[发明专利]电化学电池的阴极活性段

说明书

技术领域

本发明涉及电化学电池的阴极，并且更具体地涉及阴极段。

背景技术

电化学电池或电池通常用作电能来源。电池包含一般称作阳极的负电极和一般称作阴极的正电极。阳极包含可被氧化的活性材料。阴极包含可被还原的活性材料。阳极活性物质能够还原阴极活性物质。分隔体设置在阳极和阴极之间。这些组件设置在通常由金属制成的壳体或外壳中。

当在装置中使用电池作为电能来源时，阳极和与阴极发生电接触，使电子流过装置，发生各自的氧化和还原反应以提供电能。与阳极和阴极相接触的电解质包含流过位于阳极和阴极之间的分隔体的离子，以在放电过程中保持电池整体的电荷平衡。

存在对制备以下电池的持续增长的需求：该电池更好地适用于电动电子设备诸如玩具；遥控器；音频设备；手电筒；数码相机和周边摄影设备；电子游戏机；牙刷；收音机；和钟表。为了满足这种需求，电池可包括较高载量的阳极和阴极活性材料以提供提高的使用寿命。然而电池也形成了常见的型号，诸如AA、AAA、AAAA、C、和D电池型号，它们具有固定的外部尺寸和受限的内部体积。因此单独增加活性材料载量以获得更好的电池性能的能力受到限制。

在阳极和阴极活性材料之间的界面面积是另一个设计特征，然而，可对其进行调节以便在前述的限制内提供性能改善。一种增加在柱形电池内的阳极和阴极活性材料之间的界面面积的可能方法是例如在阴极电极粒料的内表面上包括特征结构诸如凸峰。然而包括此类特征结构需要对齐粒料，使得凸峰正确排序。对齐粒料增加生产时间并因此增加生产电池的总成本。另外，将分隔体插入容纳对齐粒料与表面特征结构的电池外壳是有问题的。例如一般需要过量的分隔体以充分最小化在阳极和阴极之间电短路的可能性。过量的分隔体提高电池内阻，这导致电池性能的降低。过量的分隔体也增加电池的材料成本。此外，分隔体插入过程一般来讲增加电池的生产时间和总成本。需要提供在电池内的阳极和阴极活性材料之间增加的界面面积，这消除了：对于对齐粒料的需要、与插入分隔体相关联的困难、和对过量分隔体的需要，从而提高了总体电池性能，包括功率和使用寿命。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及电化学电池的阴极活性段。阴极活性段包括至少一种阴极活性材料、包括第一曲面的横截面宽度、第二曲面、纵向长度、和至少一个阴极配合表面。至少一个阴极配合表面沿着阴极活性段的纵向长度延伸。

在另一个实施例中，本发明涉及电化学电池的阴极组件。阴极组件包括第一阴极活性段和第二阴极活性段。第一阴极活性段包括至少一种阴极活性材料、包括第一曲面的横截面宽度、第二曲面、纵向长度、和沿着纵向长度延伸的至少一个阴极配合表面。第二阴极活性段包括至少一种阴极活性材料、包括第一曲面的横截面宽度、第二曲面、纵向长度、和沿着纵向长度延伸的至少一个阴极配合表面。第一阴极活性段的至少一个阴极配合表面定位在邻近第二阴极活性段的至少一个阴极配合表面处。

在另一个实施例中，本发明涉及电化学电池。电化学电池包括外壳，所述外壳具有外表面和附连至外表面的标签。外壳包括阳极、阴极组件、在阳极和阴极组件之间的分隔体、和电解质。阴极组件包括第一阴极活性段和第二阴极活性段。第一阴极活性段包括至少一种阴极活性材料、包括第一曲面的横截面宽度、第二曲面、纵向长度、和沿着纵向长度延伸的至少一个阴极配合表面。第二阴极活性段包括至少一种阴极活性材料、包括第一曲面的横截面宽度、第二曲面、纵向长度、和沿着纵向长度延伸的至少一个阴极配合表面。第一阴极活性段的至少一个阴极配合表面定位在邻近第二阴极活性段的至少一个阴极配合表面处。标签包括电压测试仪。

附图说明

虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本主题的权利要求书，其被认为形成本发明，但是据信通过下面的描述并结合附图可以更好地理解本发明。

图1是包括本发明阴极组件的电化学电池的横截面。

图2是本发明阴极组件的透视图。

图3是本发明阴极组件的另一个透视图。

图4是包括本发明阴极组件的电池的剖视图。

图5是本发明阴极组件的另一个实施例的透视图。

图6是本发明阴极组件的另一个实施例的另一个透视图。

图7是包括本发明阴极组件的另一个实施例的电池的剖视图。

图8是包括本发明阴极组件的成品电池的视图。

具体实施方式