圖； 圖5為本創作電池用導電集電體於第二較佳實施例的示意圖； 圖6為本創作電池用導電集電體於第三較佳實施例的示意圖；以及 圖7為本創作電池用導電集電體於第四較佳實施例的示意圖。

Claims (10)

1. 一種電池用導電集電體，包含： 一外緣部，具有複數個外緣片體，上述複數個外緣片體相互連接以構成一環圈片體； 一加強部，形成於上述外緣部，並具有複數個位在上述環圈片體內側的加強片體，每一個上述加強片體斜向於上述外緣片體；以及 複數個網孔部，形成於上述外緣部與加強部之間，每一個網孔部具有一位在上述網孔部邊緣的第一區域以及一位在上述第一區域一側的第二區域，上述第一區域內分布有複數個以一第一距離進行間隔排列的第一透孔，而第二區域內分布有複數個以一長度短於上述第一距離的第二距離進行間隔排列的第二透孔。
2. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，全部的上述加強片體都朝向同一方向傾斜於上述外緣片體，而上述複數個加強片體彼此間隔排列。
3. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，一部分的上述加強片體沿著一第一方向傾斜而設為一第一加強片體，而另一部分的上述加強片體沿著一方向不同於第一方向的第二方向傾斜而設為一第二加強片體。
4. 如請求項第3項所述電池用導電集電體，其中，每一個上述第一加強片體的端部相連於其中一個上述第二加強片體，使得上述第一加強片體與第二加強片體之間形成一夾角，進而單一個上述第一加強片體與單一個上述第二加強片體共同構成V字型的外觀樣態。
5. 如請求項第3項所述電池用導電集電體，其中，上述第一加強片體的交錯於其中一個上述第二加強片體，使得單一個上述第一加強片體與單一個上述第二加強片體共同構成X字型的外觀樣態。
6. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，上述電池用導電集電體的外觀為矩形，並於外周邊緣設有兩間隔排列的長邊以及兩垂直於上述長邊的短邊，而上述加強片體的長度介於上述長邊與短邊之間。
7. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，上述第一區域與第二區域分別位在上述網孔部的相對兩側，讓上述第一區域與第二區域兩者其中之一相鄰於上述外緣部，而另一個相鄰於上述加強部。
8. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，上述第一區域圍繞於上述第二區域的外緣，使得上述第二區域位在上述第一區域的內側，進而上述第一區域能單獨相鄰於上述加強部或同時相鄰於上述外緣部與加強部。
9. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，上述複數個第一透孔的端面與上述複數個第二透孔的端面加總形成一透孔面，上述透孔面佔據上述電池用導電集電體的表面40%以上。
10. 如請求項第1項所述電池用導電集電體，其中，上述網孔部進一步具有一位在上述第一區域一側的第三區域，上述第三區域內分布有數個間隔排列的第三透孔，而兩兩上述第三透孔之間的間距形成一長度長於上述第一距離的第三距離。