专利名称：具有整体式导体的蓄电池组电极的制作方法
具有整体式导体的蓄电池组电极 相关申请的交叉引用
无
关于联邦政府资助的研究或开发的声明
无
背景技术：
1. 发明领域
本发明一般涉及电化学蓄电池组，更具体地，本发明涉及用于这些蓄电池 组的新颖且改进的电极板。
2. 相关技术说明
通常，电化学类型的蓄电池组包括一个或多个电池，所述电池包括以定距 离间隔方式交替设置的多个具有一种极性的第一电极和多个具有相反极性的 第二电极。各端子通常将各极性的电极连接到接线柱上，这样对于各电池提供 两个相反极性的两个端子。
美国专利第5,158,842号揭示了一种蓄电池组的基本结构，该结构具有多 个交替的相反极性的电极板。各电极板通常具有矩形的主区域，形成电极的活 性区域，以及从主区域的一角向外伸出的翼片(tab)。 一种极性的电极板的翼片 沿着电池组的一边排列，而相反极性的电极板的翼片沿着电池组的另一边排 列。相同极性的电极板的各翼片例如通过焊接处理电连接到具有连接柱的端子 的主体上。
一类电极板包括适用于活性材料负载的电极的挠性纤维板，例如用于镍-镉和镍-铁电池组系统。普通的纤维板由压实的混合型细纤维制成，该纤维材 料中通过常规敷镀法反应扩散了镍。现有的电池组具有通常由导电纤维如铁绒丝(iron wool)形成的板，但是还使用非导电性纤维。所述纤维在板的长度、宽 度和厚度方向上无规取向，在它们的接触点与镍扩散结合。所得的电极具有孔， 在之后的组装步骤中，电池组的活性材料被引入该孔中。
如
图1所示，现有技术中的典型电极IO是矩形的，其中一条边明显大于 与之垂直的另一条边。电极IO具有薄片状的主体11，包括主区域或活性区域 12和翼片16。主区域12具有均一的电导率。翼片16从主区域12的长边伸出， 由于电镀处理，翼片具有金属致密度较高的区域14。区域14使金属接触片18 焊接到电极体11上。在最后形成的电池组中，电池组端子焊接或以其它方式 电连接到相同极性的电极10的接触片18上，从而使这些电极连接在一起。
某些电池组装置规定端子沿着电极的短边设置，从该短边垂直延伸的边具 有明显更长的长度。但是，已经发现在此取向中，电极中远离翼片的部分的有 效电阻明显高于电极中接近翼片的部分。因此，电极中离翼片较远的部分不如 电极中接近翼片的部分有效。
发明概述
本发明提供一种新颖且改进的电池组电池(battery cell)和用于该电池的电极。
电池组电池由多个具有一种极性的第一电极与多个具有相反极性的第二 电极交替(interleave)设置而形成。第一电极和第二电极都包括非织造织物的薄 片，该薄片具有第一边和第二边， 一部分非织造织物从第一边伸出，形成翼片， 所述第二边横向于(transverse to)与第一边且优选明显长于第一边。所述非织造 织物具有以某种方式沉积的金属，从而沿着第二边形成条带，该条带比薄片中 远离第二边的金属镀敷区域具有明显更高的电导率。该条带继续沿着翼片延 伸。
第一端子与第一电极的翼片连接，具体方式是第一端子与沿着各翼片的条 带电接触。第二端子与第二电极连接，具体方式是第二端子与沿着第二电极的 翼片的条带电接触。
在优选的实施方式中，非织造织物是由聚丙烯纤维制成的针刺毡。该针刺 毡涂布了金属。较佳地，该非织造织物上电镀了金属，其中沿着第二边沉积了更高致密度的金属。
附图简要说明 图1是现有技术中的电池组的电极板的平面视图； 图2是依据本发明的包含独特电极的电池组的剖面透视图； 图3是这些电极中的一个电极的透视图。
发明详述
首先参考图2，依据本发明的电池组20具有单个电池22，但是应该理解 本发明的设想可用于多个电池的电池组。电池组电池22包括多个交替设置的 第一电极24和第二电极26，它们包含在外壳28中。第一电极24和第二电极 26具有相对的电极性，并且它们的数目根据需要变化，以提供所需的电池组 20的容量。电极24和26以平行的、定距离间隔的结构交替设置。电池组的活 性材料设置在电极的孔中。
当参考图3时，第一电极24和第二电极26中的各电极都是由非织造材料 的薄片形成的，例如由聚丙烯纤维制成的针刺毡。众所周知，针刺毡可用于许 多应用，并且通过首先将选择的纤维梳理成网、然后层叠到所需的厚度来制备。 使所得的网通过针床，该床包括数千个设置在板中的相对于网向上和向下的钩 针。这样就使钩针通过纤维，引起纤维缠绕。然后对网进行压延，得到最终的 厚度。
由非织造网材料制造两种类型的电极24和26首先都包括用金属(例如镍) 无电镀敷该材料，结果在网纤维上得到较薄的金属涂层。在纤维上具有导电涂 层的情况下，然后电镀所述材料以增加金属的厚度。例如，针刺毡网可以长巻 的形式提供，之后可由该长巻切割出多个单独的电极24和26。在无电镀敷后， 将网材料由长巻展开，通过电镀设备。该电镀处理在网的主要部分上提供相当 均一的致密金属涂层，但是沿着边的金属涂层比其它地方的金属涂层具有更高 的致密度。因此，边区域具有更高的电导率。
该金属涂布的毡材料随后用金属浸渍，所使用的金属与将使用该电极的电 池组的类型一致。例如，在镍-镉电池组体系中，镉嵌入到用于第一负电极24的毡网的孔中；而镍嵌入到用于第二正电极26的毡网的孔中。但是，本领域 技术人员应该意识到，可使用不同金属形成其它类型的电池组。
在金属已经沉积到非织造毡上后，从所述材料上冲切或以其它方式切割下 单独的电极。该处理产生具有较大的孔表面积的电极。继续参看图3，各电极 30因而包括大致呈矩形的非织造的金属涂布的材料的薄片31，但是可以产生 其它形状的薄片。薄片31具有沿其窄尺度方向延伸的第一边32和与第一边32 垂直的较长的第二边34。翼片36在第一边和第二边原本应该交叉的角落从第 一边32向外突出，第二边34沿着翼片继续延伸。在由经过电镀的较大的主体 形成单个电极30的过程中，以较高致密度涂布了金属的纤维区域沿着电极片 31的第二边34形成条带38。该条带38沿着包括翼片36的第二边的整个长度 延伸。该条带38用作导体，使翼片36与电极的活性远区域连接，从而更好地 利用电极整个表面上的活性材料。
该方法产生多个第一电极24和第二电极26，然后通过将这两类电极按照 图2所示的交替设置的方式组装成电池组电池22。在此组件中，第一电极24 的翼片36沿着一边取-向，而第二电极26上的翼片36沿着相对的一边取向。 将第一负电端子40插入电极组件中间的两个相邻的第一电极24之间，而第一 电极24的翼片36向内弯曲互相抵靠，并且抵靠第一电端子40的相对边的表 面。因此，相邻的第一电极上的翼片36的上部是邻接的，各边上的一个翼片 与第一电端子40邻接。在保持在该位置的同时，那些翼片36相互焊接在一起， 并且焊接到第一端子40上。具体地，各翼片上更致密的金属化条带38提供用 于焊接到端子上的表面。第二正电端子42按照与第一端子40所述相同的方式 与第二电极26上的翼片36连接。可以使用其它技术将两种电极24和26的翼 片36电连接到各端子40或42上，例如铜焊，或者用螺栓机械固定。
然后将多个第一 电极24和第二电极26以及两个端子40和42的亚组件装 入外壳28中，进行密封，使得只有各端子的上部伸出外壳。
上述说明书主要涉及本发明的优选实施方式。尽管对于本发明范围内的各 替代方式给予了一些关注，但是预期本领域技术人员将容易实现从本发明实施 方式的内容可以明显导出的其它替代方式。因此，本发明的范围应该由所附权 利要求书限定，而不受限于上述内容。
权利要求
1. 一种电池组电池，其包括 具有一种极性的第一电极；与所述第一电极交替设置的具有相反极性的第二电极； 其中所述第一电极和第二电极中的每一个都包括非织造织物的薄片，该薄 片具有第一边和第二边， 一部分非织造织物从第一边伸出，形成翼片，所述第 二边横向于第一边，所述非织造织物上涂布了金属，其中的金属沉积使得沿着 第二边形成一个条带，该条带比薄片中远离第二边的金属涂布区域具有更高的 电导率，且该条带沿着翼片延伸；第一端子，其与第一电极的各翼片连接，并且与沿着所述翼片的条带电连 接；和第二端子，其与第二电极的各翼片连接，并且与沿着第二电极的翼片的条 带电连接。
2. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，各第一电极和第二电极 的第二边明显长于第一边。
3. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，所述非织造织物包括聚 丙烯纤维。
4. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，所述非织造织物包括针 刺材料。
5. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，所述非织造织物被电镀 上金属，其中沿着第二边沉积致密度较高的金属。
6. 权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，其还包括将沿着各第一电 极的翼片的条带与第一端子电连接的第一焊接处，和将沿着各第二电极的翼片 的条带与第二端子电连接的第二焊接处。
7. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，相邻的第一电极的翼片 互相邻接，并且这些翼片中的至少一个与第一端子邻接。
8. 如权利要求7所述的电池组电池，其特征在于，通过焊接、铜焊连接和 机械紧固件中的至少一种将所述第一电极的翼片保持在一起并且与第一端子相连。
9. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，第一端子位于两个第一 电极上的翼片之间，在第一端子一侧的相邻第一电极的翼片相互邻接，这些翼 片中的至少一个与第一端子的表面邻接，在第一端子另一侧的相邻第一电极的 其它翼片相互邻接，这些其它翼片中的至少一个与第一端子的另一表面邻接。
10. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，相邻第一电极的翼片 相互邻接，这些翼片中的至少一个与第一端子邻接；相邻第二电极的翼片相互 邻接，第二电极上的这些翼片中的至少一个与第二端子邻接。
11. 如权利要求10所述的电池组电池，其特征在于，第一电极的翼片通过 焊接、铜焊连接和机械紧固件中的至少一种保持在一起并且与第一端子相连； 第二电极的翼片通过焊接、铜焊连接和机械紧固件中的至少一种保持在一起并 且与第二端子相连。
12. 如权利要求1所述的电池组电池，其特征在于第一端子位于两个第一电极上的翼片之间，在第一端子一侧的相邻第一电 极的翼片相互邻接，这些翼片中的至少一个与第一端子的表面邻接，在第一端 子另一侧的相邻第一电极的其它翼片相互邻接，这些其它翼片中的至少一个与 第一端子的另一表面邻接；第二端子位于两个第二电极上的翼片之间，在第二端子一侧的相邻第二电极的翼片相互邻接，这些翼片中的至少一个与第二端子的表面邻接，在第二端子另一侧的相邻第二电极的其它翼片相互邻接，这些其它第二电极翼片中的至 少一个与第二端子的另一表面邻接。
13. —种用于电池组电池的电极，所述电极包括非织造织物的薄片，该薄 片具有第一边和第二边， 一部分非织造织物从第一边伸出，形成翼片，所述第 二边横向于第一边并且明显长于第一边，所述非织造织物上涂布了金属，其中 的金属沉积使得沿着第二边形成一个条带，该条带比薄片中远离第二边的金属 涂布区域具有更高的电导率，且该条带沿着翼片延伸。
14. 如权利要求13所述的电极，其特征在于，所述非织造织物包括聚丙烯 纤维。
15. 如权利要求13所述的电极，其特征在于，所述非织造织物包括针刺材料。
16.如权利要求13所述的电极，其特征在于，所述非织造织物被电镀上金 属，其中在沿着第二边的条带中沉积致密度较高的金属。
全文摘要
本发明揭示了一种电池组电池，该电池包括多个交替设置的具有相反极性的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极中的每个电极都包括非织造织物的薄片，该薄片具有第一边和第二边，从第一边伸出翼片，所述第二边横向于第一边且明显长于第一边。所述非织造织物以某种方式涂布了金属，该金属从而沿着第二边形成条带，该条带比远离第二边的区域具有更高的电导率。该条带沿着翼片延伸。第一端子与沿着第一电极的翼片的条带电连接，第二端子与沿着第二电极的翼片的条带电连接。
文档编号H01M4/64GK101313429SQ200680043125
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月6日 优先权日2005年11月18日
发明者A·莫里齐奥, C·A·贝克, J·E·格里森 申请人:埃克特温特股份有限公司