[发明专利]集电体

说明书

本发明公开集电体。一种电化学电池包括设置在电池外壳中的电极组件。第一U形集电体被设置在所述电池外壳与所述电极组件之间，并且被电连接到所述电极组件的正电极部分。第二U形集电体被设置在所述电池外壳与所述电极组件之间，并且被电连接到所述电极组件的负电极部分。第一和第二集电体相配合以围绕所述电极组件的所有侧并且保持所述电极组件在期望的配置中而不要求单独的束缚。

技术领域

本发明涉及包括电极板的堆叠或折叠布置的电化学电池以及设置在电池中的U形集电体（current collector），所述U形集电体形成与电极板的电连接并且相配合以保持电极板在期望的配置中。

背景技术

电池组包（battery pack）为分布在从便携式电子设备到可再生功率系统和环境友好型车辆的范围内的各种技术提供功率。例如，混合电动车辆使用电池组包和电动机连同内燃机来提高燃料效率。电池组包由多个电化学电池形成。电池被布置在二维或三维阵列中并且被串联或并联地电连接。

不同电池类型已经出现以便应对各种各样的安装情况的空间要求，并且用在车辆中的最常见的类型是圆柱形电池、棱柱形电池和袋式电池（pouch cell）。不管电池类型，每个电池包括电极组件，其连同电解质被密封在电池外壳之内以形成功率产生和储存单元。电极组件可以包括由中间隔离物板隔开的正和负电极元件的交替布置，并且可以被提供在各种配置中，所述各种配置包括各个电极片的堆叠布置、被缠绕成果冻卷（jelly roll）布置的细长电极对、或者被z形折叠以形成堆叠布置的细长电极对。

如由（设置在电池之内的电极组件的容积）与（电池外壳的容积）的比例确定的电池的能量生成容积效率是相对低的。例如，具有果冻卷电极组件的一些圆柱形电池可以有80-90%的容积效率，并且具有果冻卷电极组件的一些棱柱形电池可以有60-75%的容积效率。传统地，具有各个电极板的堆叠布置的棱柱形或袋（pouch）型电池可以比具有果冻卷布置的电池容积效率更高，但是堆叠布置的制造更困难并且更倾向于出错并且因此比果冻卷布置的电池更昂贵。此外，在一些袋式电池中，围绕电极的堆叠或折叠布置的堆叠带（stackband）用于保持电极在期望的堆叠和对准配置中。除了堆叠带之外，这样的袋式电池还包括设置在电池外壳中的集电体，其提供在给定极性的电极元件与对应端子之间的电连接。期望的是提高电池的能量生成容积效率，同时减少电池组成部分的复杂性。

发明内容

在一些方面中，一种电化学电池包括电池外壳和设置在电池外壳中的电极组件。电极组件包括与负电极部分交替的正电极部分。正电极部分和负电极部分由至少一个隔离物隔开并且被沿着堆叠轴堆叠。电化学电池包括第一集电体，其被设置在电池外壳与电极组件之间并且被电连接到正电极部分和负电极部分中的一个。第一集电体具有第一基底和从第一基底的相对端平行延伸以形成第一U形构件的第一对支柱。第一集电体的横截面包括第一基底以及第一对支柱中的每个支柱，其限定第一平面。此外，电化学电池包括第二集电体，其被设置在电池外壳与电极组件之间并且被电连接到正电极部分和负电极部分中的另一个。第二集电体具有第二基底和从第二基底的相对端平行延伸以形成第二U形构件的第二对支柱，并且第二集电体的横截面包括第二基底以及第二对支柱中的每个支柱，其限定第二平面。第二平面与第一平面横切。