[发明专利]用于电化学电池的集流体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请为2011年8月12日申请的申请号为61/523,075，题为“用于电化学电池的集流体”的美国临时专利申请的非临时申请，为了各种目的，通过引用将其全部内容合并在此。

技术领域

本申请通常涉及电池和电池系统领域。更具体地，本申请涉及可以在车辆应用中使用的电池与电池系统，以提供至少一部分车辆驱动功率。

背景技术

使用电力作为其全部或一部分驱动功率的车辆（例如，电动车辆（EVs）、混合动力电动车辆（HEVs）、插电式混合动力电动车辆（PHEVs）等等，共同称之为“电动汽车”（xEVs））相比于更多传统的使用内燃机的气体驱动的车辆而言可以提供大量优势。例如，电动车辆可以产生更少的不需要的排放产品，并且相比于使用内燃机的车辆可以呈现更大的燃油效率。在某些情况中，这种车辆可以完全消除汽油的使用，如在特定类型的EVs情况中。

当电动车辆技术持续发展时，需要为这些车辆提供改进的动力源（例如，电池系统或模块）。例如，需要增加这种车辆在无需为电池再充电的情况下可以行驶的距离。还需要改进这种电池的性能，降低与电池系统相关联的成本。

因此，电池可以包括以下特征，负责监视与控制电池的电性能、管理电池的热行为，并且包含和/或由电池产生的流出物（例如，可以从电池排放的气体）的线路。为了使得流出物能够排放，电池可以包括集流体，其设计成产生电池的电池外壳中的开口。集流体为薄金属元件，其具有中心部分、外部、以及多条将中心部分连接至外部的腿。中心部分与外部之间的相对运动产生开口，从而允许流出物从电池外壳中泄漏。

需要集流体导电与机械性强（例如，能够抵抗应力与应变），同时，能够提供用于排出气体泄漏的开口。集流体更大的导电性改进电池操作过程中的性能。提供更大的开口能够使得电池以更高的速率排气。不幸地是，典型的集流体设计成在导电性与开口尺寸之间的权衡。也就是说，设计集流体，以提供更大的开口通常降低其导电性。相反地，设计具有更高导电性的集流体需要以更小的开口为代价。需要提供在电池与电池系统中使用的集流体，其产生更大的开口，以更有效地排出气体，同时具有改进的导电性。

发明内容

提供一种集流体，其产生更大的开口，具有改进的导电性。尤其，集流体包括由基本上平坦的外部包围的基本上平坦的中心部分，其限定出外部宽度。至少一条柔性腿连接至外部与中心部分。所述至少一条柔性腿为集流体提供柔性。也就是说，当在外部与中心部分之间施加力时，所述至少一条柔性腿基本上正交于中心部分延伸。具体地，当在中心部分与外部之间施加1000牛顿载荷时，所述至少一条柔性腿延伸外部宽度的至少16%。所述至少一条柔性腿的延伸使得中心部分与外部之间相对运动，其形成于其间的开口。当将集流体布置于电池中时，开口使得排出气体从电池泄漏。

集流体还可以包括至少一条固定腿，其连接至外部，但不连接至中心部分。所述至少一条固定腿限定出从外部至中心部分的电触头长度。所述至少一条固定腿电连接以提供沿电触头长度的导电性。具体地，电触头长度为集流体外部的外部宽度的至少30%。集流体与电池单元之间增加的电触头改进电池的性能。

附图说明

结合附图，本发明从以下详细说明中将变得更加充分地理解，其中，相同的参考数字表示相同的元件，其中：

图1为具有为车辆各个组件提供功率的电池系统的车辆的实施例的透视图；

图2为图1的车辆与电池系统的实施例的剖面示意图；

图3为可以在图1的电池系统中使用的电池的实施例的分解图；

图4为图3的电池的实施例的局部横截面视图，示例了处于非延伸位置，以包含由电池产生的气体的集流体；

图5为图3的电池的实施例的局部横截面视图，示例了处于延伸位置，以释放由电池产生的气体的集流体；

图6为具有提供更大开口并且改进的集流体导电性的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的实施例的透视图；

图7为处于延伸位置的图6的集流体的实施例的透视图；

图8为具有不同数量的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；

图9为处于延伸位置的图8的集流体的实施例的透视图；

图10为具有单条柔性腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；

图11为具有两条柔性腿与两条固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；

图12为具有月亮形状的柔性腿与固定腿的图4与5的集流体的另一实施例的透视图；以及