集電體的製作方法

2023-06-25 03:05:26 2

本發明涉及包括電極板的堆疊或摺疊布置的電化學電池以及設置在電池中的u形集電體（currentcollector），所述u形集電體形成與電極板的電連接並且相配合以保持電極板在期望的配置中。

背景技術：

電池組包（batterypack）為分布在從可攜式電子設備到可再生功率系統和環境友好型車輛的範圍內的各種技術提供功率。例如，混合電動車輛使用電池組包和電動機連同內燃機來提高燃料效率。電池組包由多個電化學電池形成。電池被布置在二維或三維陣列中並且被串聯或並聯地電連接。

不同電池類型已經出現以便應對各種各樣的安裝情況的空間要求，並且用在車輛中的最常見的類型是圓柱形電池、稜柱形電池和袋式電池（pouchcell）。不管電池類型，每個電池包括電極組件，其連同電解質被密封在電池外殼之內以形成功率產生和儲存單元。電極組件可以包括由中間隔離物板隔開的正和負電極元件的交替布置，並且可以被提供在各種配置中，所述各種配置包括各個電極片的堆疊布置、被纏繞成果凍卷（jellyroll）布置的細長電極對、或者被z形摺疊以形成堆疊布置的細長電極對。

如由（設置在電池之內的電極組件的容積）與（電池外殼的容積）的比例確定的電池的能量生成容積效率是相對低的。例如，具有果凍卷電極組件的一些圓柱形電池可以有80-90%的容積效率，並且具有果凍卷電極組件的一些稜柱形電池可以有60-75%的容積效率。傳統地，具有各個電極板的堆疊布置的稜柱形或袋（pouch）型電池可以比具有果凍卷布置的電池容積效率更高，但是堆疊布置的製造更困難並且更傾向於出錯並且因此比果凍卷布置的電池更昂貴。此外，在一些袋式電池中，圍繞電極的堆疊或摺疊布置的堆疊帶（stackband）用於保持電極在期望的堆疊和對準配置中。除了堆疊帶之外，這樣的袋式電池還包括設置在電池外殼中的集電體，其提供在給定極性的電極元件與對應端子之間的電連接。期望的是提高電池的能量生成容積效率，同時減少電池組成部分的複雜性。

技術實現要素：

在一些方面中，一種電化學電池包括電池外殼和設置在電池外殼中的電極組件。電極組件包括與負電極部分交替的正電極部分。正電極部分和負電極部分由至少一個隔離物隔開並且被沿著堆疊軸堆疊。電化學電池包括第一集電體，其被設置在電池外殼與電極組件之間並且被電連接到正電極部分和負電極部分中的一個。第一集電體具有第一基底和從第一基底的相對端平行延伸以形成第一u形構件的第一對支柱。第一集電體的橫截面包括第一基底以及第一對支柱中的每個支柱，其限定第一平面。此外，電化學電池包括第二集電體，其被設置在電池外殼與電極組件之間並且被電連接到正電極部分和負電極部分中的另一個。第二集電體具有第二基底和從第二基底的相對端平行延伸以形成第二u形構件的第二對支柱，並且第二集電體的橫截面包括第二基底以及第二對支柱中的每個支柱，其限定第二平面。第二平面與第一平面橫切。

電化學電池可以包括以下特徵中的一個或多個：第一和第二基底中的每個與堆疊軸橫切。所述第一對支柱中的每個支柱和所述第二對支柱中的每個支柱穿過公共平面。第一集電體和第二集電體中的每個包括面向電極堆疊的內表面、與第一表面相對的外表面、在內表面與外表面之間延伸的外圍邊緣表面，以及從外圍邊緣表面的部分突出的端子。所述第一集電體的端子從所述第一基底的邊緣突出。所述第一集電體的端子是沿著所述第一基底的邊緣摺疊使得在大體橫切由所述第一對支柱中的每個支柱限定的平面的平面上延伸的板。所述第二集電體的端子從所述第二對支柱中的一個支柱的自由端突出。所述第二集電體的端子是沿著所述自由端摺疊以便覆蓋所述一個支柱的板。電池外殼由沿著密封線接合在一起以形成袋子的柔性片材的層形成，第一集電體的端子穿過所述密封線的第一部分並且經過所述柔性片材的層之間以便被設置在所述電池外殼外部，第二集電體穿過所述密封線的第二部分並且經過所述柔性片材的層之間以便被設置在所述電池外殼外部，並且所述第一部分和所述第二部分在電極組件的相對側上。第一集電體和第二集電體相配合以圍繞電極組件的所有側，並且維持所述正電極部分、所述負電極部分和所述至少一個隔離物在堆疊配置中。

在一些方面中，一種電化學電池包括電池外殼和設置在電池外殼中的電極組件。電極組件包括與負電極部分交替的正電極部分，並且所述正電極部分和所述負電極部分由至少一個隔離物隔開並且被沿著堆疊軸堆疊。電化學電池包括第一集電體，其被設置在電池外殼與電極組件之間並且被電連接到正電極部分和負電極部分中的一個。第一集電體具有第一基底和從第一基底的相對端平行延伸以形成第一u形構件的第一對支柱。電化學電池還包括設置在電池外殼與電極組件之間的第二集電體。第二集電體被電連接到正電極部分和負電極部分中的另一個。第二集電體具有第二基底和從第二基底的相對端平行延伸以形成第二u形構件的第二對支柱。第一對支柱包括a支柱和b支柱。a支柱被設置在所述電極組件的第一側上，並且在所述第一側上被電連接到所述正電極部分和所述負電極部分中的一個。b支柱被設置在所述電極組件的第二側上，這裡所述第二側與所述第一側相對。b支柱在所述電極組件的第二側上被電連接到所述正電極部分和所述負電極部分中的一個。第二對支柱包括c支柱和d支柱。c支柱被設置在所述電極組件的第三側上，並且在所述第三側上被電連接到所述正電極部分和所述負電極部分中的另一個。所述第三側鄰接所述第一側和所述第二側。d支柱被設置在所述電極組件的第四側上。第四側與第三側相對，並且d支柱在所述電極組件的第四側上被電連接到所述正電極部分和所述負電極部分中的另一個。

電化學電池可以包括以下特徵中的一個或多個：第一和第二基底中的每個與堆疊軸橫切。a支柱、b支柱、c支柱和d支柱穿過公共平面。第一集電體和第二集電體中的每個包括面向電極堆疊的內表面、與第一表面相對的外表面、在內表面與外表面之間延伸的外圍邊緣表面，以及從外圍邊緣表面的部分突出的端子。所述第一集電體的端子從所述第一基底的邊緣突出。所述第一集電體的端子是沿著所述第一基底的邊緣摺疊使得在大體橫切由所述第一對支柱中的每個支柱限定的平面的平面上延伸的板。所述第二集電體的端子從所述第二對支柱中的一個支柱的自由端突出。所述第二集電體的端子是沿著所述自由端摺疊以便覆蓋所述一個支柱的板。電池外殼由沿著密封線接合在一起以形成袋子的柔性片材的層形成，第一集電體的端子穿過所述密封線的第一部分並且經過所述柔性片材的層之間以便被設置在所述電池外殼外部，第二集電體穿過所述密封線的第二部分並且經過柔性片材的層之間以便被設置在所述電池外殼外部，並且所述第一部分和所述第二部分在電極組件的相對側上。第一集電體和第二集電體相配合以圍繞電極組件的所有側，並且維持所述正電極部分、所述負電極部分和所述至少一個隔離物在堆疊配置中。

有利地，通過提供u形配置的集電體，對於集電體而言可能的是執行先前由堆疊帶提供的電極堆疊束縛功能，並且從電池外殼省略堆疊帶。由於省略了堆疊帶，減少電池外殼的組成部分的數量和複雜性，以及因此減少製造成本。

在一些實施例中，可以與電極配置一起使用u形集電體，在所述電極配置中，接頭從電極堆疊的電極板突出，並且在其中極性不同的接頭被設置在電極堆疊的相對側上或者在電極堆疊的鄰近側上。特別地，u形集電體直接接觸相同極性的接頭並且形成與其的電連接。在一些實施例中，在u形集電體與接頭之間的電連接是無焊縫的（weld-free）。出於此原因，可以與包括堆疊的、成果凍卷的或摺疊的各種電極堆疊配置一起使用u形集電體。

附圖說明

圖1是包括袋式電池陣列的電池組包的部分分解的透視圖。

圖2是袋式電池的透視圖。

圖3是如跨圖2的線3—3看到的圖2的袋式電池的示意性橫截面視圖。

圖4是電極組件的透視圖。

圖5是正（β（beta））電極的透視圖。

圖6是如沿著線6—6看到的圖5的電極的橫截面視圖。

圖7是負電極的透視圖。

圖8是如沿著線8—8看到的圖7的電極的橫截面視圖。

圖9是示出設置在一對隔離物之間的負電極的扇狀展開配置中的α（alpha）電極的透視圖。

圖10是包括設置在該對隔離物之間的負電極的堆疊配置中的α電極的透視圖。

圖11是如沿著線11—11看到的圖10的電極的橫截面視圖。

圖12是其中為清楚起見省略了隔離物的電極組件的示意性透視圖。

圖13是包括隔離物的電極組件的一角的放大透視圖。

圖14是用於用作針對圖15的圖例的電極組件的透視圖。

圖15是圖14的電極組件的由區域a標識的部分的透視圖。

圖16是處於裝配好的配置中並且圍起電極組件的正和負集電體的透視圖。

圖17是正和負集電體以及電極組件的分解的透視圖。

圖18是第一集電體的透視圖。

圖19是如從相對於圖18的視圖的相對側看到的第一集電體的透視圖。

圖20是在圖19中由虛線指示並且被加參考符號為圖20的第一集電體的部分的放大的透視圖。

圖21是第二集電體的透視圖。

圖22是在圖21中由虛線指示並且被加參考符號為圖22的第二集電體的部分的放大的透視圖。

圖23是在圖21中由虛線指示並且被加參考符號為圖23的第二集電體的部分的放大的透視圖。

圖24是如跨圖2的線24—24看到的圖2的袋式電池的示意性橫截面視圖，這裡橫截面對應於公共平面pc的俯視圖。

圖25是對應於在圖3中示出的視圖的替換實施例袋式電池的示意性橫截面視圖。

具體實施方式

參考圖1-4，用於提供電力的電池組包1包括被電互連並儲存在電池組包外殼2之內的電化學電池20的陣列。電池組包外殼2包括容器部分3和可拆卸蓋4。電池20是包括電極組件40（圖3）的鋰離子袋式電池，所述電極組件40連同電解質（例如，有機溶劑中的鋰鹽）被密封在電池外殼22之內以形成功率產生和儲存單元。在一些實施例中，電池20的組可以被包在一起以形成電池組模塊（未示出），其進而被儲存在電池組包外殼2之內。然而，在圖示的實施例中，電池20未被包成模塊而是替代地被直接電連接到電池組包外殼端子5、6。在電池組包外殼2之內，電池20被串聯或並聯地電連接。

每個電池20包括袋型電池外殼22、包括摺疊電極對41的電極組件40以及一對集電體102、202。每個集電體102、202形成與電極對41的對應電極44、46的電連接。此外，集電體102、202相配合以圍起電極組件40，並且保持電極組件40在期望的摺疊和堆疊配置中，如以下進一步詳細討論的那樣。

電池外殼22具有矩形形狀，並且包括六個正交表面。六個表面一起限定由電極組件40佔據的密封的內部空間。在圖示的實施例中，電池外殼21是金屬層壓聚合物膜片的兩個坯件（blank）的組件。每個坯件被摺疊以形成開口盒子的形狀。第一坯件對應於相對深的盒子，其用作被定尺寸成容納電極組件40的容器。第二坯件對應於相對淺的盒子，其用作使容器的開口端封閉的覆蓋物。沿著容器與覆蓋物之間的相交處形成連續密封接合部以形成具有比一些常規袋型電池外殼的深度更大的深度的密封矩形袋子。例如，在一些實施例中，深度大於20mm。在圖示的實施例中，電池外殼22是立方形的，並且具有90mm或更大的長度、寬度和高度尺寸。

電極對41包括正電極44、負電極46、第一隔離物47和第二隔離物48。電極44、46和隔離物47、48是細長的帶狀物材料。如在本文中使用的那樣，術語「帶狀物」指代包括相對於厚度而言大的寬度（例如，約為厚度的100倍），以及相對於寬度而言大的長度（例如，約為寬度的100倍）。例如，在一些應用中，電極44、46可以具有0.04mm到0.10mm的厚度，20mm到35mm的寬度，以及20m或更大的長度。由於電極44、46相比於總電池厚度（例如，具有約為數十或數百毫米的厚度）非常薄，它們在圖3中被示意性地圖示。

參考圖5和6，正和負電極44、46可以均具有層狀結構以促進鋰離子的插入和/或移動。例如，在圖示的實施例中，正電極44包括由第一導電材料諸如銅形成的第一襯底50。此外，正電極44包括設置在第一襯底50的兩側上的第一活性材料53諸如石墨。例如在印刷過程中沿著第一襯底50的整個長度提供第一活性材料53。施加第一活性材料53使得某一空間存在於正電極44的縱向邊緣51、52與第一活性材料53之間，由此沿著正電極44的每個縱向邊緣51、52提供裸襯底的正極空曠通道（positiveclearlane）。正極空曠通道被周期性地開槽口（例如，切掉），由此正接頭55沿著鄰近槽口之間的正電極44的縱向邊緣51、52被形成。正接頭55是導電的並且無活性材料。此外，在一個縱向邊緣51上的正接頭55a沿著長度方向偏離相對縱向邊緣52的正接頭55b。

參考圖7和8，負電極46包括由第二導電材料諸如鋁形成的第二襯底70。此外，負電極46包括設置在第二襯底70的兩側上的第二活性材料73諸如鋰化的（lithiated）金屬氧化物塗層。例如在印刷過程中沿著第二襯底70的整個長度提供第二活性材料73。施加第二活性材料73使得某一空間存在於負電極46的縱向邊緣71、72與第二活性材料73之間，由此沿著負電極43的每個縱向邊緣71、72提供裸襯底的負極空曠通道。負極空曠通道被周期性地開槽口，由此負接頭75沿著鄰近槽口之間的負電極46的縱向邊緣71、72被形成。負接頭75是導電的並且無活性材料73。在一個縱向邊緣71上的負接頭75a沿著長度方向偏離相對縱向邊緣72的負接頭75b。

參考圖9-11，第一和第二隔離物47、48均是可滲透膜，其起作用以保持正和負電極44、46分開從而防止電氣短路同時還允許在電解質中提供的離子電荷載體通過，並且其被需要以在電流在電池20之內通過期間使電路閉合。第一和第二隔離物47、48由電絕緣材料諸如三層聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯膜形成。

正電極44和負電極46中的一個被設置在第一和第二隔離物47、48之間以便被布置成層狀配置，在所述層狀配置中電極被夾在隔離物47、48中間並且形成此後被稱為α電極80的子組件。在圖示的實施例中，負電極46被設置在第一和第二隔離物47、48之間並且連同第一和第二隔離物47、48構成α電極80。正電極44和負電極46中的另一個不被設置在隔離物之間（例如，是無隔離物的），並且此後被稱為β電極60。在圖示的實施例中，正電極44構成β電極60。

像正和負電極44、46那樣，α電極80以及β電極60均具有薄的、細長形狀，並且包括：對應於伸長方向的縱向尺寸、在垂直於縱向尺寸的方向上並且小於縱向尺寸的寬度尺寸、以及在垂直於縱向和寬度尺寸兩者的方向上的厚度尺寸，厚度尺寸小於寬度尺寸。在α電極80中，負電極46的接頭75在橫向方向上突出超過第一隔離物47和第二隔離物48。

參考圖12-13，α電極80和β電極60均被z形摺疊，並且在z形摺疊過程期間被交叉編織在一起以便形成電極堆疊42。在電極堆疊42之內，α電極的大體平面部分與β電極60的大體平面部分以層狀配置交替，並且電極堆疊42的堆疊軸43在平行於堆疊方向並且垂直於平面部分的方向上通過電極堆疊42的中心延伸。現在將描述電極組件40的交叉編織和摺疊配置的細節。

α電極80被布置在連續系列的z形摺疊中。在每個單獨的z形摺疊中，α電極80在第一方向a1上關於平行於第一摺疊軸91的軸92被摺疊，以便α電極80的第二部分80b覆蓋α電極80的第一部分80a。α電極80還在第二方向a2上關於平行於第一摺疊軸91的另一個軸93被摺疊，以便α電極80的第三部分80c覆蓋α電極80的第一部分80a。在α電極80的z形摺疊中，第一方向a1與第二方向a2相對，並且α電極80的第一部分80a、第二部分80b和第三部分80c沿著堆疊軸43被布置在堆疊配置中。第一摺疊軸91垂直於負電極46的縱向邊緣71、72並且在負電極46的寬度方向上延伸。此外，使關於軸92、93在α電極中產生的摺疊f1、f2在鄰近對的相對接頭75a、75b之間的位置處。

像α電極80那樣，β電極60被布置在連續系列的z形摺疊中。在每個z形摺疊中，β電極60在第三方向a3上關於平行於第二摺疊軸94的軸95被摺疊，以便β電極60的第二部分60b覆蓋β電極60的第一部分60a。β電極60還在第四方向a4上關於平行於第二摺疊軸94的另一個軸96被摺疊，以便β電極60的第三部分60c覆蓋β電極60的第一部分60a。在β電極60的z形摺疊中，第三方向a3與第四方向a4相對，並且第二摺疊軸94垂直於第一摺疊軸91和堆疊軸43兩者。第二摺疊軸94垂直於正電極44的縱向邊緣51、52並且在正電極44的寬度方向上延伸。此外，使關於軸95、96在β電極60中產生的摺疊f3、f4在鄰近對的相對接頭55a、55b之間的位置處。

在z形摺疊之前，α和β電極80、60被布置以便β電極60的縱向邊緣51、52垂直於α電極80的縱向邊緣71、72，並且每個電極80、60的第一部分80a、60a被堆疊。如此布置的α和β電極80、60同時在交叉方向上被z形摺疊使得α電極80的z形摺疊與β電極60的z形摺疊交織，並且使得β電極60的第一、第二、和第三部分60a、60b、60c沿著堆疊軸43被堆疊以便與α電極80的第一、第二、和第三部分80a、80b、80c交替。即，β電極60的第一部分60a被層疊（layer）在α電極80的第一和第二部分80a、80b之間，β電極60的第二部分60b被層疊在α電極80的第二和第三部分80b、80c之間，並且β電極60的第三部分60c覆蓋α電極80的第三部分80c。

在這種配置中，接頭55a、55b、75a、75b被定位在相應的摺疊f1、f2、f3、f4之間。對應於正電極44的一個縱向邊緣51的正接頭55a被設置在電極堆疊42的與相對縱向邊緣52的正接頭55b相對的側上。此外，負電極46的一個縱向邊緣71上的負接頭75a被設置在電極堆疊42的與相對縱向邊緣72的負接頭75b相對的側上，並且在電極堆疊42的與正接頭55a、55b鄰近的側上。

還參考圖14和15，在一些實施例中，接頭55a、55b、75a、75b在電極堆疊42的對應側上被摺疊，以便覆蓋電極堆疊42的該側。由於在電極堆疊42之內的電極部分的堆疊且層狀的配置，在電極堆疊42的給定側上的摺疊的接頭覆蓋彼此並且沿著堆疊軸43的方向輕微偏離，並且因此具有百葉窗的外觀。例如，如在圖15中看到的，在電極堆疊42的一側上正接頭55a覆蓋摺疊f1以及彼此，並且沿著電極堆疊42的鄰近（正交）側負接頭75a覆蓋摺疊f3以及彼此。接頭55a、55b、75a、75b用於形成與集電體102、202的電連接，如以下討論的那樣。為了確保防止摺疊的負接頭75a、75b接觸靠近摺疊f3的β（正）電極60，第一和第二隔離物47、48還可以包括接頭47a、48a。在圖15的視圖中僅看到接頭47a，並且對應於第二隔離物48的接頭48a位於接頭47a下面並且因此被隱藏在視線以外。負接頭75a以足夠長度被提供以突出超過隔離物接頭47a、48a，由此負接頭75可以形成例如與（以下討論的）集電體202的電連接。

z形摺疊且交叉編織堆疊的布置中的電極組件40具有與包括各個電極板的堆疊布置的一些電極組件的容積效率相當的容積效率，但是由於交叉編織z形摺疊過程的連續性質而更少傾向於有缺陷並且更易於製造。

參考圖16和17，產生的電極堆疊42在形狀上大體是矩形的，並且包括第一端37和與第一端37相對的第二端39。第一和第二端37、39與堆疊軸43橫切。電極堆疊42包括在第一和第二端37、39之間延伸的四個側30、32、34、36，包括第一側30、與第一側30鄰近的第二側32、與第一側30相對並且與第二側32鄰近的第三側34、以及與第二側32相對並且與第一和第三側30、34鄰近的第四側36。在圖示的實施例中，正電極接頭55a被設置在電極堆疊第一側30上，並且正電極接頭55b被設置在電極堆疊第三側34上。此外，負電極接頭75a被設置在電極堆疊第二側32上，並且負電極接頭75b被設置在電極堆疊第四側36上。

第一集電體102被電連接到正電極44的正接頭55中的一個或多個。第一集電體102被設置在電池外殼22與電極組件40之間，並且被配置為將電流引導到設置在電池外殼22的外側上的正端子140。此外，電池20進一步包括第二集電體202，其被電連接到負電極46的負接頭75中的一個或多個。第二集電體202被設置在電池外殼22與電極組件40之間，並且被配置為將電流引導到設置在電池外殼22的外側上的負端子240。

參考圖17-20，第一集電體102和第二集電體202是相似的在於均由布置成大體u形形狀的導電片形成，但是在第一集電體102與第二集電體202之間存在差別，如現在將描述的那樣。

第一集電體102具有第一基底104和從第一基底104的相對端平行延伸以形成u形結構的第一對支柱116、120。第一對支柱包括a支柱116和b支柱120。包括第一基底104和第一對支柱中的每個支柱116、120並且平行於基底104的邊緣104a的第一集電體102的橫截面限定第一平面p1（在圖17中以虛線示出）。當與電極組件40裝配時，a支柱116被設置在電極堆疊42的第一側30上並且被電連接到堆疊第一側30上的正電極44的正接頭55a。b支柱120被設置在電極堆疊42的相對的、第三側34上。b支柱120被電連接到堆疊第三側34上的正電極44的正接頭55b。此外，第一集電體102的內表面128面向電極堆疊42，並且與內表面128相對的外表面130面向電池外殼22。第一集電體102相對於電極堆疊42定向使得第一基底104與堆疊軸43橫切並且覆蓋堆疊第一端37。

第一集電體包括在內表面128與外表面130之間延伸的外圍邊緣表面132，並且端子140（例如，正端子）從外圍邊緣表面132的部分突出。特別地，正端子140從第一基底104的邊緣104a突出。正端子140是具有對應於在a支柱116與b支柱120之間的距離的寬度的板。正端子140沿著第一基底104的邊緣104a被摺疊使得在平行於堆疊軸43並且大體橫切由第一對支柱中的每個支柱116、120限定的平面的平面上延伸。第一基底104被定尺寸以便間隙g1存在於每個支柱116、120與正端子140的內表面之間（圖20）。在使用中，正端子140通過經過形成電池外殼22的片之間並且穿過接合該片的密封接合部而離開電池外殼22，並且由於正端子140的摺疊配置而覆蓋電池外殼22的一側的外表面。間隙g1被定尺寸成在其中容納電池外殼22的該側。

參考圖17和21-24，第二集電體202具有第二基底204和從第二基底204的相對端平行延伸以形成u形結構的第二對支柱216、220。第二對支柱包括c支柱216和d支柱220。包括第二基底204和第二對支柱中的每個支柱216、220並且平行於基底204的邊緣204a的第二集電體202的橫截面限定第二平面p2（在圖17中以虛線示出）。當與電極組件40裝配時，c支柱216被設置在電極堆疊42的第二側32上並且被電連接到堆疊第二側32上的負電極46的負接頭75a。d支柱220被設置在電極堆疊42的相對的、第四側36上。d支柱220被電連接到堆疊第四側36上的負電極46的負接頭75b。此外，第二集電體202的內表面228面向電極堆疊42，並且與內表面228相對的外表面230面向電池外殼22。第二集電體202相對於電極堆疊42定向使得第二基底204與堆疊軸43橫切並且覆蓋堆疊第二端39。

第二集電體202包括在內表面228與外表面230之間延伸的外圍邊緣表面232，並且端子240（例如，負端子）從外圍邊緣表面232的部分突出。特別地，負端子240從d支柱220的自由端220a突出。負端子240是具有對應於d支柱220的寬度的寬度的板，並且沿著d支柱自由端220a被摺疊以便覆蓋d支柱220的外表面。作為結果，負端子240在大體平行於由第二對支柱中的每個支柱216、220限定的平面的平面上延伸。摺疊被配置以便間隙g2存在於d支柱220的外表面與負端子240的內表面之間（圖22）。在使用中，負端子240通過經過形成電池外殼22的片之間並且穿過接合該片的密封接合部而離開電池外殼22，並且由於負端子220的摺疊配置而覆蓋電池外殼22的一側的外表面。間隙g2被定尺寸成在其中容納電池外殼22的該側。在圖示的實施例中，負端子240和正端子140被設置在電池外殼22的相對側上。

通過提供u形配置中的集電體102、202並且關於電極組件40布置它們使得集電體基底104、204在電極堆疊42的相對側上並且集電體102、202面向彼此開口，電極堆疊42被保持在期望的配置中而不要求單獨的堆疊束縛。在這種配置中，第一平面p1與第二平面p2橫切（圖17），並且第一集電體102的支柱116、120和第二集電體202的支柱216、220均穿過公共平面pc（在圖16中以虛線示出），所述公共平面pc被設置在第一和第二基底104、204之間並且平行於所述第一和第二基底104、204（圖24）。作為結果，第一集電體102和第二集電體202相配合以圍繞電極組件40的所有側30、32、34、36、37，39並且維持正電極部分60a、60b、60c、負電極部分80a、80b、80c以及隔離物47、48在以上描述的堆疊配置中。

在圖示的實施例中，u形集電體102、202均包括從其外圍邊緣表面132、232突出的端子140、240。端子140、240被定位在對應集電體102、202上以便將端子140、240放置在電極組件40的第一端37處並且因此將端子140、240定位在連續密封接合部附近，所述連續密封接合部用於接合形成袋型電池外殼22的片。這種端子位置促進端子140、240在該片之間並且通過所述密封接合部的經過。

參考圖25，設想替換的實施例，其中形成u形集電體302、402而沒有端子140、240。在這樣的替換的實施例中，集電體302、402均具有純粹的u形形狀（例如，具有布置成u形配置而沒有附加的突出或摺疊部分的三個大體平面的部分）。例如，電化學袋式電池320包括第一u形集電體302和第二u形集電體402。第一集電體302具有第一基底304和從第一基底304的相對端平行延伸的第一對支柱316、320，並且第二集電體402具有第二基底404和從第二基底404的相對端平行延伸的第二對支柱416、420（在圖25中圖示的視圖中看不到）。每個集電體302、402經由開口350、352將電流從電池320的內部傳遞到電池320的外部，所述開口350、352在電池外殼322中在與密封接合部354間隔開的位置處。開口350、352位於電池外殼322的覆蓋對應集電體302、402的側上，而不管其覆蓋基底304、404還是支柱316、320、416、420。因此，開口350、352可以位於電池外殼322的一側或一端上。此外，例如通過經由開口直接接觸端子板360、362，u形形狀的基底304、404和支柱316、320、416、420中的任一個可以被用於將電流傳遞通過對應的開口350、352到外部結構諸如外部端子板360、362。例如，在圖示的實施例中，第一集電體302的支柱316經由第一開口350直接接觸第一端子360並且經由第一開口350將電流傳遞到第一端子360，並且第二集電體402的基底404經由第二開口352直接接觸第二端子362並且經由第二開口352將電流傳遞到第二端子362。儘管由於圖25的示意性的性質，「直接接觸」未圖示在該圖中，但是由於相應部件的相對厚度和/或由於將集電體與端子板推動到一起的施加的外部力，直接接觸是可能的。

儘管在本文中描述的α電極80包括夾在一對隔離物47、48中間的負電極46，並且β電極60包括無隔離物的正電極44，但是電極組件40不限於這種配置。例如，在一些實施例中，α電極80包括夾在該對隔離物47、48中間的正電極44，並且β電極60包括無隔離物的負電極46。在其他實施例中，α電極80包括夾在該對隔離物47、48中間的正電極44，並且β電極60包括夾在第二對隔離物（未示出）中間的負電極46。

儘管正和負電極44、46被描述為具有沿著每個縱向邊緣形成的接頭55、75，但是正和負電極44、46不限於這種配置。例如，在一些實施例中，正和/或負電極60、80具有沿著一個縱向邊緣形成的接頭55、75，並且相對縱向邊緣無接頭55、75。在這個示例中，活性材料可以被沉積在電極表面上直到無接頭縱向邊緣，從而提供提高的生產率以及因此容積效率更高的電池。

儘管示例性材料已經被描述用於形成包括第一襯底50和第一活性材料53的正電極44、包括第二襯底70和第二活性材料73的負電極46以及隔離物47、48，但是設想可以使用其他材料，並且將由具體應用的要求來確定用於形成正電極44、負電極46和/0隔離物47、48的材料。

在圖示的實施例中，電極提供為布置在z形摺疊和交叉編織配置中的細長電極對。然而，設想可以與其他電極配置一起使用u形集電體102、202，所述其他電極配置包括各個電極片的堆疊布置、被纏繞成果凍卷布置的細長電極對、或者被z形摺疊的細長電極對。

儘管第一集電體102被描述為具有沿著第一基底104形成的正端子140，並且第二集電體202被描述為具有沿著d支柱220的自由端220a形成的負端子240，但是第一和第二集電體102、202不限於這種配置。例如，在一些實施例中，第一集電體102具有沿著支柱116、120中的一個的自由端形成的正端子140，並且第二集電體202具有沿著第二基底204形成的負端子240。

在圖示的實施例中，正端子140具有對應於在a支柱116與b支柱120之間的距離的寬度，並且負端子240具有對應於d支柱220的寬度的寬度。這種相對寬的寬度有利地提供覆蓋袋式電池20的一側的大部分的端子，從而使端子的電連接區域最大化。然而，設想正和負端子140、240的寬度可以小於在圖示的實施例中示出的那些。例如，正端子140的寬度可以在a支柱116與b支柱120之間的距離的1-99%的範圍內，並且負端子的寬度可以在d支柱220的寬度的1-99%的範圍內。

儘管電池外殼21在本文中被描述為由金屬層壓膜形成的袋式電池外殼，但是電池外殼21不限於這種材料或配置。例如，電池外殼21可以由其他材料形成和/或可以被形成具有稜柱形、圓柱形或其他配置。

儘管電池20在本文中被描述為鋰離子電池，但是它們不限於這種類型的電池化學組成。例如，是一些實施例，電池20可以是鎳-鎘、鎳-金屬-氫化物、鉛-酸或其他類型的電池化學組成。

以上相當詳細地描述了電池組電池和集電體的選擇性說明性實施例。應該理解的是，在本文中僅描述了認為對於闡明這些設備必要的結構。電池組系統的次要和輔助部件的結構以及其他常規結構被假設是已知的並且由本領域技術人員所理解。此外，雖然以上描述了電池組電池和集電體的工作示例，但是電池組電池和/或集電體不限於以上描述的工作示例，而是在不脫離如在權利要求中闡述的設備的情況下可以執行各種設計更改。