專利名稱：可再充電電池集電器極耳配置和箔厚度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電的原電池(下文稱為電池(cell或lottery))，包括至少一個正電極和一個負(fù)電極。更具體地說，本發(fā)明涉及從電池電極獲取更高的電容的集電器極耳(collector tab)的配置和各集電箔的厚度，從而使得獲得的電池可以顯示高的性能。
背景技術(shù)：
可再充電鋰的電池性能可能取決于所使用的電極的特性。已通過結(jié)合極耳(tab) 與集電器(current collector)來制造蓄電池單元，以使得極耳能夠輸送來自集電器的電流。這些電池的一些例子可以包括其中多個矩形電極層迭或堆疊的矩形電池或其中帶狀電極螺旋卷繞的圓柱狀電池。例如，螺旋卷繞的鋰電池可以包括通過用正電極活性材料涂覆帶狀集電箔制造的正電極、與正電極的一部分結(jié)合的多個極耳、隔離板(separator)及通過用負(fù)電極活性材料涂覆帶狀負(fù)集電箔制造的負(fù)電極，且多個極耳經(jīng)由該隔離板疊加在該正電極上和第二隔離板施加于該組件頂部。這些部件可以以螺旋方式整體地卷繞。極耳可以通過諸如超聲波焊接、電阻焊接、激光焊接、沖壓或卷邊(crimping)的方法結(jié)合電極。
電池已包括通過使用已連接在各正、負(fù)電極上的金屬箔制造的極耳。當(dāng)小型電池放電或充電時，電流可以在各極耳中流動。極耳可以連接在卷繞的帶狀電極的前端 (leading end)、其尾端(trailing end)或其前端和尾端之間的某一點。
帶狀電極可以形成為長而連續(xù)的物質(zhì)，且具有大的表面積。在這些情況下，有時多個極耳間隔地連接在整個電極上，以使得放電和充電在電極的整個長度上相當(dāng)均勻地發(fā)生。在某些情況下，極耳已經(jīng)排列為螺旋形，雖然在卷繞(winding)中心的緊密使得在某些部分難以對齊它們。
在電極內(nèi)沿電極長度存在電阻。如果與電極垂直的電流的密度在整個電極表面上不是均勻的，則高電流密度區(qū)域的利用在低電流區(qū)域的利用之前完成。這可能會導(dǎo)致電極的有效面積穩(wěn)步下降和阻抗(impedance)上升，從而使得電極的電容量可能減弱。
如果集電器箔過薄，則沿電極的集電器電阻可能較高。如果集電器箔過厚，則電極面積可能較小且電化學(xué)阻抗可能較高。提高集電器電阻或電化學(xué)阻抗可能導(dǎo)致電極的電容量減小，因而電池的性能受損。
因此，需要配置極耳和優(yōu)化集電器厚度，以使得集電器的配置可以導(dǎo)致集電器阻抗降低而同時維持電極的電流密度的最高均勻性和平衡電極之間的電阻，以提高電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于配置可再充電電池的集電器的系統(tǒng)和方法。這樣的配置可以包括極耳的排列和集電器箔的厚度。本文所述的本發(fā)明的各個方面可以應(yīng)用于以下給出的任何特殊應(yīng)用，或應(yīng)用于任何其他類型的電池和發(fā)電元件。本發(fā)明可以作為獨立的系統(tǒng)或方法或作為集成的電池或發(fā)電系統(tǒng)的部件應(yīng)用?？梢岳斫?，本發(fā)明的不同方面可以單獨、共同或相互結(jié)合地理解。
本發(fā)明的一個方面提供了包括至少各具有集電器的正電極和負(fù)電極的電池。集電器可以具有至少一個電連接集電箔的極耳。集電箔可以具有預(yù)定的高度和厚度。稱為高度的集電箔的尺寸也可以替代地稱為寬度?？梢孕纬删哂幸欢ㄩL度的極耳以使得極耳可以從集電箔伸出且可以與集電器箔整體地結(jié)合。
在本發(fā)明的某些實施方式中，涂層可以在集電箔表面上形成。該涂層可以包括活性材料，且可以涂覆于集電箔的一個或兩個表面上。
在本發(fā)明的某些實施方式中，電極和隔離板可以以多種不同的方式排列。隔離板可以布置于電極之間以防止電極彼此接觸。例如，集電器組件可以層迭以使得負(fù)集電器表面可以與正集電器和任何隔離板齊平。
電極的集電箔可以具有多種形狀和大小。例如，集電箔可為矩形形狀，并可以具有特別的高度、長度和厚度。類似地，集電箔可以為帶狀(例如，類似于矩形但其中長度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高度和厚度)。集電箔可以由能夠傳導(dǎo)電流的不同材料制成。
一個或多個極耳可以電連接各集電器箔。極耳可以通過以下方法連接例如通過如超聲波焊接、激光焊接或電阻焊接的方式固定地焊接極耳到集電器箔上，或通過將極耳卷邊到集電器箔上。在某些實施方式中，極耳可以靠近箔的前端、尾端或兩個端連接。在其他實施方式中，極耳可以連接箔的未涂層部分。本發(fā)明的某些替代實施方式提供了由集電器箔本身形成的極耳，諸如通過切開箔或以其他方式切割箔或由箔成形。
在本發(fā)明的一個實施方式中，極耳可以連接集電器箔以使得極耳可以從集電器突出。在該實施中，極耳的長度可以大于集電箔的高度，以使得極耳覆蓋集電器的整個高度。 可選擇地，極耳可以連接集電器，以使得極耳可以沿集電器相對于高度的中心線對稱地排列。在這種情況下，如果極耳在集電極的一半高度處對稱地連接，則可以使用較短的極耳。
可以沿集電器的長度以不同的間隔排列極耳。在本發(fā)明的一個實施方式中，負(fù)電極極耳可以在一端連接負(fù)集電箔，而正電極極耳可以在另一端連接正集電箔。例如，如果負(fù)電極極耳位于負(fù)箔的前端或左端，則正電極極耳可以位于正箔的尾端或右端。
可以沿集電器箔的長度使用多個極耳。在一個實施方式中，如果極耳沿長度方向關(guān)于一個集電箔的中心對稱地排列，則可以使用多個極耳。在一個實施方式中，一個集電箔可以連接兩個極耳，而另一個集電箔可以連接一個極耳。例如，兩個負(fù)電極極耳可以在負(fù)集電箔的末端連接(其中末端可以沿縱向方向定義)，并可以與一個正電極極耳(其可以在正集電箔的中心連接，其中中心可以沿縱向方向定義)結(jié)合。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，一個電極可以具有三個極耳，而另一個電極可以具有兩個極耳。例如，三個負(fù)電極極耳可以沿長的方向連接在負(fù)集電箔的末端和負(fù)集電箔的中心，而兩個正電極極耳可以連接至正集電箔以使得它們與正集電箔的末端和正集電箔的中心等距。
在其他實施方式中，可以使用任何數(shù)目的極耳，只要它們關(guān)于一個集電極的中心對稱地排列，其中中心沿縱向方向定義。類似于前面的實現(xiàn)方式，如果一個電極具有η個極耳，那么另一個電極可以具有η-1個關(guān)于集電箔的中心對稱地排列的極耳。在其他實現(xiàn)方式中，極耳可以不是全部關(guān)于中心對稱地排列，而是在極耳的布置方面可以具有一些變化。
在另一實施方式中，可以排列極耳以使得它們不是關(guān)于沿長度方向的集電箔的中心對稱的。可以排列這些極耳以使得它們均勻地彼此間隔。在各電極上可以使用相同數(shù)目的極耳?？梢栽诟麟姌O上排列任何數(shù)量η的極耳，只要它們以以下方式對稱地排列一個電極在電極的前端具有第一極耳，在2*LA2n-l)的距離處具有第二極耳，在2*2L/(2n-l)的距離處具有第三極耳，等等，直到乘以長度的分?jǐn)?shù)分子數(shù)值等于(2n-2)。第二電極可以具有離電極尾端相等地排列的極耳。例如，如果各電極具有兩個極耳，則負(fù)電極極耳可以在該電極的前端和距離負(fù)電極前端的2/3長度處連接，而正電極極耳可以在正電極的尾端和距離正電極尾端的2/3長度處連接。這種排列可以確保，反電極在給定電極上的投影恰好落在給定電極的兩個相鄰極耳的中點，從而電流收集是對稱的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，從集電箔伸出的極耳可以在沿箔的相反的方向上伸出。例如，可以排列極耳以使得所有負(fù)電極極耳可以沿集電箔的高度指向下，而所有正電極極耳可以沿集電箔的高度指向上?？蛇x擇地，所有從集電箔伸出的極耳可以沿箔在相同的方向上伸出。例如，所有極耳(包括負(fù)和正電極極耳)可以沿集電器箔的高度指向上。在本發(fā)明的再另一實施方式中，極耳可以以不同方向的任何組合從集電箔伸出。例如，可以排列極耳以使得一些負(fù)電極極耳可以指向上和一些可以指向下，而使得一些正電極極耳可以指向上和一些可以指向下。
在本發(fā)明的某些實施方式中，電池可以形成有堆疊排列的多個集電器。在某些其他實施方式中，帶狀集電器可以螺旋卷繞以使得帶狀集電器(electricity collector)的側(cè)面可以導(dǎo)致齊平的卷繞末端面如果凍卷狀(jellyroll)構(gòu)形，以形成電池。
可以選擇正和負(fù)集電器箔以使得正集電箔具有預(yù)定的厚度和負(fù)集電箔具有預(yù)定的厚度?？梢砸灶A(yù)定厚度形成正和負(fù)集電箔?？梢蕴峁╇S正和負(fù)集電箔的預(yù)定厚度變化的集電器的預(yù)定電池電阻(cell resistance)。在一個實施中，預(yù)定電阻可以是集電器電阻和電化學(xué)阻抗的總和。
如果集電箔過薄，則沿集電器的集電器電阻可能較高。如果集電器箔過厚，集電箔的較小長度可能配合在給定的體積(如電池罐)內(nèi)，而電極面積可能較小且電化學(xué)阻抗可能較高。增加集電極電阻或電化學(xué)阻抗可以導(dǎo)致電極的電容量減小，因而電池的性能受損。 如此，可以存在最佳的厚度以最小化電池電阻。
本發(fā)明的一個方面可以通過選擇具有第一厚度的正集電箔和選擇具有第二厚度的負(fù)集電箔來提供形成具有電池電阻的電池，其中正和負(fù)集電箔的第一和第二厚度可以選自預(yù)定的范圍以為電池提供指定的總電池電阻。在某些實施方式中，可以選擇分別具有第一和第二厚度的正和負(fù)集電箔以使得正和負(fù)電極具有相同的集電器電阻。
當(dāng)結(jié)合下面的說明書和附圖考慮時，可以進一步認(rèn)識和理解本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)勢。盡管下面的說明書可能包含描述本發(fā)明的特定實施方式的具體細(xì)節(jié)，這不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍，而是作為優(yōu)選的實施方式的例證。對于本發(fā)明的每一方面，許多變化如本文所建議的本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是可能的?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明精神的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種改變和修改。
通過引用引入 本說明書中提及的所有的出版物、專利和專利申請通過引用引入本文，正如各個出版物、專利或?qū)＠暾埻ㄟ^引用具體和單獨地表明引入一樣。


可以通過參考闡明說明性實施方式的以下詳細(xì)的說明書和附圖進一步解釋本發(fā)明的特點和優(yōu)勢。
圖1限定了集電箔的一組坐標(biāo)。
圖2顯示包括一對集電箔和一對與該箔連接的極耳的電池。
圖3顯示包括一對集電箔、一對與該箔連接的極耳和分隔集電箔的隔離板的電池。
圖4顯示包括一對集電器箔的二次電池(secondary battery)，其中，兩個極耳連接集電器箔之一，而一個極耳連接另一集電器箔。
圖5顯示包括一對集電器箔的二次電池，其中，三個極耳連接集電器箔之一，而兩個極耳連接另一集電器箔。
圖6顯示包括一對電極的二次電池，其中，兩個極耳連接集電器之一，而兩個極耳連接另一集電器。
圖7顯示包括一對電極的二次電池，其中，三個極耳連接集電器之一，而三個極耳連接另一集電器。
圖8顯示正電極、負(fù)電極和隔離板的堆疊的實例。
圖9顯示具有極耳的集電箔的堆疊的實例。
圖IOA和圖IOB顯示兩個極耳在一個集電箔上和一個極耳在另一個集電箔上的果凍卷狀構(gòu)形的實例。
圖IOC和圖IOD顯示三個極耳在一個集電箔上和兩個極耳在另一個集電箔上的果凍卷狀構(gòu)形的另一實例。
具體實施例方式雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施方式已在本文中說明和描述，以下對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的這些實施方式只是通過舉例來提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的情況下容易想到許多變化、改變和替換。應(yīng)該理解，本文所述的本發(fā)明的實施方式的各種替代方案可以用于實踐本發(fā)明。
本發(fā)明的原電池(下文稱為電池)的實施方式可以包括以下元件一個或多個正電極和一個或多個負(fù)電極，以及一個或多個分隔電極的隔離板。各個電極可以由具有包含活性材料的涂層的集電器箔片組成。集電器箔片可以包括一個或多個與其連接的極耳。極耳可以以各種配置連接集電箔，且元件可以組合以形成電池。
電池的各種元件可以由本領(lǐng)域已知或以后開發(fā)的不同的材料制成。根據(jù)各種不同的實施方式，電極的集電箔、電極的極耳、可應(yīng)用于集電箔的包括活性材料的涂層和隔離板可以包含不同的材料。
在本發(fā)明的某些實施方式中，集電箔可以由能夠傳導(dǎo)電流的材料制成，諸如金屬箔。例如，金屬箔可以由諸如銅、鋁、鎳、鈦或不銹鋼的材料制成。在本發(fā)明的某些實施方式中，負(fù)和正集電箔可以由不同的材料制成。例如，負(fù)集電箔可以由銅形成，而正集電箔可以由鋁形成。可選擇地，負(fù)和正集電箔可以由相同的材料制成。
用于正或負(fù)電極的極耳可以由分別與用于正或負(fù)電極的集電箔相同的金屬箔制成，且可以電連接集電箔。在某些實施方式中，極耳可以是集電箔本身的同一金屬箔的一部分?？蛇x擇地，極耳可以由不同的金屬箔制成。用于極耳的材料可以包括諸如銅、鋁、鎳、鈦或不銹鋼的金屬箔。在本發(fā)明的某些實施方式中，極耳可以由彼此不同的材料形成。
在本發(fā)明的某些實施方式中，包含活性材料的涂層可以在集電箔表面上形成。該涂層可以涂覆在集電箔的前表面、集電箔的背面或集電箔的兩個表面上。包含活性材料的涂層可以覆蓋箔的表面的一部分或整個表面。涂層可以連續(xù)或不連續(xù)地覆蓋集電箔表面的多個部分。集電器涂層可以包含能夠使電流流動的活性材料。
例如，正集電箔可以覆蓋有包含活性材料(如鋰基氧化物、粘合劑和導(dǎo)電材料)的涂層。在某些實施方式中，用于正電極的涂層可以是鋰過渡金屬氧化物、導(dǎo)電粉末和粘合劑的粉末混合物。鋰過渡金屬氧化物可以是如鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、 鋰錳氧化物(LiMn2O4)的材料，或其中其他元素(優(yōu)選鋰、鎂、鋁或其他3d或4d族的過渡元素)可以被添加到或者部分代替活性材料晶體的材料。粘合劑可以不加特別限制。粘合劑的幾個例子可以包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或非氟化粘合劑諸如乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素(CMC)。優(yōu)選的可用的導(dǎo)電劑可以包括碳黑、乙炔黑、KETJEN BLACK、Super-P, RireBlack、天然石墨、人造石墨或膨脹石墨。在某些實施方式中，導(dǎo)電劑可以是上述的混合。在某些實施方式中，混合物可以變成漿料，正集電箔可以用該漿料涂覆。
負(fù)集電箔可以涂覆有包含選自碳材料的活性材料和粘合劑的涂層。但是，可以理解涂覆在集電箔上的這類材料可以包括已知的或以后開發(fā)的其他材料。在某些實施方式中，用于負(fù)電極的涂層可以是碳粉和粘合劑的混合物?；钚圆牧峡梢园梢晕?(occlude)和脫揮發(fā)鋰離子的材料，例如，碳質(zhì)材料或硫?qū)僭?chalcogen)化合物，以及由輕金屬形成的材料。例如，這類碳質(zhì)材料可以包括焦炭、碳纖維、高溫分解蒸氣生長碳質(zhì)材料、石墨、樹脂燒結(jié)產(chǎn)物及中間相浙青碳纖維或中間相球狀碳燒結(jié)產(chǎn)物。硫?qū)僭鼗衔锟梢园ǘ蚧?TiS2)、二硫化鉬(MoS2)、硒化鈮(Nbk2)或低價態(tài)的過渡金屬氧化物諸如CoO。優(yōu)選的輕金屬的例子可以包括鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、硅、硅合金、錫和錫合金、鋰金屬和鋰合金。粘合劑可以包括例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素(CMC)。該混合物可以轉(zhuǎn)變成漿料，且負(fù)集電箔可以用該漿料涂覆。
包含活性材料的涂層可以應(yīng)用于集電箔。在某些實施方式中，可以通過施加熱或紅外線干燥涂覆的集電箔。
正和負(fù)集電箔可以具有在其上應(yīng)用和處理的涂層以使得正和負(fù)電極可以具有各種不同的孔隙率。正和負(fù)電極可以具有大約5%至80%的孔隙率。例如，正和負(fù)電極可以具有大約5%的孔隙率、10%的孔隙率、20%的孔隙率、30%的孔隙率、40%的孔隙率、60%的孔隙率或80%的孔隙率。在某些實施方式中，正和負(fù)電極可以具有不同的孔隙率。例如，正電極可以具有40%的孔隙率，而負(fù)電極可以具有45%的孔隙率。在可選擇的實施方式中，正和負(fù)電極可以具有相同的孔隙率。
正和負(fù)電極也可以包括在其上應(yīng)用和處理的包含活性材料的涂層，以使得正和負(fù)電極可以具有各種不同的載量值(loading value) 0例如，正電極可以具有大約15mg/cm2 的載量，而負(fù)電極可以具有大約6. 9mg/cm2的載量?？蛇x擇地，正和負(fù)電極可以具有相同的載量值。
在本發(fā)明的某些實施方式中，電池還可以包括隔離板，且電極和隔離板可以以許多不同的方式排列。電極可以被它們之間的一個或多個隔離板分隔，以使得隔離板可以位于正電極和負(fù)電極之間。在某些實施方式中，一個或多個隔離板可以相鄰正電極或負(fù)電極布置。
隔離板可以由可分隔電極而同時允許離子通過的材料制成。例如，隔離板可以是非常薄的多微孔塑料片。可選擇地，隔離板可以由可浸漬電解質(zhì)和可透過鋰離子的材料(諸如合成樹脂的無紡織物、聚乙烯的多孔薄膜、聚丙烯的多孔薄膜或者3或4支型的 PEO-PPO共聚物型聚醚)形成。隔離板可以通過加熱、電子束、紅外線或紫外線交聯(lián)來制備。
在一個實例中，可以通過采用干燥的正和負(fù)電極以使得它們通過隔離板彼此面對、層疊另外的隔離板、將它們卷繞成卷、將該卷插入電池外殼并添加電解質(zhì)來制備電池。
圖1定義集電器的一組坐標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，集電器可以具有高度、 長度和厚度。集電器可以具有一組坐標(biāo)以使得X軸定義箔的高度，y軸定義箔的長度和Z軸定義箔的厚度。由X軸定義的尺度可以稱為集電器的高度，或者可選擇地，稱為集電器的寬度。
集電器可以具有多種形狀和大小。例如，集電器箔可以是矩形形狀和具有特定的高度、長度和厚度。類似地，集電器箔可以是帶狀，其可以類似于其中長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高度和厚度的矩形。可選擇地，集電器箔可以具有使得它能夠在電池中發(fā)揮功能的任何形狀或配置?？梢赃x擇具有可以使電池顯示更高的性能的預(yù)定厚度的集電器箔。集電器箔厚度可以在下文進一步討論。
一個或多個極耳可以電連接集電器。極耳也可以具有各種形狀或大小。在本發(fā)明的一個實施方式中，極耳可以由矩形條構(gòu)成。
極耳可以通過以下方法連接例如通過如超聲波焊接、電阻焊接或激光焊接的方式固定地焊接極耳到集電器箔上。超聲波方法可能是有利的，因為它不太可能引起熱影響。 也可以擴大粘接面積和減小接觸電阻?？蛇x擇地，極耳可以通過將極耳卷邊到集電器箔上或通過將極耳搭接(taping)到集電器箔上來連接集電器箔。本發(fā)明的某些替代的實施方式提供了由集電器箔本身制成的極耳，諸如通過切開或折疊箔或者以其他方式將箔切割或成形成極耳。
在某些實施方式中，極耳可以連接集電器箔的前表面或后表面。在其他實施方式中，極耳可以連接在箔的末端。在一些替代的實施方式中，極耳可以嵌在箔內(nèi)，或可以通過箔連接以使得極耳的部分可以在前表面連接且部分可以在后表面連接。
在其他實施方式中，極耳可以連接集電器箔的非涂覆部分，這可以是未用活性材料涂覆的電極的部分?？梢蕴峁┰趥?cè)面具有非涂覆部分的集電箔，且極耳可以連接在非涂覆部分上?？梢栽诎钚圆牧系耐繉拥耐扛策^程中預(yù)先準(zhǔn)備非涂覆部分。可選擇地，極耳可以從涂層上面粘合集電箔，盡管這種操作可能產(chǎn)生粉塵，并可能導(dǎo)致極耳和箔之間的粘合強度下降。
一個或多個極耳可以連接集電器箔以最小化不希望的集電器電阻。對于高功率電池，集電箔電導(dǎo)率在高速放電時可以是顯著的，這可以導(dǎo)致對高功率電池顯著的箔電導(dǎo)率貢獻以提高電池性能。在最佳情況下，電流可以在集電器的整個長度是均勻的，這可以導(dǎo)致從電極提取最高的電容。集電箔的電流密度可以取決于置于電極上的極耳的配置。
例如，正集電箔可以具有長度y°A1，且正電極極耳可以在y = y°A1處連接和可以延伸箔的整個高度，這可以導(dǎo)致系統(tǒng)是關(guān)于X軸對稱的。負(fù)電極可以位于正電極上，且可以在各個方向上延伸超出正電極少量。負(fù)電極極耳可以在y = O處位于負(fù)集電箔的左端。
系統(tǒng)可以分析如下。廣義歐姆定律可以寫成
權(quán)利要求
1.一種電池，包含集電器箔對，其包括各形成各自的高度(h)的負(fù)集電箔和正集電箔；和電連接該集電器箔對中的一個集電器箔的多個極耳和電連接該集電器箔對中的另一個集電器箔的多個極耳，其以長度(t)形成且從該對集電箔伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述極耳的長度(t)大于所述集電器箔對的高度00。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述負(fù)集電箔由銅形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述正集電箔由鋁形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器箔之一形成有五個( 極耳，另一個集電箔形成有四個⑷極耳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電箔之一形成有五個(4)極耳，另一個集電箔形成有四個⑶極耳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電箔之一形成有三個(3)極耳，另一個集電箔形成有兩個( 極耳。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電箔之一形成有兩個(2)極耳，另一個集電箔形成有⑵極耳。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8的電池，其中，所述極耳彼此等距離地交替排列。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，來自所述集電箔之一的極耳與來自另一個集電箔的極耳沿相反的方向伸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器箔對被卷繞成18毫米直徑的果凍卷狀構(gòu)形。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器箔對被卷繞成25至沈毫米直徑的果凍卷狀構(gòu)形。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器箔對被卷繞成31毫米直徑的果凍卷狀構(gòu)形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器箔對被卷繞成41毫米直徑的果凍卷狀構(gòu)形。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器在18650電池內(nèi)被卷繞成圓柱果凍卷狀構(gòu)形。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器在633450方形電池內(nèi)被卷繞成橢圓果凍卷狀構(gòu)形。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電器在集電器箔之間進一步包括至少一個隔離板。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述的多個集電器箔以堆疊排列。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中，所述集電箔中至少一個進一步包括至少一個包含活性材料的涂層。
20.—種二次電池，包括第一集電器箔和第二集電器箔；和至少兩個電連接第一集電器箔的極耳，和至少兩個電連接第二集電器箔的極耳，其中，電連接第一集電器箔的極耳位于電連接第二集電器箔的極耳的對面并在其之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述第一和第二集電器箔位置彼此相對，并組合以形成集電器單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的二次電池，其中，所述集電器單元的極耳沿著沿集電器單元的長度形成的y軸等距地隔開，而且其中，所述極耳交替地指向離開集電器單元的基本上相反的方向。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的二次電池，其中，所述集電器單元包括以交替向上和向下的配置定位的等距地隔開的極耳。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的二次電池，其中，所述集電器單元被卷繞成果凍卷狀構(gòu)形。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的二次電池，其中，所述來自第一集電器箔和第二集電器箔的極耳是沿著沿集電器單元的長度形成的y軸的彼此非鏡面反射的圖像。
26.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述極耳被定位以使得在極耳之間存在相等的電極堆。
27.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述集電箔之一形成有五個( 極耳，另一個集電箔形成有四個⑷極耳。
28.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述集電箔之一形成有五個(4)極耳，另一個集電箔形成有四個⑶極耳。
29.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述集電箔之一形成有三個C3)極耳，另一個集電箔形成有兩個( 極耳。
30.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，所述集電箔之一形成有兩個( 極耳，另一個集電箔形成有⑵極耳。
31.根據(jù)權(quán)利要求20的二次電池，其中，至少一個極耳以長度(t)形成，且從集電箔伸出，其中，極耳的長度(t)大于集電器箔的高度(h)。
32.一種制造電池的方法，包括以下步驟選擇負(fù)集電箔和正集電箔；和分別以預(yù)定厚度形成負(fù)集電箔和正集電箔，其中，所述負(fù)集電箔和正集電箔具有基本上相等的集電箔電阻。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所述負(fù)集電箔由銅形成。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所述正集電箔由鋁形成。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所述負(fù)集電箔的厚度為所述正集電箔的厚度的 60%。
36.一種制造電池的方法，包括以下步驟選擇負(fù)集電箔和正集電箔；和分別以預(yù)定厚度形成所述負(fù)集電箔和正集電箔，其中，所述負(fù)集電箔和正集電箔的電流在其整個長度上基本上均勻。
37.一種形成具有指定的總電池電阻的二次電池的方法，包括以下步驟選擇以厚度(tl)形成的負(fù)電極；選擇以厚度(O形成的正電極；和其中，(tl)和(t2)為落入預(yù)定范圍內(nèi)的選定的厚度，以為所述二次電池提供指定的總電池電阻。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，所述負(fù)電極由負(fù)集電箔和負(fù)性涂層形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，所述正電極由正集電箔和正性涂層形成。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(U)以使得負(fù)電極和正電極具有相等的集電箔電阻。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(t2)以使得負(fù)電極箔電阻為正電極箔電阻的90 %，或正電極箔電阻為負(fù)電極箔電阻的90 %。
42.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(t2)以使得負(fù)電極箔電阻為正電極箔電阻的95 %，或正電極箔電阻為負(fù)電極箔電阻的95 %。
43.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，(tl)=0.6*(t2)。
44.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(t2)以使得λ參數(shù)為0.9至1. 1。
45.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(U)以使得所述指定的總電池電阻最小化。
46.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，選擇(tl)和(U)以使得所述負(fù)電極和正電極在整個長度上電流可以基本上均勻。
全文摘要
用于配置可再充電電池上的極耳的系統(tǒng)和方法可以包括集電器，其包含一個或多個集電箔和用于輸送從集電器產(chǎn)生的電流的與該集電箔連接的一個或多個極耳。可以配置極耳以從電池電極獲取更多的電容，從而使得獲得的電池可以顯示更高的性能?？梢耘渲脴O耳以使得極耳的長度大于集電箔的高度，從而極耳可以覆蓋集電箔的高度并可以從集電箔伸出。
文檔編號H01M2/26GK102187495SQ200980127224
公開日2011年9月14日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者G·布洛姆格倫, O·錢格, D·格漢圖斯, O·毛 申請人:巴斯瓦有限責(zé)任公司