專利名稱：：電池設(shè)計(jì)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。更具體地，本發(fā)明涉及一種緊湊、堅(jiān)固性、多功能以及高度可制造的可充電電池。
背景技術(shù)：
：為了便于制造電化學(xué)電池，集流翼片經(jīng)常被制成為比電池的最終幾何形狀所需的長度更長。為此，翼片經(jīng)常通過一系列故意的彎曲而被成形為其最終的姿態(tài)。由于制造過程中的固有變化，翼片的彎曲可能會產(chǎn)生不希望有的作用力，由此使翼片材料與相反極性的電極相接觸，造成短路和無效的產(chǎn)品。因電池壽命期間的電池循環(huán)使用、機(jī)械沖擊和/或振動負(fù)載而引起的翼片移動也可能會造成短路。為了防止短路，可以使用具有一個或多個孔的翼片絕緣體，所述孔允許一個或多個翼片通過該孔。但是，由于翼片的相對位置可能會明顯地改變，因此能夠容納多個翼片并且能夠被容易地裝入工作電池內(nèi)的絕緣體可能難以制造，特別是在要容納四個或更多個翼片時更是如此。還可以用背面具有粘合劑的聚酰亞胺材料來覆蓋每一個翼片，并在電池上使用另外的聚酰亞胺條帶以防止翼片接觸電池。但是，目前已知的聚酰亞胺粘合帶在暴露于熱量或鋰離子電池電解質(zhì)中時會顯著變軟。這將會使得該帶在機(jī)械沖擊和振動負(fù)載期間從其在翼片上的保護(hù)位置移開。希望能夠?qū)ΤＲ?guī)的圓柱形和棱柱形電池的這些以及其他的局限性加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容在一個或多個實(shí)施例中，一種電化學(xué)電池可以包括一種組件，該組件可以是圓柱形的螺旋卷繞組件，具有通過隔膜分離的陽極片和陰極片，陰極片在第一集流器上具有第一電活性層，而陽極片在第二集流器上具有第二電活性層，螺旋卷繞組件具有圓柱形的側(cè)壁和相對的端面。電池還可以包括從陽極片和陰極片中至少之一伸出的導(dǎo)電翼片，翼片從螺旋卷繞組件的端面伸出并與第一集流器和第二集流器中至少之一電連通。另外，電池可以包括第一翼片絕緣體，具有同心設(shè)置的外部和內(nèi)部部件，外部和內(nèi)部部件的每一個都具有至少一個槽，所述槽允許多個導(dǎo)電翼片中的一個或多個通過。內(nèi)部和外部部件相對于第一翼片絕緣體的外部和內(nèi)部部件上的至少一個槽的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。在一個或多個實(shí)施例中，外部部件和/或內(nèi)部部件上的槽是弧形的。在一個實(shí)施例中，至少一個槽具有大約120-180度的角度范圍。在另一個實(shí)施例中，至少一個槽具有大約90度的角度范圍。在一個或多個實(shí)施例中，外部部件具有垂直于外部部件端面的圓柱形側(cè)壁。在一個或多個實(shí)施例中，外部部件和內(nèi)部部件中的至少一個具有肋形凸起，用于幫助彎曲多個導(dǎo)電翼片中的至少一個。在一個或多個實(shí)施例中，外部部件和內(nèi)部部件中的至少一個具有一個或多個脊，用于將內(nèi)部部件與外部部件嵌套在一起。在一個或多個實(shí)施例中，導(dǎo)電翼片包括4到12個翼片。在一個或多個實(shí)施例中，第一集流器與從陰極片伸出的多個第一導(dǎo)電翼片電連通，而第二集流器與從陽極片伸出的多個第二導(dǎo)電翼片電連通。多個第一導(dǎo)電翼片和多個第二導(dǎo)電翼片從螺旋卷繞組件的相對端面伸出。在一個實(shí)施例中，電池進(jìn)一步包括第二翼片絕緣體，并且第一翼片絕緣體和第二翼片絕緣體被設(shè)置在螺旋卷繞組件的相對表面上。在一個或多個實(shí)施例中，內(nèi)部和外部部件之一具有相對于部件中心位于部件相對兩側(cè)的至少兩個槽。在一個或多個實(shí)施例中，包括了一種制備電化學(xué)電池的方法。該方法可以包括在包括第一集流器上的第一電活性層的正電極和包括第二集流器上的第二電活性層的負(fù)電極之間插入隔膜以構(gòu)成多層組件，其中每一個集流器都具有與集流器電接觸并從集流器向外伸出的多個導(dǎo)電翼片，其中正電極的翼片和負(fù)電極的翼片位于多層組件的相對兩側(cè)。該方法進(jìn)一步包括螺旋卷繞所述多層組件，通過具有外部部件和內(nèi)部部件的第一翼片絕緣體的槽裝配選定的集流器的翼片，其中第一絕緣體相對于外部部件和內(nèi)部部件的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。另外，該方法包括將選定集流器的翼片向螺旋卷繞組件的中心折疊，以使翼片在中心軸處彼此相交，將選定集流器的重疊翼片匯集超出翼片交點(diǎn)的某一點(diǎn)處，并將選定集流器的匯集翼片固定至連接帶。在一個或多個實(shí)施例中，一種用于在電池內(nèi)使用的翼片絕緣體可以包括同心設(shè)置的外部部件和內(nèi)部部件，每一個部件都具有一個或多個槽，所述槽允許電池的一個或多個導(dǎo)電翼片通過。內(nèi)部和外部部件相對于內(nèi)部和外部部件的槽的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。參照以下的附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，提供這些附圖僅僅是為了圖解說明的目的，本發(fā)明的完整保護(hù)范圍在下面的權(quán)利要求中給出。圖1是分解圖，示出了能夠使用本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的示例性電池的內(nèi)部部件。圖2是示例性的組裝好的電池的截面圖。圖3是正極(陰極)端蓋的視圖，示出了壓力釋放孔和接口端子。圖4A提供了在負(fù)極(陽極)端蓋組件內(nèi)使用的部件的分解圖。圖4B示出了組裝好的負(fù)極端蓋的截面圖。圖4C示出了組裝好的負(fù)極端蓋在鉚接之后的透視圖。圖5A示出了在電池激活后通過金屬插塞和塑性密封件將填充孔密封在負(fù)極端蓋內(nèi)的透視圖。圖5B示出了在電池激活后通過金屬插塞和塑性密封件將填充孔密封在負(fù)極端蓋內(nèi)的截面放大圖。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示出了表示集流器翼片在90度象限內(nèi)的示例性位置的電池罐的頂視圖。圖7B根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例示出了一系列電池設(shè)計(jì)的視圖，并且示出了集流翼片的位置和彎曲。圖8示出了電流延伸片到各自端子的連接。圖9是以大約4000次/秒脈動的電機(jī)內(nèi)的電流和時間的曲線圖。圖IOA示出了從螺旋卷繞電極的卷繞端面看去的示例性圓柱狀卷繞式電池內(nèi)的翼片位置和電流。圖IOB是圖IOA中示出的圓柱狀卷繞式電池的未卷繞電極的平面圖。圖IlA示出了從螺旋卷繞電極的卷繞端面看去的另一示例性圓柱狀卷繞電池內(nèi)的翼片位置和電流。圖IlB是圖IlA中示出的圓柱狀卷繞式電池的未卷繞電極的平面圖。圖12示出了高電感電池的電壓和電流波形。圖13示出了低電感電池的電壓和電流波形。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的具有兩個部件的翼片絕緣體。圖15是圖14中示出的絕緣體的頂視圖，其中所述兩個部件被同心地設(shè)置。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的翼片絕緣體設(shè)計(jì)。圖17是具有翼片提升器和圓柱形側(cè)壁的翼片絕緣體的部件的透視圖。圖18是翼片絕緣體的兩個部件的透視圖，一個部件具有脊以確保兩個部件在組裝之后保持同心。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提供了能夠被用在電池上以防止集流翼片接觸相反極性電極的翼片絕緣體。圖1-13中示出了電池的示例性實(shí)施例。圖14-18示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的翼片絕緣體。盡管根據(jù)某些實(shí)施例的翼片絕緣體是結(jié)合圖1-13中示出的示例性電池進(jìn)行描述的，但是應(yīng)該理解本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例也可以被用在任意其他適合的電池上。電池可以包括上部和下部焊接端蓋。電池的初級封裝(罐和端蓋)可以由鋁合金構(gòu)成。焊接密封通常通過激光焊接實(shí)現(xiàn)，或者可選地通過其它的金屬接合方法例如超聲波焊接、電阻焊接、MIG焊接、TIG焊接實(shí)現(xiàn)。雙(上端和下端)焊接容器的端蓋可能比罐的壁更厚，例如端蓋可以比罐壁厚出多達(dá)約50%。這種厚度的差別不是通過其它方式例如深拉來實(shí)現(xiàn)的。雙焊接的電池封裝與卷邊密封或單焊接的電池相比能夠提供大得多的電池體積。另外，厚的端蓋提高了電池的機(jī)械堅(jiān)固性，例如抵抗重壓。引入電池設(shè)計(jì)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(jì)來說是不可能的或者不方便的。電池封裝設(shè)計(jì)使用重量輕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，并且提供了高的強(qiáng)度-重量比。鋁也是在鋰離子電池的陰極電勢下保持穩(wěn)定的少數(shù)材料之一。電池設(shè)計(jì)的若干特征在圖1的分解圖中示出。該電池設(shè)計(jì)包括正極端蓋(1)、陰極延伸片(2)、絕緣盤(3)、圓柱形管(4)、負(fù)極端蓋(5)、陽極集流翼片(6)，陰極集流翼片(7)以及內(nèi)部活性陰極和陽極材料(電極)(8a和8b)。盡管示例性實(shí)施例討論了圓柱形管，但是也可以使用其他的形狀或外部結(jié)構(gòu)。正極端蓋(1)包括用于電池的正極電池端子以及電池的排氣機(jī)構(gòu)。陰極延伸片⑵用作陰極集流翼片(7)和電池的外部正極端子⑴之間的電連接。絕緣盤(3)包括槽(3a)，集流翼片延伸通過該槽。絕緣盤(3)防止陰極集流翼片(7)和陰極延伸片(2)與內(nèi)部活性陰極和陽極材料(8a和8b)發(fā)生短路。圓柱形管(4)用作電池封裝的主殼體。在組裝期間，焊接和卷邊連接被用于通過負(fù)極端蓋(5)內(nèi)的集成式延伸片(5a)和延伸片(2)將兩組集流翼片(6)和(7)分別連接至兩端蓋(5)和(1)。這兩個端蓋均被焊接至管⑷以制備圓柱形電池。負(fù)極端蓋(5)含有電池的負(fù)極電池端子以及電池的填充孔(下面將更詳細(xì)地討論)，它們分享相同的內(nèi)部體積和外部空間并且在電池內(nèi)對稱地居于中心。負(fù)極端蓋(5)還具有集成式延伸片(5a)，用于在陽極集流翼片(6)和位于負(fù)極端蓋(5)上的電池外部負(fù)極端子之間形成電連接。具有槽(3a)的絕緣盤(3)也被用在陽極處以防止陽極集流翼片(6)和陽極延伸片(5a)短路。包括了圖1中設(shè)計(jì)特征的裝配好的電池在圖2中以截面圖的形式示出，其中相同的部件被標(biāo)記為相同的標(biāo)號。還表示了電極(8a和8b)之間的分隔層或隔膜(8')。一旦裝配好后，電池就在高體積效率的封裝內(nèi)包括了對于制造和用戶接口都有利的特征。這就允許電池內(nèi)部的絕大部分被用于活性材料，從而極大地提高了電池的儲能容量與體積的比率。現(xiàn)在描述電池的各個組件和特征。如圖3所示，正極端蓋(1)包括設(shè)計(jì)好的排氣刻痕(10)和鎳接口端子(9)。如有必要，設(shè)計(jì)好的排氣刻痕會在預(yù)定的內(nèi)部壓力下打開，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，被設(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(shí)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(jì)為在預(yù)定的壓力下斷裂。環(huán)形凹槽在端蓋上形成了約150度至滿360度，或者約180度至約300度范圍的圓弧。實(shí)際的弧長將取決于電池的大小。弧長可被選擇為使得端蓋在發(fā)生斷裂時鉸接并且斷裂后的端蓋不僅不會從電池罐脫離，而且還可以成為高達(dá)約滿360度弓形且沒有明顯鉸接。環(huán)形凹槽的另一個優(yōu)點(diǎn)在于它可在將端蓋焊接至電池本體期間用于熱隔離端子。凹槽可通過常規(guī)方法引入，例如沖壓、刻制或劃制等。鎳接口端子(9)提供了低阻抗、防腐蝕的電池端子，以及用于將電池成組地連接在一起的可焊接接口。鍍鎳層的厚度可以在一定范圍內(nèi)變化并且通常具有在約75μm到約125μπι范圍內(nèi)的厚度。較厚的端子板特別適合用于大功率電池。在一個或多個實(shí)施例中，陰極蓋的本體是鋁，以及例如是與電池管相同的鋁合金。在一個或多個實(shí)施例中，陰極蓋可在其外表面上鍍一層鎳。鎳接口端子隨后被電阻焊接(點(diǎn)焊)至陰極蓋以得到機(jī)械可靠的接口，或者被回流焊接至鎳鍍層以在兩個部件之間得到電學(xué)可靠的接口，或者以上兩者均進(jìn)行。還可以使用其它焊接或連接技術(shù)，例如超聲波焊接或?qū)щ娬澈蟿?。適當(dāng)?shù)暮噶习ㄈ埸c(diǎn)高于電池最高使用溫度的焊料。Ni端子和Al陰極蓋之間的這種連接技術(shù)是電池工業(yè)中獨(dú)有的。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以相當(dāng)大并且可以占據(jù)端蓋表面的很大一部分。這可用于降低電池阻抗并用于在成組裝配期間提供電池與電池的焊接能力。圖4A-4C示出了負(fù)極端蓋(5)，包括中心定位的填充孔(40)。填充孔被用于在一旦裝配好之后激活電池，并且至少部分地由構(gòu)成電源端子的中空鉚釘(45)限定。負(fù)極端蓋的中心位置作為填充孔和作為電源端子的雙重用途提供了對空間的有效利用并且不會妨礙電池的操作。填充孔(40)被居中地設(shè)置在端蓋表面中。居中設(shè)置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?？稍诩せ钇陂g通過該饋通入口引入電解質(zhì)。通過組裝圖4A的分解圖中示出的構(gòu)成部件來構(gòu)造負(fù)極端蓋。上部襯墊(44)被置于端蓋本體(43)中，該端蓋本體可包含用于容納襯墊的凹部。用作電源端子的中空鉚釘(45)被裝配到上部襯墊(44)內(nèi)。鉚釘(45)的芯柱(45a)延伸通過上部襯墊(44)和端蓋本體(43)兩者的中心開口。該組件被翻轉(zhuǎn)，并將密封襯墊(47)插入到襯墊(44)上并且置于本體(43)上。下部襯墊(42)、密封襯墊(47)以及鉚釘墊片(46)如圖4A中所示地被組裝和定位。延伸片(41)被插入到鉚釘(45)的芯柱上。在卷邊之前的已裝配好的部件示于圖4B中。鉚釘(45)可以是鍍鎳鋼，其具有良好的抗腐蝕性和良好的可焊接性，它可用作電池的電源端子。鉚釘(45)的平頭延伸在端蓋外表面的一部分上，并且中空芯柱(45a)延伸到電池內(nèi)部。還包括通過其中心并具有設(shè)計(jì)好的、用來幫助密封的凸緣的填充孔，其形狀對稱以及包括居中的鉚釘芯柱，其用于分享空間以及電池端子和填充孔之間的對稱性。延伸片(41)連接電源端子(45)和電池的內(nèi)部活性陽極材料。下部襯墊(42)保護(hù)延伸片(41)避免與處于不同電勢下的端蓋本體(43)相接觸。本體(43)通過多種方法氣密地密封至電池管(未示出)或者電池的主體，這些方法包括但不限于前述的卷邊和焊接方法。上部襯墊(44)使得電源端子(45)與處于不同電勢下的端蓋本體(43)之間絕緣。鉚釘墊片(46)幫助在本體(43)上產(chǎn)生牢固的壓鉚釘夾持力。密封襯墊(47)幫助在壓鉚釘下方實(shí)現(xiàn)牢固的密封。整個組件可以如圖4C所示那樣通過按壓鉚釘(45)的芯柱并使之變形而被卷折在一起，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體之后，通過經(jīng)電源端子(45)內(nèi)的孔填充電解質(zhì)來激活電池?，F(xiàn)在參見圖5A和5B，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氣密地密封填充孔(40)。在端蓋已被密封至管并且已利用電解質(zhì)激活電池之后，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)緊靠鉚釘(45)的設(shè)計(jì)好的凸緣而固定，并且在填充孔應(yīng)當(dāng)處于的位置實(shí)現(xiàn)氣密密封。電池的內(nèi)部活性材料包括兩個電極陰極和陽極。電池阻抗的一個因素是在活性電池材料(陽極和陰極)以及外部電池端子之間缺乏載流路徑。已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的圓柱形(卷繞組裝的)電池相比，可以通過使用多個載流體或者“翼片”來明顯地降低整體電池阻抗，其需要為每一個電極提供一個或兩個翼片。在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例中，多個翼片被連接在電池任意一側(cè)上的較大的集流器處，被稱為延伸片，其隨后形成與電池的每一個電池端子的連接。在一個或多個實(shí)施例中，電極可以包括大約4個至大約12個翼片，并且例如可以包括4個翼片。在其它實(shí)施例中，電極在每200cm2的電極面積內(nèi)包括一個翼片。高功率電池與低功率電池相比需要更高的翼片密度。這種電池設(shè)計(jì)中的電極使用了數(shù)個例如四到十二個集流翼片，用于從每一種活性材料例如陰極和陽極中導(dǎo)出電流，并導(dǎo)入電池端子。圖6A示出了示例性的電極片(60)。電極片(60)包括一體的集流襯底(66)和與集流襯底電連接的電活性材料層(67)。集流翼片(61)，(62)，(63)，(64)從電極的邊緣部分(68)伸出。片狀電極隨后被組成電化學(xué)電池。隔離片例如兩塊隔離片被插入到陰極和陽極片之間，以使得陰極和陽極的翼片位于該組件的相對兩側(cè)。多層組件被螺旋卷繞以形成螺旋狀的電化學(xué)組件，被稱為“電池卷(jellyroll)”。具有延伸片(6)，(7)的電池卷示于圖1中。翼片可以具有不同的長度，這反映了卷繞時它們與電池卷中心的距離?？梢栽诰砝@電池卷之前或之后調(diào)整翼片的長度。為了形成片狀電極，從電極的邊緣移除一部分電活性材料，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、卷邊或其它類似技術(shù)被電連接至電極的暴露部分。在2006年5月12日提交的、申請?zhí)枮?0/799，894、發(fā)明名稱為“UseofaHeatedBasetoaccelerateRemovalofCoatedElectrodeinthePresenceofaSolvent”的共同待決的美國臨時專利申請中提供了一種用于清潔接觸表面并連接集流器翼片的示例性方法，通過引用將其內(nèi)容并入。隨后用非反應(yīng)性帶(65)覆蓋翼片，其覆蓋了暴露的金屬翼片，并防止與電池化學(xué)物質(zhì)發(fā)生不期望的化學(xué)反應(yīng)。帶(65)在翼片附近覆蓋電極的兩側(cè)。該帶覆蓋翼片的位于電極之上的部分，并且可以覆蓋下方電極的仍然暴露的一部分或全部，也就是未被活性電極層或集流翼片覆蓋的部分。翼片的從電極向外延伸的至少一部分未被所述帶覆蓋。為了通過增加翼片來最大程度地降低電池的阻抗，可以沿著兩個電極長度中的每一個等間隔地設(shè)置這四個翼片，例如盡可能接近電極長度的1/8、3/8、5/8和7/8，從而使電流必須流過電極以到達(dá)集流器翼片和電池端子的距離最小化。通過最小化在電極內(nèi)經(jīng)過的距離，內(nèi)部阻抗即可被最小化。根據(jù)一個或多個實(shí)施例，隨著翼片的數(shù)量在常規(guī)電池內(nèi)從一個增加到四個或更多個(例如多達(dá)約12個)，可以觀察到阻抗的明顯降低。隨著翼片的數(shù)量繼續(xù)增加超過該數(shù)量，即可觀察到降低阻抗的改善效果在減弱。也可以采取使用多于或少于4個翼片的其它設(shè)置。一旦卷繞在一起，如圖1中所示，電池卷具有分別從兩端伸出的四個(或其他數(shù)量的)翼片。這些翼片如圖7A和7B中所示被聚集在一起并連接至外部端子?？梢蕴峁┮环N電池翼片設(shè)計(jì)，用于以高體積效率、高度可制造性以及機(jī)械堅(jiān)固的方式控制和捕獲所有的翼片。在翼片設(shè)計(jì)的一個方面，構(gòu)成電池卷的材料的厚度是受控的。每一種材料(陽極電極、陰極電極以及分隔器)都可以具有近似均勻的厚度。這允許對如何精確地將這些材料卷繞成電池卷(包括卷繞圈數(shù)以及最終的直徑)進(jìn)行建模并進(jìn)行可靠地預(yù)測。這就允許在電池卷內(nèi)對翼片進(jìn)行精確定位。在翼片設(shè)計(jì)的另一方面，電極上的翼片位置在它們被卷繞成電池卷之前即被選定。沿著每一個電極的長度將這些翼片設(shè)置在如下位置，例如對于四個翼片的設(shè)計(jì)而言，所述位置是接近1/8、3/8、5/8以及7/8的電學(xué)地優(yōu)化連接處，以及所述位置是被預(yù)測在電極已被卷繞成電池卷后對準(zhǔn)的位置。例如，翼片位置被選擇為使得單個電極的四個翼片在電池卷頂面的預(yù)定區(qū)域內(nèi)彼此對準(zhǔn)。例如，四個翼片被設(shè)置在陰極片上，以使得當(dāng)組裝成電池卷時，陰極片的四個翼片在卷表面的選定區(qū)域中從電池卷的表面突出。在一個或多個實(shí)施例中，翼片在螺旋卷繞的電極組件的卷端面上確定的90度象限或更大的例如150度的象限內(nèi)對準(zhǔn)。該區(qū)域，例如90度象限，是從每一個翼片的中心線開始測量的，用于計(jì)算翼片寬度。在某些實(shí)施例中，翼片位于大約140度的弧形窗口內(nèi)。這種對準(zhǔn)有助于每一組四個(或更多個)翼片的控制和捕獲。翼片在90度象限內(nèi)的示例性對準(zhǔn)示于圖7A中。通過在選定區(qū)域(例如90度象限)內(nèi)對準(zhǔn)這些翼片，能夠降低電池卷的制造成本。如圖7B中所示，翼片設(shè)計(jì)的第三方面是選擇適當(dāng)?shù)囊砥L度和翼片彎曲。這就是四個翼片(61)，(62)，(63)，(64)是如何被捕獲并連接至電池端子的。圖7B中的步驟1示出了電池的卷頂面以及所有四個翼片在從電池卷的表面突出時的位置。絕緣盤(3)被設(shè)置在電池卷的端部上，并且通過絕緣盤內(nèi)的槽插入翼片。絕緣盤使每一個翼片與電池卷絕緣。首先，所有四個翼片在絕緣盤(3)上向電池卷的中心軸線(在圖7B中以“+”表示)彎曲。其結(jié)果是，翼片堆疊在電池卷的表面上在約高達(dá)140度的區(qū)域內(nèi)展開。正如先前描述的那樣，翼片的長度可以變化。在一個或多個實(shí)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(yuǎn)的翼片例如翼片(61)是最長的。最靠近電池卷中心的翼片可被切割成比其余翼片短的長度，并且每一個隨后向外設(shè)置的翼片要比先前的內(nèi)側(cè)翼片長。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中所示，它們的端部將以離開電池卷的軸線相同的距離對準(zhǔn)。一旦所有翼片都平放后，它們就位于其在電池完工時所處的位置。但是，它們必須首先被連接至電池端子的延伸片。為了實(shí)現(xiàn)該目的，如圖7中的步驟3所示，它們?nèi)肯鄬τ陔姵鼐淼谋砻婕s90°被一起彎曲，并且平行于并處于電池卷的軸線。這就將四個翼片合并為一個實(shí)體，其中電池端子的延伸片可以容易地被焊接至該實(shí)體。翼片設(shè)計(jì)的第四方面是將電池延伸片連接至四塊電極片。在一種設(shè)計(jì)中，這通過超聲波焊接來實(shí)現(xiàn)，但是，也可以容易地適用電阻焊接或其它金屬連接技術(shù)。在一個實(shí)施例中，首先以允許焊機(jī)將它們緊固在四塊電極片上的方式焊接延伸片，但是，也可以采用連接部件的其它方式。較厚的延伸片保護(hù)較薄的電極片不被焊接損壞。這種連接的實(shí)現(xiàn)方式允許四塊電極片以及延伸片均被向后向下平折，從而實(shí)現(xiàn)非常高的體積效率的電池設(shè)計(jì)。一旦翼片已被焊接和平折，電池的端蓋即可被焊接至管，從而可用非常小的空間來管理翼片，這能夠用于增加電池的能量容量。這在圖8中示出。翼片設(shè)計(jì)的第五方面是沿螺旋組件設(shè)置翼片，以在脈沖功率應(yīng)用中減弱感生磁場。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在每秒多次地切斷來自電池的電流的系統(tǒng)(例如脈動應(yīng)用中)中使用的電池的內(nèi)部電感能夠增大系統(tǒng)內(nèi)的功率損耗，從而造成更高的內(nèi)部設(shè)備發(fā)熱并降低電池壽命。電池由導(dǎo)體構(gòu)成，所述導(dǎo)體例如是在內(nèi)部能量存儲介質(zhì)和外部負(fù)載之間承載電流的電極片。電池的電感可以是電池內(nèi)電流流過的導(dǎo)體的尺寸、形狀和/或數(shù)量的結(jié)果。它們的幾何形狀會影響由變化的電流在導(dǎo)體周圍造成的電磁場。導(dǎo)體周圍感生的電磁場能量越大，能夠通過導(dǎo)體測量的電感就越高。相反，導(dǎo)體表現(xiàn)出的電感越大，在負(fù)載(電機(jī)時)與電池之間來回傳送電流時在它們周圍存儲的電磁能量就越多。在例如變速鉆頭或其他工具的應(yīng)用中，電機(jī)每秒鐘會脈動多次。這就意味著通過使用電子開關(guān)將電流送入電機(jī)內(nèi)，并隨后斷開。圖9示出了電流如何以大約每秒4000次被脈動送入示例電機(jī)(例如電動工具)內(nèi)。代表電流的曲線先上升，并隨后快速下降返回。電動工具內(nèi)的電機(jī)控制器能夠每秒鐘幾千次地導(dǎo)通和切斷電流。將電流帶至電機(jī)的導(dǎo)體周圍的磁場只在有電流流動的時段期間存在。在電流為零時，磁場也歸零。問題在于該磁能可以被轉(zhuǎn)化為其他形式的能量例如熱能。當(dāng)電機(jī)控制器試圖切斷來自電池的電流時，即使控制器的開關(guān)被打開，導(dǎo)體周圍的磁場仍使得電流繼續(xù)流動。該電流通常會在耗能部件例如電阻內(nèi)被吸收并作為熱量被消耗。設(shè)計(jì)用于吸收該雜散磁場能量的電路通常被稱為緩沖器(srmbber)，并且通常可以在快速切斷來自能量源的電流的電源電路中找到。包括能量源的的電感在內(nèi)的電源電路內(nèi)的電感越高，需要通過緩沖器消耗的能量就越多。這些消耗的能量可以由電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器電路內(nèi)積聚的熱量得到證實(shí)。如果沒有在電路內(nèi)設(shè)計(jì)緩沖器，則能量就將在別處消耗，例如在其他的電源開關(guān)電路部件中。在任何情況下，能量都會被消耗并轉(zhuǎn)化為負(fù)載系統(tǒng)的開關(guān)控制器內(nèi)的熱量。確定控制器內(nèi)消耗了多少能量的另一個因素是控制器將電流切斷了多少次。所存儲的磁能被從磁能轉(zhuǎn)化為熱能的次數(shù)越多，可以在電機(jī)控制器電路內(nèi)觀測到的溫度就越高。因此，具有較低電感的電池將導(dǎo)致由開關(guān)控制器消耗的熱量較少，其中所述開關(guān)控制器將電流從電池脈動電機(jī)或其他負(fù)載。這樣的應(yīng)用包括但不限于變速電動工具、剃須刀、遙控的汽車模型、用于輸送人員和材料的電力推進(jìn)系統(tǒng)、不可中斷的電源系統(tǒng)以及使用開關(guān)電源設(shè)備控制來自能量源也就是電池的電流的任意其他設(shè)備。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在每一個電極上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置多個翼片(例如設(shè)置4到12個翼片)一而不是只在每個電極的一端放置單個翼片一能夠明顯地降低電池的電阻和電感。在一個或多個實(shí)施例中，集流器翼片被設(shè)置為使得相鄰的感生電流回路以相反的方向流動。翼片可以從電極片的前緣被移開設(shè)定的距離，此后，沿電極片的長度等間距地分布所述翼片。在某些實(shí)施例中，電極包括4-12個導(dǎo)體翼片。兩個電極可以具有不同數(shù)量的翼片。例如，一個電極可以具有4個翼片，而另一個電極可以具有2個翼片。如以下參照圖IlA和IlB更詳細(xì)描述的那樣，第一翼片從電極的前緣移開的距離提供了所需的感生電流的減小并由此減弱了感生磁場。圖IOA和IOB示出了常規(guī)卷繞式電池內(nèi)的翼片位置和電流。圖IOA是從卷邊緣看卷繞的電極。圖IOB是常規(guī)的圓柱狀卷繞式電池的未卷繞電極的平面圖。在該卷繞式電池中，單個翼片1000被設(shè)置在電極的末端，并且電流沿1010的方向流動。當(dāng)電池被充電或放電時，電流沿電極的長度方向流動，離開翼片1000并沿電極的長度向下行進(jìn)。當(dāng)電極被卷時，如圖IOA中所示，電流以逆時針方向1010沿電極流動。因此，電極用作線圈，并且線圈內(nèi)流動的電流可以根據(jù)公知的“右手定則”沿線圈的軸線感生出磁場。這樣即可在卷繞式電池中造成相對較大的電感。當(dāng)根據(jù)這種常規(guī)的設(shè)置方式將陽極和陰極片卷繞成圓柱形的電池卷時，形成了兩個線圈。圖IlA和IlB示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的卷繞式電池內(nèi)的翼片位置和電流。圖IlA是從卷邊緣看卷繞的電極。圖IlB是卷繞式電池的未卷繞電極的平面圖。如圖所示，可以沿著電極設(shè)置多個翼片1100，并且電流根據(jù)相對于最接近翼片的位置而沿著兩個方向流動(逆時針方向1140和順時針方向1120)。在某些實(shí)施例中，翼片1100可以沿電極的長度均勻地分隔開。翼片1100也可以從電極的前緣被移動一段距離1160。距離1160被選擇為大約是相鄰翼片之間距離的一半。這些設(shè)置允許感生電流在電池卷的不同層中彼此相對地流動(例如回路)。由此，電流的感生磁場基本上可以彼此抵消。多個導(dǎo)電翼片的位置可以被選擇為使得由電池內(nèi)的感生電流造成的凈磁場與只有位于陽極片或陰極片的前緣處的單個導(dǎo)電翼片相比被減弱至少80%。用這種方式，能夠使電池的電感明顯降低。在一個實(shí)施例中，四個翼片可提供與設(shè)置在電極片末端的一個翼片相比明顯降低的電感。但是，將翼片的數(shù)量增加至例如超過12個，可能會造成電感的降低非常有限而制造成本較高。在某些實(shí)施例中，設(shè)計(jì)方案可以使用少于四個翼片。在電極中間的一個翼片可以起到類似的目的并且能夠使得電池的電感與電極在末端具有一個翼片相比更低。在某些實(shí)施例中，電極可以在每50cm2到400cm2的電極片區(qū)域內(nèi)就具有一個翼片。幾種示例性的圓柱狀卷繞式電池如下所述。這些電池的直徑為26mm且長度為65mm，就是所謂的“26650型”電池。這些電池被制成為具有四個和八個翼片，沿電極的長度均勻分布。提供具有相似容量的可商業(yè)獲得的圓柱狀卷繞式電池作為對比。所有的電池都使用兩種方法來測量其電感=(I)FlukePM6306RCL測量儀，和(2)Solartron1250頻率響應(yīng)分析儀。使用Solartron頻率響應(yīng)分析儀，表明裝有四個翼片的電池具有0.025微亨的平均電感。裝有八個翼片的電池具有0.028微亨的平均電感。作為對比，可商業(yè)獲得的只裝有一個翼片的大功率電池具有增大了超過十倍的平均電感(參見以下的表1)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>圖12和13示出了具有不同電感的兩種不同的電池在應(yīng)用中如何能夠表現(xiàn)出不同的能量消耗水平。圖12示出了高電感電池的電壓1200和電流1210的波形。要注意的是，當(dāng)電流曲線1210開始下降時，在控制器切斷電流的位置電壓1200會上升。升高的電壓是磁場被加至驅(qū)動控制器電路上以迫使其耗能的電動勢的一種量度。要消耗的能量越多(并且電感因此越高)，該電壓就會升得越高。將開關(guān)斷開之后的該電壓和電流相乘就得到了作為廢熱消耗掉的準(zhǔn)確的能量。因此，較高的電壓就意味著較高的耗能。在圖13中，含有四個或八個適當(dāng)設(shè)置的翼片的低電感電池隨著電流1310降為零而生成了小得多的電壓尖峰1300。與在圖12示出的試驗(yàn)中使用的較高電感電池的情況相比，該較低的尖峰表明在功率控制器電路內(nèi)消耗的能量數(shù)量是較小的。正如結(jié)合圖7A描述的那樣，翼片的位置可以被選擇為使翼片在卷繞式電池表面上的特定區(qū)域內(nèi)(例如90度象限內(nèi))對準(zhǔn)。選擇翼片的位置以使翼片沿電極長度均勻分布能夠進(jìn)一步降低卷繞式電池的電阻和電感。如圖1和7B中所示，絕緣盤(3)能夠被用于防止集流翼片(61)，(62)，(63)，(64)與相反極性的電極相接觸，從而避免了短路。絕緣盤(3)可以是由聚烯烴、聚丁烯、聚酯、酚醛樹脂(phenol-formaldehyderesin)和含氟聚合物例如全氟烷氧基樹脂(perfluoroalkoxy)或其他類型的電絕緣材料制成的聚合物盤。絕緣盤(3)可以具有允許集流翼片(61)，(62)，(63)，(64)通過的多個槽(702)。因?yàn)樵诼菪砝@電池卷電池之后集流翼片(61)，(62)，(63)，(64)的相對位置可能會由于電極片厚度的細(xì)微變化而明顯改變，所以為了容納翼片(也就是允許其通過)，槽(702)的長度可以有所變化。在某些實(shí)施例中，如圖1和7B中所示，具有約90-120度角度范圍的弧形槽(702)可以被用在絕緣盤(3)上。翼片的位置可以被選擇為使翼片與絕緣盤上的其中一個槽對齊。例如大約為90-120度的弧長允許將翼片設(shè)置在電池卷端面的選定的角度區(qū)域內(nèi)，同時可以容許可能會造成翼片位置改變的電極層厚度的各種細(xì)微變化。在一個或多個實(shí)施例中，電極片包括5個或更多個例如8個或更多個翼片。隨著集流翼片數(shù)量的增加，沿電極片的長度設(shè)置翼片會變得越來越難，以至于它們在卷繞之后會位于沿電池卷端面的窄弧內(nèi)。例如，電極層厚度的細(xì)微變化以及為了優(yōu)化載流性質(zhì)而設(shè)置翼片的需要可能會導(dǎo)致翼片位置分布在電池卷端面的整個環(huán)形的幾何形狀上。間隔開的翼片越多，需要的槽(702)就越多，并且至少有一個槽在絕緣盤(3)上具有較大的角度范圍。盡管環(huán)形槽或其他的設(shè)計(jì)方案均可使用，但是要制造和/或組裝這樣的絕緣體可能會很困難。較大的弧長，再加上需要更多數(shù)量的槽，可能會導(dǎo)致絕緣端帽中的槽只被狹窄的絕緣橋彼此分隔開，造成機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)?、扭曲變形并增大短路的可能性。根?jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例，翼片絕緣體可以包括兩個或多個同軸設(shè)置的環(huán)形絕緣部件，每個絕緣的環(huán)形部件都含有至少一個用于容納翼片的槽。絕緣部件的相對角位置可以改變并且能夠在組裝電池期間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以容易地容納較大數(shù)量的(例如4個或更多個)集流翼片。在一個或多個實(shí)施例中，絕緣的環(huán)形部件包括具有大角度范圍的槽，例如大于120度或者高達(dá)約180度的范圍，并且絕緣的環(huán)形部件可以被設(shè)置為嵌套的環(huán)形。在一個或多個實(shí)施例中，嵌套的環(huán)形被調(diào)節(jié)為使弧形槽被設(shè)置成容納4個或更多個翼片。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的翼片絕緣體的平面圖。示出的絕緣體具有6個槽，但是應(yīng)該理解這只是為了說明的目的并且可以使用任意數(shù)量的槽。每一個絕緣部件上的槽的數(shù)量可以相同或者不同，并且通常在少則四個、多則八個或更多個的范圍內(nèi)變化。如圖所示，翼片絕緣體(1400)可以具有第一絕緣部件(1402)和第二絕緣部件(1412)。第一和第二絕緣部件的尺寸不同，以使得較小的部件能夠與較大的絕緣部件嵌套在一起。絕緣部件(1402)與絕緣部件(1412)相比尺寸較小，其可以具有在其上設(shè)置的多個弧形槽(1406a)，(1406b)和(1406c)以容納電池的集流翼片(未示出)。類似地，絕緣部件(1412)也可以具有多個弧形槽(1416a),(1416b)和(1416c)以容納另外的集流翼片(未示出)。部件(1402)和(1412)均可由電絕緣材料例如聚烯烴、聚丁烯、聚酯、酚醛樹脂和含氟聚合物例如全氟烷氧基樹脂或任意其他合適的絕緣材料制成。絕緣體(1400)可以利用沖切、注?；蛉我馄渌线m的工藝制造。六個槽(1406a),(1406b),(1406c),(1416a),(1416b)和(1416c)中的每一個都可以用于容納一個或多個集流翼片(未示出)。另外，絕緣部件(1412)也可以為沿部件(1412)的外緣(1413)設(shè)置的一個或多個翼片提供絕緣，并且絕緣部件(1402)也可以為沿部件(1402)的外緣(1405)設(shè)置的一個或多個翼片提供絕緣。絕緣體(1400)因此可以容納多個(例如6、7、8個)或更多個集流翼片。絕緣部件(1412)可以在其中心具有開口(1414)。為了在電池中使用，兩個絕緣部件(1402)，(1412)可以被同心地設(shè)置，以使同心設(shè)置的內(nèi)部和外部絕緣部件與穿過絕緣部件(1402)上的槽(1406a)，(1406b)和(1406c)以及穿過絕緣部件(1412)上的槽(1416a)，(1416b)和(1416c)的翼片(未示出)對齊。翼片也可以穿過絕緣部件(1412)的開口(1414)。絕緣部件(1402)也可以在其中心具有開口(1404)，該開口可以允許電池的芯柱(例如圖4B中示出的芯柱(45a))穿過。槽可以是例如約0.5-2.Omm寬，并具有大約為120-180度的角度范圍。在直徑大約為32mm的圓柱狀電池中，內(nèi)部部件例如可以具有3_10mm的內(nèi)徑和18_25mm的外徑。外部部件例如可以具有16-25mm的內(nèi)徑和30-31.5mm的外徑。將外部部件的內(nèi)徑制成小于內(nèi)部部件的外徑可能是有利的，然而它們不必重疊。第一和第二部件不必是完美的圓形。在一個或多個實(shí)施例中，其半徑隨著遠(yuǎn)離軸線而增大的槽被設(shè)置在環(huán)形部件的相對的多個區(qū)域。由此，被設(shè)置為距離中心軸最遠(yuǎn)和第二遠(yuǎn)(半徑最大和第二大)的槽(1416a)和(1416b)被設(shè)置在第二環(huán)形部件的相對區(qū)域。相對的定位使相鄰槽之間的絕緣區(qū)域最大化并且有助于提高機(jī)械穩(wěn)定性和絕緣能力。圖15是圖14中示出的組裝好的絕緣體(1400)的頂視圖。在圖14中，兩個絕緣部件(1402)，(1412)被同心地設(shè)置，以使具有槽(1406a),(1406b)和(1406c)的較小絕緣部件(1402)被設(shè)置在較大的第二絕緣部件(1412)的開口(1414)內(nèi)。電池的集流翼片(1502)由此即可穿過槽(1406a),(1406b),(1406c),(1416a),(1416b)和(1416c)并能夠如圖所示被朝向電池的中心彎曲。要注意的是集流翼片并不被限制在90-120度的區(qū)域內(nèi)。該絕緣體端蓋的一個特征是能夠在組裝電池期間調(diào)節(jié)絕緣部件(1402)和(1412)相對于彼此的角位置，以容許明顯改變的翼片位置。例如，對于翼片絕緣體(1400)，在螺旋卷繞電池的電極片之后，可通過穿過絕緣部件(1402)上的槽(1406a)、(1406b)和(1406c)裝配位于接近電池中心的翼片。在這時，第二絕緣部件(1412)的角位置即可被調(diào)節(jié)以使位置遠(yuǎn)離電池中心的翼片能夠被容易地穿過絕緣部件(1412)上的槽(1416a)，(1416b)禾口(1416c)裝入。在一個實(shí)施例中，槽(1406a),(1406b),(1406c),(1416a),(1416b)禾口(1416c)中的一個或多個具有約為120度的角度范圍，其能夠容許翼片相對位置的較大改變。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的絕緣體設(shè)計(jì)。如圖所示，絕緣體(1600)可以包括絕緣部件1602和1612。部件1602可以具有槽(1604a)，(1604b),(1604c),(1604d)，(1604e)，而部件(1612)可以具有槽(1614a)和(1614b)。絕緣部件(1602)例如可以具有約30-31.5mm的直徑以及直徑約28-25mm的開口(1606)。槽(1604a)，(1604b),(1604c),(1604d),(1604e)可以是例如0.5mm寬，并具有約120度的角度范圍。槽(1604a)，(1604b),(1604c),(1604d)，(1604e)的半徑可以分別是例如約9.5_10mm，10.9-11.4mm，12.4-12.9mm,13.4-13.9mm,14.5_15mm。每個槽的徑向位置都是為了與其對應(yīng)翼片的徑向位置相一致。在某些實(shí)施例中，翼片可以在每個電極上均勻分布，以最小化阻抗和電流密度梯度從而最有效地利用電極。在此情況下，能夠預(yù)測翼片在卷繞后的大致徑向位置，并且槽可以相應(yīng)地進(jìn)行設(shè)置為用于容納翼片。每個槽的形狀不必是完美的圓形并且可以例如被成形為螺旋的一部分，以使圓弧的半徑可以隨著弧長而改變。部件(1612)不必是完美的圓形。例如，部件(1612)的下半部分可以具有約9.5mm的半徑而上半部分可以具有約12mm的半徑。通過這種設(shè)計(jì)，當(dāng)部件(1612)與部件(1602)同心地對齊時，翼片即可穿過部件(1612)，(1602)并緊靠部件(1612)下半部分的外緣。槽(1614a)和(1614b)也可以是約0.5mm寬并且可以具有例如約90度的角度范圍。槽的角度范圍可以根據(jù)翼片位置相對于彼此的預(yù)定角度變化進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果內(nèi)部翼片被預(yù)測為在卷繞之后相對于最內(nèi)部的翼片具有比外部翼片更小的位置變化，那么內(nèi)部槽的角度范圍即可被制成小于外部槽的角度范圍。槽(1614a)，(1614b)可以被設(shè)置為例如分別距離中心約5.6-6.Imm和7.85-8.35mm。槽(1614a)，(1614b)不必被設(shè)置在與絕緣部件(1612)相同的象限內(nèi)。翼片絕緣體(1600)可以被用于容納7個或更多個集流翼片。圖17是絕緣體的外部部件(1702)的透視圖。部件(1702)可以具有槽(1708)并在中心處具有開口(1704)。另外，部件(1702)可以具有三維(3D)特征，例如一個或多個可以被稱為“翼片凸起”的肋形凸起(1706)以及圓柱形的垂直側(cè)壁(1710)。翼片凸起(1706)可以是例如弧形的并且設(shè)置在槽(1708)旁邊。翼片凸起(1706)從部件(1702)的外表面伸出以有助于翼片的彎曲。圓柱形側(cè)壁(1710)可以從部件(1702)的外緣伸出以保護(hù)電池罐不與集流翼片相接觸。在組裝時，圓柱形側(cè)壁被設(shè)置為遠(yuǎn)離電池卷。這些3D特征可以利用注?；蚱渌线m的加工工藝制成。圖18是具有較大的(外部)部件(1802)和較小的(內(nèi)部)部件(1812)的絕緣體(1800)的透視圖。部件(1802)和(1812)可以具有在其上設(shè)置的槽(1804)。部件(1802)可以具有圓柱形側(cè)壁(1806)。部件(1802)和(1812)中的一個或者兩者還可以具有另外的3D特征(未示出)，所述3D特征確保兩個部件(1802)和(1812)在裝入電池內(nèi)之后保持彼此同心。例如，可以沿內(nèi)部部件(1812)上的側(cè)槽1804a設(shè)置弧形的脊(未示出)，以使得在部件(1802)下降時，內(nèi)部部件(1812)上的脊與外部部件(1802)的開口(1814)的邊緣(1816)相吻合并緊靠該邊緣。用這種方式，內(nèi)部部件(1812)可與外部部件(1802)嵌套在一起，并由此能夠在組裝好之后仍與外部部件(1802)保持同心。盡管上述的翼片絕緣體的示例只有一個或兩個部件，但是本發(fā)明的實(shí)施例也包括具有三個或更多個部件的翼片絕緣體。這些部件可以具有槽以容納翼片并且能夠被同心地設(shè)置。部件還可以在組裝電池期間對其角度朝向進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)以容許集流翼片的位置變化。在一個或多個實(shí)施例中，具有兩個或更多個部件的絕緣體可以被用于容納超過7個集流翼片。盡管已經(jīng)在以上的說明性實(shí)施例中對本發(fā)明進(jìn)行了描述和舉例說明，但是應(yīng)該理解本公開僅僅是作為示例而給出的，并且可以對本發(fā)明實(shí)施方式的細(xì)節(jié)進(jìn)行多種改變而并不背離由以下的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和保護(hù)范圍。公開實(shí)施例的特征能夠在本發(fā)明的保護(hù)范圍和實(shí)質(zhì)精神內(nèi)以各種方式被組合和重新設(shè)置。權(quán)利要求一種電化學(xué)電池，包括包括由隔膜分離的陽極片和陰極片的組件，所述陰極片包括第一集流器上的第一電活性層，所述陽極片包括第二集流器上的第二電活性層，所述組件具有側(cè)壁和相對的端面；從所述陽極片和所述陰極片中至少之一伸出的多個導(dǎo)電翼片，所述多個導(dǎo)電翼片從所述組件的端面伸出并與所述第一集流器和所述第二集流器中至少之一電連通；和第一翼片絕緣體，具有外部和內(nèi)部部件，所述外部和內(nèi)部部件中的每一個都具有至少一個槽，所述槽允許所述多個導(dǎo)電翼片中的一個或多個通過，其中所述內(nèi)部和外部部件相對于所述第一翼片絕緣體的所述外部和內(nèi)部部件上的所述至少一個槽的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述一個或多個槽是弧形的。3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)電池，其中所述一個或多個槽中的至少一個槽具有大約120-180度的角度范圍。4.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)電池，其中所述一個或多個槽中的至少一個槽具有大約90度的角度范圍。5.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述外部部件具有垂直于所述外部部件表面的圓柱形側(cè)壁。6.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述外部部件和所述內(nèi)部部件中的至少一個具有肋形凸起，用于幫助所述多個導(dǎo)電翼片中的至少一個彎曲。7.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述外部部件和所述內(nèi)部部件中的至少一個具有一個或多個脊，用于將所述內(nèi)部部件與所述外部部件嵌套在一起。8.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述多個導(dǎo)電翼片包括4到12個翼片。9.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述第一集流器與從所述陰極片伸出的多個第一導(dǎo)電翼片電連通，所述第二集流器與從所述陽極片伸出的多個第二導(dǎo)電翼片電連通，其中所述多個第一導(dǎo)電翼片和所述多個第二導(dǎo)電翼片從所述組件相對的端面伸出，并且其中所述組件為螺旋卷繞的組件。10.如權(quán)利要求9所述的電化學(xué)電池，進(jìn)一步包括第二翼片絕緣體，所述第一翼片絕緣體和所述第二翼片絕緣體被設(shè)置在所述螺旋卷繞組件的相對端面上。11.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述內(nèi)部和外部部件中的至少一個具有至少兩個槽，所述至少兩個槽相對于所述內(nèi)部和外部部件中的至少一個的中心位于相對的兩側(cè)。12.—種制備電化學(xué)電池的方法，包括在包括第一集流器上的第一電活性層的正電極和包括第二集流器上的第二電活性層的負(fù)電極之間插入隔膜以構(gòu)成多層組件，其中每一個所述集流器都具有與所述集流器電接觸并從所述集流器向外伸出的多個導(dǎo)電翼片，其中所述正電極的翼片和所述負(fù)電極的翼片位于所述多層組件的相對兩側(cè)，通過具有外部部件和內(nèi)部部件的第一翼片絕緣體的槽裝配選定集流器的翼片，其中所述第一絕緣體相對于所述外部部件和所述內(nèi)部部件的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的；將選定集流器的翼片向所述螺旋卷繞組件的中心折疊以使所述翼片在中心軸處彼此相交；將選定集流器的重疊翼片匯集在超出翼片交點(diǎn)的某一點(diǎn)處；并將選定集流器的匯集翼片固定至連接帶。13.如權(quán)利要求12所述的制備電化學(xué)電池的方法，進(jìn)一步包括螺旋卷繞所述多層組件。14.如權(quán)利要求12所述的制備電化學(xué)電池的方法，進(jìn)一步包括將所述外部部件設(shè)置為具有垂直于所述外部部件表面的圓柱形側(cè)壁。15.如權(quán)利要求12所述的制備電化學(xué)電池的方法，進(jìn)一步包括將所述外部部件和所述內(nèi)部部件中的至少一個設(shè)置為具有肋形凸起，用于幫助彎曲所述多個導(dǎo)電翼片中的至少一個。16.如權(quán)利要求12所述的制備電化學(xué)電池的方法，進(jìn)一步包括將所述外部部件和所述內(nèi)部部件中的至少一個設(shè)置為具有一個或多個脊，用于將所述內(nèi)部部件與所述外部部件嵌套在一起。17.一種用于在電池內(nèi)使用的翼片絕緣體，包括被嵌套在一起的至少一個外部部件和至少一個內(nèi)部部件，所述至少一個外部部件和至少一個內(nèi)部部件中的每一個都具有至少一個槽，所述槽允許所述電池的一個或多個導(dǎo)電翼片通過，其中所述內(nèi)部和外部部件相對于所述內(nèi)部和外部部件的所述至少一個槽的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。18.如權(quán)利要求17所述的翼片絕緣體，其中所述槽中的至少一個槽具有大約120-180度的角度范圍。19.如權(quán)利要求17所述的翼片絕緣體，其中所述槽中的至少一個槽具有大約90度的角度范圍。20.如權(quán)利要求17所述的翼片絕緣體，其中所述外部部件具有垂直于所述外部部件表面的圓柱形側(cè)壁。全文摘要在某些實(shí)施例中，一種電池可以包括一種組件，具有通過隔膜分離的陽極片和陰極片，每塊板都在集流器上具有電活性層。至少有一個集流器可以與至少從陽極片和陰極片之一伸出的導(dǎo)電翼片電連通，導(dǎo)電翼片從螺旋卷繞組件的端面伸出。另外，電池可以包括第一翼片絕緣體，具有同心設(shè)置的外部和內(nèi)部部件，每一個外部和內(nèi)部部件都具有至少一個槽以允許多個導(dǎo)電翼片中的一個或多個通過。內(nèi)部和外部部件關(guān)于第一翼片絕緣體的外部和內(nèi)部部件上的至少一個槽的相對角度取向是可調(diào)節(jié)的。文檔編號H01M14/00GK101816093SQ200880105517公開日2010年8月25日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日發(fā)明者G·S·張,W·H·加德納申請人:A123系統(tǒng)公司