專利名稱：電池設(shè)計及其構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種電化學(xué)電池。更特別地，本發(fā)明涉及一種 緊湊、堅固、多功能以及高可制造性的可再充電的電池。
背景技術(shù)：
增加電化學(xué)電池的放電容量是電化學(xué)電池制造者一直追求的目 標(biāo)。通常，存在確定的最大外部尺寸，這約束了給定類型的電池的體 積。這些最大尺寸可能通過工業(yè)標(biāo)準強制規(guī)定或由電池可能放入的裝 置中的可用空間量來強制規(guī)定。由于其它必需但是惰性的部件(例如， 容器、密封件、端子、集流器以及分隔器)也占用體積，僅有一部分 體積可供電化學(xué)放電反應(yīng)(電化學(xué)活性材料和電解質(zhì))所需的材料使 用。電池內(nèi)部還需要一定數(shù)量的空隙體積，以容納反應(yīng)產(chǎn)物以及由于 其它因素例如溫度增加而引起的材料體積的增加。為了使具有有限或 設(shè)定體積的電池的放電容量最大化，需要使惰性元件的體積和空隙體 積最小化。
傳統(tǒng)的電池設(shè)計包括具有單開口端的棱柱形或圓柱形電池外殼和 一個與之相配的電池端蓋，用于將電池的內(nèi)部構(gòu)件與外部緊密密封隔 開。電池端蓋的結(jié)構(gòu)和設(shè)計以及該端蓋安裝到電池外殼上的方式可直 接影響電池被"激活"的方式或者其內(nèi)部充滿電解質(zhì)的方式，電池在 不安全的高壓情況下的排氣方式，以及電池的內(nèi)部活性材料連接至外部電源端子的方式。
圓柱形電池通常以如下的方式被激活，即首先將電池的內(nèi)部構(gòu)件 充滿電解質(zhì)，并且隨后將端蓋裝配至外殼。在電池已被激活后，由于 電解質(zhì)的存在，使得在電池外殼和電池端蓋之間建立起牢固密封的問 題變得復(fù)雜。當(dāng)在該接縫處使用焊接工藝時，尤其如此。傳統(tǒng)的圓柱 形電池設(shè)計通過使用非焊接技術(shù)，例如巻邊，從而在填充電解質(zhì)后將 端蓋密封至殼體，從而避免該問題。該巻邊技術(shù)不能有效利用電池的 體積，并且降低了電池的總能量容量。
在激活電池之前，傳統(tǒng)的棱形電池設(shè)計在端蓋和外殼之間建立起 了密封和體積有效的焊接接頭。棱形電池的激活通常通過將內(nèi)部部件 充滿電解質(zhì)來實現(xiàn)，電解質(zhì)通過密封端蓋中的被稱為填充孔的小孔引 入。在激活完成后，填充孔通過各種方式被密封。在焊接電池設(shè)計中， 密封填充孔的任務(wù)是有挑戰(zhàn)性的。該密封通常通過加入一些部件以及 一些類型的硫化膠粘劑或附加的焊接來實現(xiàn)，從而導(dǎo)致在電池使用過 程中必須被處理的填充孔上產(chǎn)生突起。此外，該填充孔通常遠離中心， 以便將中心定位優(yōu)先讓給電源端子。在體積有效的電池設(shè)計中，填充 孔存在于其中的壁厚通常非常薄，這使得密封更富有挑戰(zhàn)性。這產(chǎn)生 了高度不可控制、不可靠以及妨礙性的填充孔密封。
電化學(xué)電池在下列情況下將能夠產(chǎn)生氣體在儲存期間、在正常 操作時、以及特別是在常見的濫用條件下，例如被迫深度放電，原電 池被充電時。電池被設(shè)計成以受控的方式釋放內(nèi)部壓力。通常的方法 是提供卸壓機構(gòu)或者排氣孔，用于在內(nèi)部壓力超過預(yù)定值時從電池內(nèi) 釋放氣體。減壓排氣孔通常占據(jù)額外的內(nèi)部體積，這是因為在排氣孔 和其它電池部件之間通常需要間隙，以確保這些機構(gòu)的適當(dāng)機械操作。
圓柱形電池使用復(fù)雜的閥門來排氣，其中該閥門被設(shè)計成在達到 特定的內(nèi)部壓力時首先切斷電流，并且隨后在電池經(jīng)受更高的內(nèi)部壓 力閾值時最終打開電池。當(dāng)閥門致動時，電池通常被認為是不能使用 的。圓柱形電池中的排氣機構(gòu)傾向于"隱藏"在電池端子之下，以使 得它們在端蓋上占據(jù)更少的空間。除了耗盡有價值的電池體積外，其中否則這些體積可用于電池容量，這可在端蓋中產(chǎn)生一系列的小排氣 "窗口"，這些小排氣"窗口"被設(shè)計用來允許氣體在高壓力的情形下 逸出。通常，當(dāng)電池經(jīng)受這種情形時，除了氣體之外的材料也試圖經(jīng) 由該排氣孔從電池中逸出，并且最終堵塞這些窗口。這破壞了排氣目 的，阻止氣體逸出，并且可最終導(dǎo)致電池達到極限內(nèi)部壓力并經(jīng)常發(fā) 生爆炸。
由于與圓柱形電池中同樣的理由，棱形電池也進行排氣，但是它 通常較少屬于機械排氣，并且具有增加的機械應(yīng)力集中面積。棱形電 池中的典型排氣孔設(shè)計是設(shè)計好的在特定壓力下破裂的孔。即使是棱 形電池中的排氣孔通常也被設(shè)計得非常小，以便與填充孔和電池端子 分享端蓋空間。這些較小的排氣孔可導(dǎo)致類似的堵塞以及最終產(chǎn)生同 樣的爆炸。
電化學(xué)電池的另一個部件是集流器。較小的導(dǎo)電集流器，或者翼
片，通常在電池內(nèi)部活性材料和它的外部電源端子之間建立連接。由
于化學(xué)相容性和腐蝕性問題，這些翼片被局限為少數(shù)幾種金屬類型， 這取決于翼片處于電池的陽極(-)電位還是陰極(+ )電位。多數(shù)圓柱形
電池的外殼由合金鋼制成，這使得外殼為陽極(-)電位。這允許活性 內(nèi)部陽極材料通過焊接至外殼的簡單單個集流器(翼片)直接連接至 外殼。在典型的圓柱形電池設(shè)計中，活性內(nèi)部陰極材料隨后連接至端 蓋上的電源端子。通常，端蓋是鋁和鋼制成的復(fù)雜和組合設(shè)計。
容納在傳統(tǒng)棱形電池端蓋內(nèi)的典型電池特征包括允許電池在制
造過程中活化的填充孔；允許電池在發(fā)生內(nèi)部不安全高壓情形下排氣
的閥；和允許電池將電能傳遞到外部的電源端子。
需要對傳統(tǒng)圓柱形和棱形電池的這些以及其它局限性進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種緊湊、堅固、多功能以及高度可制造的可充電電池。 該電池設(shè)計成用最小的內(nèi)部體積來容納電池的惰性部件。這部分地通 過向各個電池部件提供多種功能來實現(xiàn)。電池的初級包裝包括鋁合金。電池具有兩個大的對稱居中的電源 端子，用于正極端子及負極端子，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部觸點的清潔接觸或 堅固焊接。這些端子是電池的兩個端蓋的整體部件。 一個或兩個端蓋 還用作通過對稱居中的填充孔來激活(以電解質(zhì)填充)電池的裝置， 用于使電池與外部緊密密封。還提供了一個或兩個端蓋，用于通過設(shè) 計好的排氣刻痕排出電池內(nèi)的高壓內(nèi)部氣體。
在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種用作電化學(xué)電池容器的金屬
外殼，其包括限定了第一和第二開口端的側(cè)壁；設(shè)置在側(cè)壁第一開口 端并且具有內(nèi)表面和外表面的第一金屬端蓋；焊接至第一端蓋的外表 面的端子板；和設(shè)置在側(cè)壁第二開口端的第二金屬板。
在一個或多個實施例中，第一金屬板包括鋁，和/或該第一金屬板 的外表面是鍍鎳的，和/或第一金屬板的端子板包括鎳。鍍鎳層的厚度 在約75fim至約125nm之間，和/或鍍鎳層焊接至第一金屬板，和/或 金屬板是通過電阻點焊或超聲波烊接的。
在本發(fā)明的一個或多個實施例中，第一金屬板焊接至側(cè)壁的第一 端，和/或第二金屬板與側(cè)壁的第二端成整體以形成封閉端，和/或第 二金屬板焊接至側(cè)壁的第二端，和/或第二金屬板通過巻邊與側(cè)壁的第 二端密封。側(cè)壁和第二金屬板包括鋁。
在一個或多個實施例中，金屬外殼還包括位于第一金屬板的外表 面和內(nèi)表面的至少一個中的環(huán)形凹槽，其中該凹槽在第一金屬板內(nèi)產(chǎn) 生了厚度減小的圓弧。
在一個或多個實施例中，環(huán)形凹槽設(shè)置在第一金屬罩的外周和焊 接端子之間。圓弧的范圍在約150度至約360度之間，或者該圓弧的 范圍在約300度至約180度之間。板在暴露于比預(yù)定值大的壓差下時 可在圓弧處斷裂。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造用在電化學(xué)電池容器中的端蓋 的方法，包括提供具有內(nèi)表面和鍍鎳外表面的鋁制端蓋；將端子板 點焊至端蓋的鍍鎳外表面；和將點焊端子板焊接至端蓋，以形成具有 高機械強度的焊縫。在一個或多個實施例中，焊接是回流焊接。
在一個或多個實施例中，鍍鎳層的厚度在約75jim至約125nm之間。
在一個或多個實施例中，該方法還包括在鋁制端蓋的外表面和 內(nèi)表面的至少一個中引入環(huán)形凹槽，其中該凹槽在端蓋內(nèi)產(chǎn)生了厚度 減小的圓弧。
在一個或多個實施例中，凹槽被壓印或者刻劃到端蓋中。 在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于電化學(xué)裝置的金屬端蓋，
包括具有上表面和下表面的金屬端蓋；焊接和點焊至該端蓋上表面
的端子板。
在一個或多個實施例中，金屬端蓋包括鋁，或者端蓋的上表面是 鍍鎳的，或者端子板包括鎳。鎳端子板的厚度在約75nm至約125nm 之間。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種電化學(xué)電池，包括電極組 件，其具有正極、負極和電解質(zhì)；鋁制容器，用于容納電極組件并且 包括側(cè)壁和上部開口端及下部開口端；以及第一鋁制端蓋，通過激光 焊接至鋁制容器的上部開口端；第二鋁制端蓋，通過激光焊接至鋁制 容器的下部開口端，其中第二端蓋比容器側(cè)壁的厚度要厚至少50%。
在一個或多個實施例中，容器包括鋁合金。
在一個或多個實施例中，電池還包括位于第二端蓋中的中心填充 孔，用于將電解質(zhì)引入到容器內(nèi)部。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種電化學(xué)裝置，包括電極組 件，其具有正極、負極和電解質(zhì)；圓柱形容器，用于容納電極組件并 且具有至少一個開口；端蓋，被設(shè)置用來覆蓋開口，該端蓋限定了一 居中定位的填充孔；以及，插塞，其密封地設(shè)置在居中定位的填充孔 中。
在一個或多個實施例中，插塞用作將該裝置連接至外部接頭的端子。
在一個或多個實施例中，插塞包括密封件和可變形的金屬插件，其中密封件密封地設(shè)置在填充孔內(nèi)，可變形的金屬插件能夠壓在密封 件上以形成不透液體的密封。
在一個或多個實施例中，居中定位的填充孔包括饋通入口，其適 配地設(shè)置在該孔內(nèi)并連接到該裝置的內(nèi)部。
在一個或多個實施例中，饋通入口包括鉚釘，其具有大體扁平 的頭部和中空的桿，其中頭部限定了一與填充孔對應(yīng)的孔，并且在端 蓋外表面的一部分上延伸；中空桿延伸至圓柱形容器的內(nèi)部；和鉚釘 墊片，其設(shè)置在端蓋的內(nèi)表面并與鉚釘桿的遠端部分接合。
在一個或多個實施例中，填充孔還包括上部絕緣件，其設(shè)置在 鉚釘和端蓋之間，并且限定了一與填充孔對應(yīng)的孔；和下部絕緣件， 其設(shè)置在端蓋和鉚釘墊片之間。
在一個或多個實施例中，鉚釘包括鍍鎳鋼，和/或容器包括鋁，和 /或端蓋包括鋁。
在一個或多個實施例中，端蓋位于該裝置的負極端。或者端蓋位
于該裝置的正極端。
在一個或多個實施例中，插塞包括塑性密封件和金屬插件。 在一個或多個實施例中，端蓋焊接至容器的開口端。 在一個或多個實施例中，端蓋焊接至容器的開口。 在一個或多個實施例中，容器還包括位于容器相對端的第二開口 ，
并且第二端蓋被設(shè)置用來覆蓋第二開口 。
在一個或多個實施例中，第二端蓋焊接至容器的第二開口。 在一個或多個實施例中，第二端蓋通過巻邊密封而密封至容器的
第二開口。
在一個或多個實施例中，第二端蓋包括鋁。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種以電解質(zhì)填充電化學(xué)電池的 方法，包括(a)提供一電化學(xué)組件，其包括容納在圓柱形容器內(nèi)并 具有至少一個開口的正極和負極；和密封該開口的端蓋，該端蓋限定 了一居中定位的填充孔；(b)通過填充孔將電解質(zhì)引入到該裝置的內(nèi) 部；和(c)以插塞密封該填充孔。在一個或多個實施例中，密封填充孔的步驟包括在填充孔內(nèi)適 配地設(shè)置一密封件；和將一可變形的金屬插件壓入到該密封后的填充 孔內(nèi)。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種電化學(xué)裝置，其包括螺旋盤 繞的電化學(xué)組件，具有側(cè)壁和上表面及下表面，所述電化學(xué)組件包括 分隔器，其插入在正極和負極之間，其中正極包括具有一層沉積于其 上的正電活性材料的正集流器，該集流器具有無涂層的邊緣部分；負 極包括具有一層沉積于其上的負電活性材料的負集流器，該集流器具 有無涂層的邊緣部分，其中正極和負極的無涂層邊緣部分位于螺旋盤 繞組件的相對面上；多個導(dǎo)電翼片，其與正、負集流器中的至少一個 的無涂層部分電接觸，并且從集流器向外延伸，其中正、負集流器中 的至少一個的翼片彼此間隔開，這樣，導(dǎo)電翼片位于螺旋盤繞的表面 的預(yù)定區(qū)域中，以使得當(dāng)翼片向螺旋盤繞面的中心折疊，并且折疊到 螺旋盤繞的表面的第二相對區(qū)域內(nèi)時，這些翼片相交。
在一個或多個實施例中，該裝置包括用于正極和負極的翼片。 在一個或多個實施例中，翼片在螺旋盤繞的表面上彼此對準在 100度的范圍內(nèi)。
在一個或多個實施例中，翼片在螺旋盤繞的表面上彼此對準在90 度的范圍內(nèi)。
在一個或多個實施例中，翼片具有不同的長度。
在一個或多個實施例中，翼片的長度被選擇成使得翼片在被折疊 時其端部對準。
在一個或多個實施例中，對于每一個電極，該裝置包括四個翼片。 在一個或多個實施例中，對于每一個電極，該裝置包括3-10個翼片。
在一個或多個實施例中，對于每200 112的電極面積，該裝置包括 一個翼片。
在一個或多個實施例中，每一個電極的翼片固定至連接帶。 在一個或多個實施例中，連接帶電連接至用于容納螺旋盤繞電化學(xué)組件的罩體的端子。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種裝配電化學(xué)裝置的方法，包
括在正極和負極之間插入分隔器，以用于形成多層電極組件，其中 正極包括具有一層沉積于其上的正電活性材料的正集流器，負極包括 具有一層沉積于其上的負電活性材料的負集流器，其中每一個集流器 具有無涂層的邊緣部分，和多個與該集流器的無涂層部分電接觸并從 所述無涂層部分向外延伸的導(dǎo)電翼片，其中正極和負極的無涂層邊緣 部分位于多層電極組件的相對側(cè)面上，螺旋盤繞該多層電極，以使得 所選定集流器的翼片對準在該螺旋盤繞的預(yù)定區(qū)域內(nèi)，向螺旋盤繞的 中心折疊所選定電極的翼片，以使得翼片彼此相交且翼片端部位于螺 旋盤繞的第二非重疊區(qū)域中；將所選定電極的重疊翼片聚集在翼片交 點之外的地方；以及將所選定電極的聚集翼片固定至連接帶。
在一個或多個實施例中，翼片的長度被選定成使得聚集的翼片在 它們的端子邊緣對準。
在一個或多個實施例中，翼片在所選定電極的無涂層邊緣上間隔 開，以使得所述翼片在螺旋盤繞的預(yù)定區(qū)域內(nèi)對準。


將通過參照下面的附圖對本發(fā)明進行描述，其中這些附圖僅僅用 于舉例說明的目的，本發(fā)明的全部范圍在下面的權(quán)利要求中給出。
圖l是部件分解圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的電 池i殳計的內(nèi)部部件。
圖2是剖面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的組裝好 的電池。
圖3是正極(陰極)端蓋的視圖，示出了壓力釋放排氣孔和界面 端子。
圖4A是用在負極(陽極)端蓋組件中的部件的部件分解圖。
圖4B是組裝好的負極端蓋的剖面圖。
圖4C是鉚接之后組裝好的負極端蓋的透視圖。圖5A是透視圖，示出了電池激活后通過金屬插塞以及塑性密封 件將填充孔密封在負極端蓋中。
圖5B是剖面放大圖，示出了電池激活后通過金屬插塞以及塑性
密封件將填充孔密封在負極端蓋中。
圖6A是具有翼片的電極片的平面圖。
圖6B是具有翼片的電極片的放大平面圖。
圖7A是電池外殼的頂部視圖，示出了位于90度象限內(nèi)的集流器 翼片的示例性位置。
圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的電池設(shè)計的一系列視 圖，示出了集流器翼片的位置和彎曲。
圖8示出的是將電流延伸片連接至相應(yīng)的端子的情況。
具體實施例方式
傳統(tǒng)電池端蓋設(shè)計將一個或多個填充孔、安全排氣孔和電源端子 包括在端蓋的設(shè)計中。這些部件通常是在電池端蓋上占據(jù)它們自身內(nèi) 部體積的獨立、單獨和較大體積的實體。與其活化填充孔偏離中心并 且在填充期間需要定向的電池相比，使用對稱居中的活化填充孔的電 池在制造過程中具有顯著的優(yōu)點。與其電源端子偏離中心并且在使用 時和/或封裝成較大號電池串時需要特定的定向的電池相比，使用對稱 居中電池端子的電池在其商業(yè)應(yīng)用上具有顯著優(yōu)點。
在本發(fā)明的一個或多個實施例中，提供了一種包括上部和下部焊 接端蓋的柱狀電池。電池的初級封裝(外殼和端蓋)包括鋁合金。焊 接密封通常通過激光焊接實現(xiàn)，或者可選地通過其它金屬連接方法， 例如超聲波焊接、電阻焊接、MIG焊、TIG焊等來實現(xiàn)。雙(上端和 下端)焊接容器的端蓋可能比外殼壁要厚一些，例如端蓋可以比外殼 壁厚達約50%。這種厚度的差別不是通過其它方式例如深拉來實現(xiàn) 的。雙焊接的電池封裝與巻邊密封或單焊接的電池相比可提供大得多 的電池體積。此外，較厚的端蓋提高了電池的機械堅固性，例如以防 壓碎。引入電池設(shè)計中的其它電池改型允許使用雙焊接的封裝，否則，這對于傳統(tǒng)電池設(shè)計來說是不可能的或者不方便的。
在一個或多個實施例中，電池封裝設(shè)計使用輕型和高度緊湊的鋁
殼體，并且通常是鋁合金，例如A13003H14。鋁和鋁合金在結(jié)構(gòu)上提 供了高的比模量和高的比剛度，以及提供了高的強度-重量比。鋁也是 在鋰離子電池的陰極電勢下保持穩(wěn)定的少有材料之一。電池設(shè)計的若 干特征示于圖1的部件分解圖中。該電池設(shè)計包括正極端蓋1、陰極 延伸片2、絕緣盤3、圓筒管4、負極端蓋5、陽極電流聚集片6，陰 極電流聚集片7以及內(nèi)部活性陰極和陽極材料(電極)8。正極端蓋1 同時包括用于電池的正極電池端子和電池的排氣孔機構(gòu)。陰極延伸片 2用作陰極電流聚集片7和電池的外部正極端子1之間的電連接。絕 緣盤3包括電流聚集片延伸通過的狹槽3a。絕緣盤3防止陰極電流聚 集片7和陰極延伸片2與內(nèi)部活性陰極和陽極材料8發(fā)生短路。圓筒 管4用作電池封裝的主殼體。
在裝配時，借助于負極端蓋5內(nèi)的延伸片2和整體式延伸片5a， 使用焊接和巻邊連接將兩組電流聚集片6、 7分別連接至兩端蓋5、 1。 該兩個端蓋均焊接至管4以制備圓柱形電池。負極端蓋5包括電池負 極端子和電池填充孔(下面將更詳細地討論)，它們分享同一個內(nèi)部體 積和外部空間并且在電池中對稱地居中。負極端蓋5還具有整體式延 伸片5a，用于在陽極電流聚集片6和位于負極端蓋5上的電池外部負 極端子之間形成電連接。在陽極處還使用具有狹槽3a的絕緣盤3，以 防止陽極電流聚集片6和陽極延伸片5a發(fā)生短路。
包括圖l的設(shè)計特征的裝配好的電池在圖2中以剖面圖形式示出， 其中相同的元件具有類似的附圖標(biāo)記。 一旦裝配好后，電池就在高體 積效率的封裝中包括用于制造和用戶界面的有利特征。這允許電池內(nèi) 部的大部分被活性材料占用，從而極大地提高了電池的蓄能容量與體 積的比率。
以下將描述電池的各個元件和特征。
如圖3所示，正極端蓋1包括設(shè)計好的排氣刻痕IO和鎳界面端子 9。在必要時，設(shè)計好的排氣刻痕在預(yù)定的內(nèi)壓下打開，從而使大量氣體和材料從電池排出。排氣孔是位于正極端蓋周邊附近的環(huán)形凹槽， 其設(shè)置在端蓋圓周和鎳端子之間。凹槽可位于端蓋的內(nèi)表面或外表面 上，或者同時位于內(nèi)外表面上。在一個或多個實施例中，凹槽同時位 于端蓋的內(nèi)表面和外表面上。凹槽可彼此相對或彼此偏置。凹槽在端 蓋中提供了減薄的徑向部分，其被設(shè)計成在預(yù)定的壓力下斷裂。環(huán)形
凹槽在端蓋上形成了約150至滿360度，或者約180至約300度的圓 弧。實際的圓弧長度將取決于電池的大小。圓弧長度可被選擇成使得 端蓋在發(fā)生斷裂時鉸接并且斷裂后的端蓋不與電池外殼斷離，而是還 可為達約360度的不具有明顯鉸接的圓弧。環(huán)形凹槽的另一個優(yōu)點在 于，它可在端蓋焊接至電池本體時用于使端子熱絕緣。凹槽可通過傳 統(tǒng)的方法引入，例如沖壓、刻制或劃制等等。
鎳界面端子9提供了低阻抗、防腐蝕的電池端子，以及用于將電 池成組連接在一起的可焊接界面。鍍鎳層的厚度具有一定范圍，并且 其厚度通常在約75nm至約125nm之間。較厚的端子板特別適合于大 功率電池。在一個或多個實施例中，陰極罩的本體是鋁，以及例如與 電池管一樣的鋁合金。在一個或多個實施例中，陰極罩可在其外表面 上鍍上一層鎳。鎳界面端子隨后電阻焊接(點焊)至陰極罩，以得到 機械上堅固的界面，或回流焊接至鎳鍍層，以便在兩個部件之間得到 電學(xué)上堅固的界面，或者以上兩者均進行。還可以使用其它焊接或熔 焊技術(shù)，例如，超聲波焊接或?qū)щ娬澈蟿?。適當(dāng)?shù)暮噶习ㄆ淙埸c在 電池的最高使用溫度之上的焊料。在M端子和Al陰極罩之間的這種 連接技術(shù)在電池工業(yè)中是獨一無二的。
壓力排氣孔占據(jù)端蓋表面的外周區(qū)域，并且不會妨礙鎳端子的定 位和固定。鎳端子的橫截面積可非常大并且可占據(jù)端蓋表面的相當(dāng)大 的部分。這可用于降低電池阻抗并且可在成組裝配時提供電池與電池 的焊接能力。
圖4A-4C描繪了負極端蓋5，其包括居中定位的填充孔40。填充 孔用來在一旦裝配好之后激活電池，并且由構(gòu)成電源端子的空心鉚釘 45至少部分地限定。負極端蓋的中心位置作為填充孔和電源端子的雙重用途有效利用了空間并且不會妨礙電池的運轉(zhuǎn)。填充孔40位于端蓋 表面的中心。居中定位的填充孔提供了適合地設(shè)置在孔內(nèi)并且連接至 電池內(nèi)部的饋通入口。電解質(zhì)可在激活過程中通過該饋通入口引入。
負極端蓋通過將圖4A的部件分解圖所示的構(gòu)成部件裝配在一起 來構(gòu)造。上部襯墊44被置于端蓋本體43中，其中該端蓋本體可包含 用于接受襯墊的凹部。用作電源端子45的空心鉚釘被裝配到上部襯墊 44之中。鉚釘45的桿45a延伸通過上部襯墊44和端蓋本體43兩者 的中心孔。該組件被翻轉(zhuǎn)，并且密封襯墊47被插入到襯墊44上并且 被置于本體43上。下部襯墊42、密封襯墊47以及鉚釘墊片46按圖 4A所示那樣裝配和定位。延伸片41被插入到鉚釘45的桿上。在巻邊 之前的裝配好之后的部件示于圖4B中。
鉚釘45可以是鍍鎳鋼以具有良好防腐蝕性和良好可焊接性，它可 用作電池的電源端子。鉚釘45的平頭在端蓋外表面的一部分之上延 伸，并且中空桿45a延伸到電池內(nèi)部。還包括通過其中心并具有設(shè)計 好的用來幫助密封的凸緣的填充孔，對稱的形狀和居中的鉚釘桿，用 于分享空間以及電池端子和填充孔之間的對稱。延伸片41連接電源端 子45和電池內(nèi)部活性陽極材料。下部襯墊42防止延伸片41與具有不 同電勢的端蓋本體43接觸。端蓋本體43通過多種方法密封至電池管 (未示出)或者電池的主體，這些方法包括但不限于前述的巻邊和焊 接方法。上部襯墊44使得電源端子45與具有不同電勢的端蓋本體43 絕緣。鉚釘墊片46幫助在端蓋本體43上產(chǎn)生卑固的壓鉚釘夾持力。 密封襯墊47幫助在壓鉚釘下方實現(xiàn)牢固的密封。
整個組件可按圖4C所示那樣通過壓制鉚釘45的桿和使之變形而 巻折在一起，將所有的部件擠壓在一起以形成壓鉚釘48，并且在延伸 片41和電源端子45之間建立起良好的電接觸。
在端蓋已被焊接至電池的管后，通過經(jīng)電源端子45中的孔填充電 解質(zhì)來激活電池。現(xiàn)在參見圖5A和5B，填充孔40通過填充孔插塞 密封件50 (例如高溫塑料密封件)和填充孔插塞51，可變形插件例如 可變形金屬插件來密封。在端蓋已被密封至管并且電池已被利用電解質(zhì)激活后，填充孔插塞密封件50被壓入到填充孔開口內(nèi)。填充孔插塞 51隨后被壓入到該相同的填充孔內(nèi)，膨脹，夾緊并且使密封件50靠 著鉚釘45的設(shè)計好的凸緣而保持好并且在填充孔常在的地方實現(xiàn)密 封。
電池的內(nèi)部活性材料包括兩個電極陰極和陽極。形成電池阻抗 的一個因素在于在活性電池材料(陽極和陰極)和外部電池端子之間 缺乏載流路徑。人們已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)圓柱形(盤繞組件)電 池相比，整個電池阻抗可通過使用多個載流子，或者"翼片"而顯著 地降低，它的設(shè)計需要為每一個電極上提供一個或兩個翼片。在本發(fā) 明的一個或多個實施例中，多個翼片連接在電池每一側(cè)上的較大集流 器處，它被稱為延伸片，隨后形成與電池的每一個電池端子連接。在 一個或多個實施例中，電極包括約3至約IO個翼片，例如，可包括4 個翼片。在其它實施例中，電極在每200cii^的電極面積上包括一個翼 片。高功率電池比低功率電池將需要更高密度的翼片。
在本發(fā)明的一個或多個實施例中，該電池設(shè)計中的每一個電極使 用數(shù)個，例如四個或更多個電流聚集片，以便從每一活性材料例如陰 極和陽極中導(dǎo)出電流，以及將電流傳導(dǎo)至電池端子。圖6A描繪了示 例性的電極片60。該電極片60包括整體式電流聚集基片66和一層與 電流聚集基片電連接的電活性材料67。電流聚集片61， 62， 63， 64 從電極的邊緣部分68延伸出來。
片狀電極隨后被組成電化學(xué)電池。隔離片，例如兩個隔離片被插 入到陰極和陽極片之間，以使得陰極片和陽極片位于該組件的相對側(cè)。 多層組件螺旋盤繞以形成螺旋狀的電化學(xué)組件，被稱為"果凍式巻 (jellyroll)"。具有延伸的翼片6， 7的果凍式巻8示于圖1中。
翼片可具有不同的長度，它們反映了當(dāng)巻繞時其與果凍式巻筒中 心的距離。翼片的長度可在巻繞果凍式巻之前或之后進行調(diào)整。為了 形成片狀電極， 一部分電活性材料從電極的邊緣移除，以形成如圖6B 所示的用于電接觸的清潔表面(未按比例繪制)。翼片通過例如焊接、 鉚接、巻邊或其它類似技術(shù)與電極的暴露部分電連接。翼片隨后被用非反應(yīng)性帶65覆蓋，用于覆蓋暴露的金屬翼片，并防止與電池中的化 學(xué)物質(zhì)發(fā)生不期望的化學(xué)反應(yīng)。帶65在翼片附近蓋住電極的兩側(cè)。該 帶蓋住翼片的位于電極之上的部分，并且可以蓋住保持暴露的下面電 極的一部分或全部，即，未被活性電極層或電流聚集片覆蓋的那部分。 從電極向外延伸的翼片的至少一部分未被帶覆蓋。
為了通過增加翼片來最大程度地降低電池的阻抗，該四個翼片可 以沿著兩個電極的長度的每一個等間隔地定位，例如盡可能接近電極 長度的1/8、 3/8、 5/8和7/8，從而4吏電流必須流過電極以1更進出電池 端子的距離最小化。也可以采用使用多于或少于4個翼片的其它設(shè)置。 一旦巻繞在一起，果凍式巻如圖1所示那樣使其四個翼片分別從其端 部伸出。這些翼片如圖7A和7B所示那樣聚集在一起并且連接至外部
端子。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，提供了一種電池翼片設(shè)計， 用于以高體積效率、高可制造性以及機械堅固的方式控制和捕獲收納
所有的翼片。
在翼片設(shè)計的一個方面中，構(gòu)成果凍式巻的材料的厚度是受控的。 每一這種材料(陽極、陰極以及分隔器)的厚度控制至非常精密的公 差(各約為+/-2^1111)。這允許人們可以精確地對這些材料將如何巻繞 成果凍式巻，包括巻繞圏數(shù)以及最終的直徑進行建模以及可靠地預(yù)測。 這允許翼片在果凍式巻內(nèi)精確地定位。
在翼片設(shè)計的另 一個方面中，電極上的翼片位置在它們被巻繞成 果凍式巻之前選擇。這些翼片可沿著每一個電極的長度定位在適當(dāng)位 置，例如對于四個翼片設(shè)計而言，這些位置既接近1/8、 3/8、 5/8以及 7/8電優(yōu)化連接處，又是被預(yù)測在電極已被巻繞成果凍式巻后對準的位 置。翼片位置可被選擇成使得，例如，單個電極的四個翼片在果凍式 巻的頂面的預(yù)定區(qū)域內(nèi)相互對準。例如，四個翼片定位在陰極片上， 以使得當(dāng)組裝成果凍式巻時，陰極片的四個翼片在果凍式巻的選定區(qū) 域中從其表面突出。在本發(fā)明的一個或多個實施例中，翼片在90度象 限或更大的例如150度內(nèi)對準。該區(qū)域，例如90度象限，是從每一個 翼片的中心線測量得到的，用于說明翼片寬度。在一些實施例中，翼片位于大約140度的弧窗口內(nèi)。這種對準有助于每一組四個翼片的控 制和捕獲。翼片在90度象限內(nèi)的示例性對準情況示于圖7A中。
如圖7B中所示，翼片設(shè)計的第三方面為選擇適當(dāng)?shù)囊砥瑥澢?。這 顯示了四個翼片61, 62， 63， 64是如何被捕獲以及連接至電池端子的。 圖7B的步驟1示出了電池的頂部和所有四個翼片在從果凍式巻的表 面突出時的位置。絕緣盤3位于果凍式巻的端部之上，并且翼片穿過 絕緣盤中的狹槽插入。絕緣盤使每一個翼片與果凍式巻絕緣。首先， 所有四個翼片在絕緣盤3上向果凍式巻的中心軸線(在圖7B中以+表 示)彎曲。其結(jié)果是， 一組翼片在果凍式巻的表面上在達約140度的 區(qū)域中展開。正如先前的描述，翼片的長度可以變化。在一個或多個 實施例中，最靠近中心軸線的翼片，例如翼片64是最短的，而離中心 軸線最遠的翼片，例如翼片61是最長的。最靠近果凍式巻中心的翼片 可被切割成其長度比其余的翼片要短一些，并且每一隨后向外定向的 翼片要比先前的內(nèi)側(cè)翼片長一些。其結(jié)果是，當(dāng)所有四個翼片被折疊 在一起時，例如圖7的步驟2所示，它們的端部將遠離果凍式巻的軸 同樣的距離對準。 一旦所有翼片平放后，它們將處于的位置就是在電 池完工后的位置。但是，它們必須首先連接至電池端子的延伸片。為 了實現(xiàn)該目的，它們?nèi)肯蚬麅鍪綆喌谋砻嬉黄饛澢s90°,并且平 行于果凍式巻的軸線，這示于圖7的步驟3中。這將四個翼片并為一 個整體，其中電池端子的延伸片可被容易地焊接至該整體。
翼片設(shè)計的第四方面是將電池延伸片連接至四個電極片。在一種 設(shè)計中，這通過超聲波焊接來實現(xiàn)，但是，電阻焊接或其它金屬連接 技術(shù)也可被容易地采用。在一個實施例中，延伸片首先折疊成允許焊 機能在四個電極片上夾緊它們，但是，也可以釆用連接部件的其它方 式。較厚的延伸片保護較薄的電極片不被焊機損壞。該連接的實現(xiàn)方 式允許四個電極片以及延伸片同時向后向下平折，從而實現(xiàn)高體積效 率的電池設(shè)計。 一旦翼片已被焊接和平折，電池的端蓋被焊接至管， 從而可用非常小的空間來處理翼片，這可額外增加電池能量容量.這示 于圖8中。這種電池的基本概念和設(shè)計可應(yīng)用到幾乎任何電池，而很少有例 外情況?？梢蚤_發(fā)能較好適應(yīng)特定應(yīng)用的可替換設(shè)計，但是其基本前
提保持一樣；該電池發(fā)明能有效地使用面積和體積來構(gòu)造堅固、輕型、 以及中心對稱的、對于制造和客戶界面來說理想的電池。通過使內(nèi)部 部件的極性反向，這種設(shè)計可容易地被改進從而以鋼制殼體代替鋁制 殼體。
在一個方面中，在本文中描述的可充電電池設(shè)計較傳統(tǒng)電池設(shè)計 在終端用戶應(yīng)用以及電池制造方面具有許多優(yōu)點，即，居中定位的電 源端子以及居中定位的電解質(zhì)填充孔。傳統(tǒng)電池設(shè)計使用的是低體積 效率的巻邊連接。
電池設(shè)計的另 一方面允許電池設(shè)計有介于端蓋和外殼之間的更高 體積效率的焊接密封，同時將填充孔和電源端子直接置于同一個所期 望的位置，直接位于電池的中心。
此外，通過使用兩個端蓋和一個管來代替一個端蓋和一個單端外 殼，在電池的兩個端部而不僅僅是一個端部上，可在內(nèi)部延伸片和電 池端子之間實現(xiàn)更堅固和更可制造的接頭。
在一個或多個實施例中，上述"i殳計為每一個電極^f吏用四個翼片， 而不是更常見的單翼片。這極大降低了電池的整體阻抗，這對于大功 率應(yīng)用來說是非常重要的。
在一個或多個實施例中，該電池利用電源端子的額外厚度來獲得 通過插塞密封填充孔所必需的特征，從而允許實際密封更堅固，同時 保持在外面看不到并且對電池輪廓不會造成太唐突的影響。
根據(jù)一個或多個實施例的圓柱形電池使用焊接至鋁殼體的鍍鎳 層。這允許電池的主殼體可由輕型和導(dǎo)電的鋁制造。端子由較重的但 具有更抗腐蝕性和更焊接友好的Ni材料制成。
該電池設(shè)計還將排氣刻痕置于電池的底部。這開拓了可被用來增 加電池的能量儲存能力的電池頂部的體積。該設(shè)計中所述的排氣孔的
獨特之處在于，其比傳統(tǒng)的排氣孔大并且位于電源端子的周邊周圍， 而非不對稱地置于其旁邊或者其下方。如果出現(xiàn)危險的內(nèi)部高壓期間，這允許氣體和/或材料不受阻礙地逸出。
權(quán)利要求
1、一種用作電化學(xué)電池容器的金屬外殼，包括限定了第一和第二開口端的側(cè)壁；第一金屬端蓋，設(shè)置在側(cè)壁的第一開口端，并且其具有內(nèi)表面和外表面；焊接至第一端蓋的外表面的端子板；和設(shè)置在側(cè)壁的第二開口端的第二金屬板。
2、 如權(quán)利要求l所述的金屬外殼，其中第一金屬板包括鋁。
3、 如權(quán)利要求2所述的金屬外殼，其中第一金屬板的外表面是鍍 鎳的。
4、 如權(quán)利要求3所述的金屬外殼，其中第一金屬板的端子板包括鎮(zhèn)
5、 如權(quán)利要求3所述的金屬外殼，其中鎳板的厚度在約75pm至 約125jim之間。
6、 如權(quán)利要求4所述的金屬外殼，其中鎳板焊接至第一金屬板。
7、 如權(quán)利要求6所述的金屬外殼，其中金屬板是通過電阻點焊或 超聲波焊接的。
8、 如權(quán)利要求4所述的金屬外殼，其中第一金屬板焊接至側(cè)壁的 第一端。
9、 如權(quán)利要求1所述的金屬外殼，其中第二金屬板與側(cè)壁的第二 端成整體以形成封閉端。
10、 如權(quán)利要求8所述的金屬外殼，其中第二金屬板焊接至側(cè)壁 的第二端。
11、 如權(quán)利要求1所述的金屬外殼，其中第二金屬板通過巻邊與 側(cè)壁的第二端密封。
12、 如權(quán)利要求1所述的金屬外殼，其中外殼是圓柱形的。
13、 如權(quán)利要求1所述的金屬外殼，其中側(cè)壁和第二金屬板包括鋁。
14、 如權(quán)利要求1所述的金屬外殼，還包括 位于第一金屬板的外表面和內(nèi)表面的至少一個中的環(huán)形凹槽，其中該凹槽在第一金屬板內(nèi)產(chǎn)生了厚度減小的圓弧。
15、 如權(quán)利要求14所述的金屬外殼，其中環(huán)形凹槽設(shè)置在第一金 屬罩的外周和焊接端子之間。
16、 如權(quán)利要求15所述的金屬外殼，其中圓弧的范圍在約150 度至約360度之間。
17、 如權(quán)利要求15所述的金屬外殼，其中圓弧的范圍在約300 度至約180度之間。
18、 如權(quán)利要求15所述的金屬外殼，其中板在暴露于比預(yù)定值大 的壓差下時能在圓弧處斷裂。
19、 一種制造用在電化學(xué)電池容器中的端蓋的方法，包括 提供具有內(nèi)表面和鍍鎳外表面的鋁制端蓋； 將端子板點焊至端蓋的鍍鎳外表面；和 將點焊端子板焊接至端蓋，以形成具有高機械強度的焊縫。
20、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中焊接是回流焊接。
21、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中鍍鎳層的厚度在約75nm至 約125nm之間。
22、 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括在鋁制端蓋的外表面和內(nèi)表面的至少一個中引入環(huán)形凹槽，其中 該凹槽在端蓋內(nèi)產(chǎn)生了厚度減小的圓弧。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中凹槽被壓印到端蓋中。
24、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中凹槽被刻劃到端蓋中。
25、 一種用于電化學(xué)裝置的金屬端蓋，包括 具有上表面和下表面的金屬端蓋； 焊接和點焊至該端蓋上表面的端子板。
26、 如權(quán)利要求25所述的金屬端蓋，其中金屬端蓋包括鋁。
27、 如權(quán)利要求26所述的金屬端蓋，其中端蓋的上表面是鍍鎳的。
28、 如權(quán)利要求27所述的金屬端蓋，其中端子板包括鎳。
29、 如權(quán)利要求28所述的金屬端蓋，其中鎳端子板的厚度在約 75fim至約125nm之間。
30、 一種電化學(xué)電池，包括 電極組件，其包括正極、負極和電解質(zhì)；鋁制容器，用于容納電極組件并且包括側(cè)壁和上部開口端及下部 開口端；以及第一鋁制端蓋，通過激光焊接至鋁制容器的上部開口端；和 第二鋁制端蓋，通過激光焊接至鋁制容器的下部開口端，其中第 二端蓋比容器側(cè)壁的厚度要厚至少50%。
31、 如權(quán)利要求30所述的電池，其中容器包括鋁合金。
32、 如權(quán)利要求30所述的電池，還包括位于第二端蓋中的中心填 充孔，用于將電解質(zhì)引入到容器內(nèi)部。
33、 一種電化學(xué)裝置，包括 電極組件，其包括正極、負極和電解質(zhì)； 圓柱形容器，用于容納電極組件并且具有至少一個開口；端蓋，被設(shè)置用來覆蓋開口，該端蓋限定了一居中定位的填充孔； 插塞，其密封地設(shè)置在居中定位的填充孔中。
34、 如權(quán)利要求33所述的裝置，其中插塞用作將該裝置連接至外 部接頭的端子。
35、 如權(quán)利要求34所述的裝置，其中插塞包括密封件和可變形的 金屬插件，其中密封件密封地設(shè)置在填充孔內(nèi)，可變形的金屬插件能 夠壓在密封件上以形成不透液體的密封。
36、 如權(quán)利要求33所述的裝置，其中居中定位的填充孔包括饋通 入口，其適配地設(shè)置在該孔內(nèi)并連接到該裝置的內(nèi)部。
37、 如權(quán)利要求36所述的裝置，其中饋通入口包括鉚釘，其具有大體扁平的頭部和中空的桿，其中頭部限定了一與 填充孔對應(yīng)的孔，并且在端蓋外表面的一部分上延伸，中空桿延伸至 圓柱形容器的內(nèi)部；和鉚釘墊片，其設(shè)置在端蓋的內(nèi)表面并與鉚釘桿的遠端部分接合。
38、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中填充孔還包括 上部絕緣件，其設(shè)置在鉚釘和端蓋之間，并且限定了一與填充孔對應(yīng)的孔；和下部絕緣件，其設(shè)置在端蓋和鉚釘墊片之間。
39、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中鉚釘包括鍍鎳鋼。
40、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中容器包括鋁。
41、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中端蓋包括鋁。
42、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中端蓋位于該裝置的負極端。
43、 如權(quán)利要求37所述的裝置，其中端蓋位于該裝置的正極端。
44、 如權(quán)利要求34所述的裝置，其中插塞包括塑性密封件和金屬 插件。
45、 如權(quán)利要求33所述的裝置，其中端蓋焊接至容器的開口端。
46、 如權(quán)利要求33所述的裝置，其中端蓋焊接至容器的開口。
47、 如權(quán)利要求33所述的裝置，其中容器還包括位于容器的相對 端的第二開口，并且第二端蓋被設(shè)置用來覆蓋第二開口。
48、 如權(quán)利要求47所述的裝置，其中第二端蓋焊接至容器的第二 開口 。
49、 如權(quán)利要求47所述的裝置，其中第二端蓋通過巻邊密封而密 封至容器的第二開口。
50、 如權(quán)利要求47所述的裝置，其中第二端蓋包括鋁。
51、 一種以電解質(zhì)填充電化學(xué)電池的方法，包括(a) 提供一電化學(xué)組件，包括容納在圓柱形容器內(nèi)并具有至少一個開口的正極和負極；和 密封該開口的端蓋，該端蓋限定了一居中定位的填充孔；(b) 通過填充孔將電解質(zhì)引入到該裝置的內(nèi)部；和(c) 以插塞密封該填充孔。
52、 如權(quán)利要求51所述的方法，其中密封填充孔的步驟包括 在填充孔內(nèi)適配地設(shè)置一密封件；和 將一可變形的金屬插件壓入到該密封后的填充孔內(nèi)。
53、 一種電化學(xué)裝置，包括螺旋盤繞的電化學(xué)組件，具有側(cè)壁和上表面及下表面，所述電化 學(xué)組件包括分隔器，其插入在正極和負極之間，其中正極包括具有一層沉積 于其上的正電活性材料的正集流器，該正集流器具有無涂層的邊緣部 分；負極包括具有一層沉積于其上的負電活性材料的負集流器，該負 集流器具有無涂層的邊緣部分，其中正極和負極的無涂層邊緣部分位 于螺旋盤繞組件的相對面上；多個導(dǎo)電翼片，其與正、負集流器中的至少一個的無涂層部分電 接觸，并且從集流器向外延伸，其中正、負集流器中的至少一個的翼 片彼此間隔開，這樣，導(dǎo)電翼片位于螺旋盤繞的表面的預(yù)定區(qū)域中， 以使得當(dāng)翼片向螺旋盤繞面的中心折疊，并且折疊到螺旋盤繞的表面 的第二相對區(qū)域內(nèi)時，這些翼片相交。
54、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中該裝置包括用于正極和負極 的翼片。
55、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中翼片在螺旋盤繞的表面上彼 此對準在100度的范圍內(nèi)。
56、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中翼片在螺旋盤繞的表面上彼 此對準在90度的范圍內(nèi)。
57、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中翼片具有不同的長度。
58、 如權(quán)利要求57所述的裝置，其中翼片的長度被選擇成使得翼 片在被折疊時其端部對準。
59、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中該裝置對于每一個電極包括 四個翼片。
60、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中該裝置對于每一個電極包括 3-10個翼片。
61、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中該裝置對于每200cn^的電 極面積包括一個翼片。
62、 如權(quán)利要求53所述的裝置，其中每一個電極的翼片固定至連接帶。
63、 如權(quán)利要求57所述的裝置，其中連接帶電連接至用于容納螺 旋盤繞電化學(xué)組件的罩體的端子。
64、 一種裝配電化學(xué)裝置的方法，包括在正極和負極之間插入分隔器，以用于形成多層電極組件，其中 正極包括具有一層沉積于其上的正電活性材料的正集流器；負極包括 具有一層沉積于其上的負電活性材料的負集流器，其中每一個集流器具有無涂層的邊緣部分，和多個與該集流器的 無涂層部分電接觸并從所述無涂層部分向外延伸的導(dǎo)電翼片，其中正 極和負極的無涂層邊緣部分位于多層電極組件的相對側(cè)面上，螺旋盤繞該多層電極，以使得所選定集流器的翼片在該螺旋盤繞 的預(yù)定區(qū)域內(nèi)對準，向螺旋盤繞的中心折疊所選定電極的翼片，以使得翼片彼此相交 且翼片端部位于螺旋盤繞的第二非重疊區(qū)域中；將所選定電極的重疊翼片聚集在翼片交點之外的位置；以及 將所選定電極的聚集翼片固定至連接帶。
65、 如權(quán)利要求62所述的方法，其中翼片的長度被選定成使得聚 集的翼片在它們的端子邊緣對準。
66、 如權(quán)利要求62所述的方法，其中翼片在所選定電極的無涂層 邊緣上間隔開，以使得所述翼片在螺旋盤繞的預(yù)定區(qū)域內(nèi)對準。
67、 如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述翼片彼此對準在約90 度的范圍內(nèi)。
68、 如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述翼片彼此對準在約100 度的范圍內(nèi)。
69、 如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述翼片彼此對準在約150 度的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種緊湊、堅固、多功能以及高度可制造的可充電電池。該電池設(shè)計成用最小的內(nèi)部體積來容納電池的惰性部件。這部分地通過向各個電池部件提供多種功能來實現(xiàn)。
文檔編號H01M2/00GK101305481SQ200680039326
公開日2008年11月12日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者H-C·邵, 喬納·S·邁爾伯格, 唐納德·G·達福, 安德魯·C·朱, 格雷斯·S·張 申請人:A123系統(tǒng)公司