[发明专利]电池极耳设计、制造方法以及包括该极耳的电池

说明书

一种用于电池的极耳，包括金属片，该金属片包括横截面几何形状，当从横向观察时，该横截面几何形状为菱形、平行四边形或梯形。当在垂直于横向的纵向方向上观察时，金属片还包括具有可变厚度的横截面几何形状。当在纵向方向上观察时，在极耳与电极接触的点处的极耳厚度t1小于在极耳与袋接触的点处的极耳厚度t2。

技术领域

本公开涉及电池极耳设计、其制造方法以及包含极耳的电池。

背景技术

电池极耳在锂离子电池技术中发挥着重要作用。典型的大型锂离子电池使用金属，如铜作为阳极箔(集电器)，铝作为阴极箔。需要“箔片到极耳”焊接汇集电池内部的所有集电板(箔片)，并将它们连接到极耳上。极耳接触外部负载，将电流传递给负载。

目前，当用于具有袋式设计的电池中时，极耳厚度受到限制，主要是因为不能密封厚度大于0.4毫米的极耳，并且不能将如此厚的极耳焊接到电极上。由于电阻加热，较薄的极耳会经历更高的温度，这被证明是直流快速充电(DCFC)和高功率驱动的主要限制因素。

图1A、图1B和图1C是目前市场上可买到的袋式电池10的图示，该电池具有用于将电流从集电器传输到负载(未示出)的极耳12。袋式单体电池(以下简称袋式电池)为电池设计提供了一种简单、灵活、轻便的解决方案。袋式电池可以提供高负载电流，但在轻负载条件下和适度充电时表现最佳。袋式电池最有效地利用空间，实现90％至95％的包装效率，是电池包装中最高的。

图1B是沿截面A-A’截取的袋式电池10的横截面的图示，图1C是沿截面B-B’截取的袋式电池10的横截面的图示。现在参考附图1A、1B和1C，袋式电池10包括袋14，袋14包含多个电极18(见图1C)，电极18与至少一个极耳12电连通。袋14具有与极耳12和/或多个电极18的形状不一致的几何形状。这可以在图1B中看到，在圈出区域16中，方形端部的极耳12(具有90度的夹角(θ))位于袋14的斜边附近，该斜边具有内角(α)，该内角可以根据袋的构造材料从10度变化到80度。袋不能与极耳的形状相一致，这产生了一个缝隙或开口，袋中所含的电解质可通过该缝隙或开口泄漏。这个问题有时可以通过将极耳厚度限制在0.4毫米以下来解决。然而，限制极耳厚度会降低电池输出。因此，希望获得新的极耳设计来克服上述一些问题。

发明内容

在一实施例中，用于电池的极耳包括金属片，该金属片包括横截面几何形状，当沿横向方向观察时，该横截面几何形状为菱形、平行四边形或梯形。当在垂直于横向方向的纵向方向上观察时，该金属片还包括具有可变厚度的横截面几何形状。当在纵向方向上观察时，在极耳与电极接触的点处的极耳厚度t1小于在极耳与袋接触的点处的极耳厚度t2。

在另一实施例中，当沿横向方向观察时，横截面几何形状是梯形。

在又一实施例中，当沿横向方向观察时，金属片的外表面平行于袋的内表面。

在又一实施例中，当沿横向方向观察时，金属片的外表面接触袋的内表面，并且其中这种接触防止电解液从电池中泄漏。

在又一实施例中，当沿横向方向观察时，金属片的外表面连续接触袋的内表面。

在又一实施例中，当沿纵向方向观察时，金属片具有减小的厚度t1，这允许金属片与袋内的电极重叠；并且其中电极通过焊接接触金属片。

在又一实施例中，当沿纵向方向观察时，在袋与金属片接触的点处，金属片的厚度t2大于厚度t1。

在又一实施例中，当沿纵向方向观察时，金属片还包含厚度为t3的缺口，该缺口位于袋的外部；并且其中厚度t3小于厚度t2。

在又一实施例中，所述缺口有助于金属片的弯曲，以适应在狭窄空间中使用电池。

在又一实施例中，当沿纵向方向观察时，金属片还包含厚度为t4的较厚部分，厚度t4大于厚度T3；并且其中所述较厚部分有助于将极耳焊接到负载上。