專利名稱：雙極片電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙極片電池。
背景技術(shù)：
目前的電池都是采用單極片，既正極片和負(fù)極片單獨(dú)制造和組合使用。如許多二次鎳氫電池的基本制造方法，都是采用將氫氧化鎳正極片、隔膜和儲(chǔ)氫合金負(fù)極片卷繞，或折疊成極組，加入定量的氫氧化鉀電解液，裝入電池殼內(nèi)，在上蓋與殼體之間套入絕緣的高分子材料的密封圈，經(jīng)密封形成單體電池正極的基本制造工藝是泡沫鎳等作為集流體，然后將氫氧化鎳、粘結(jié)劑、水等按一定比例調(diào)制為正極漿料，經(jīng)拉漿或涂敷將正極漿料嵌入集流體內(nèi)、再經(jīng)干燥、碾壓成一定厚度的極板，這是制造鎳氫電池的正極極板的常用方法。
負(fù)極的基本制造工藝是將穿孔鋼帶或著銅網(wǎng)或著泡沫鎳等作為儲(chǔ)氫合金負(fù)極片的集流體，然后將儲(chǔ)氫合金、粘結(jié)劑、水等按一定比例調(diào)制為負(fù)極漿料，經(jīng)拉漿或涂敷將負(fù)極漿料涂在集流體上、再經(jīng)干燥、碾壓成一定厚度的極板，這是制造鎳氫電池的負(fù)極極板的常用方法。
對于柱式鎳氫電池，將上述方法生產(chǎn)的負(fù)極極板裁剪成一定尺寸，與一定尺寸的正極片和隔膜卷繞成一體，成為極芯放入電池殼中，制造成柱式鎳氫單體電池。對于扣式鎳氫電池，一般采用折疊極片的方法，即將裁剪成一定尺寸的負(fù)極片、正極片和隔膜折疊后放入電池殼中，制造成扣式鎳氫單體電池。對于方型鎳氫電池，一般采用的方法，即將裁剪成一定尺寸的負(fù)極片、正極片和隔膜疊摞后放入電池殼中，制造成方型單體電池。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種全新電池雙極片的結(jié)構(gòu)。
雙極片電池的結(jié)構(gòu)是由電池殼、電極、隔膜、電解質(zhì)、密封材料組成；其中電極，他是由正極材料，負(fù)極材料和集流片組成的雙極片電極；雙極片電極為三層，一層為正極材料，一層為負(fù)極材料，中間層為集流片，集流片為上下邊緣均有一圈凸臺、剖面為工字形的片狀物，在集流片的四周邊緣，再用絕緣的高分子材料注塑成一個(gè)密封環(huán)，將凸臺絕緣密封，正極材料和負(fù)極材料分別涂敷在集流片的兩側(cè)的密封環(huán)中。
集流片的形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為圓形、方形、橢圓、菱形等，形成的密封環(huán)的高度即為雙極片高度，集流片厚度范圍優(yōu)選0.05-1mm。
在電池制造過程中，在集流片的兩側(cè)的正極材料和負(fù)極材料分別且低于密封環(huán)邊緣的高度，既留出制作電池時(shí)放入隔膜的尺寸。
本實(shí)用新型的集流片可以是鍍鎳鋼帶或鎳帶等金屬材料；正極材料和負(fù)極材料是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的物質(zhì)，即正極材料可以是鎳氫電池、鎘鎳電池、鋰離子電池等電池所采用的正極材料；負(fù)極的材料為鎳氫電池、鎘鎳電池、鋰離子電池等電池所采用的負(fù)極材料；密封材料是現(xiàn)有技術(shù)中電池普遍使用密封材料如絕緣高分子材料。
雙極片電池的結(jié)構(gòu)是根據(jù)電池設(shè)計(jì)所需的電壓，串聯(lián)數(shù)個(gè)雙極片，并在首尾分別串聯(lián)一個(gè)正極片和一個(gè)負(fù)極片，在每兩個(gè)極片間加入一層隔膜，并滴加適量電解液，然后用密封油密封住所有極片的密封環(huán)相接的部位，形成一個(gè)極組，用密封油密封住極組外壁。將此極組放入電池殼中，極組的負(fù)極集流片與電池殼底部接觸，正極集流片可以通過金屬導(dǎo)體與電池蓋相接觸；在上蓋與殼體之間套入絕緣的高分子材料的密封圈，封口后形成單體電池。
本實(shí)用新型集正極片和負(fù)極片為一體，使用方便，作為電池使用時(shí)，對于鎳氫電池、鎘鎳電池，其單體電池的放電平臺電壓都為1.2伏的整數(shù)倍，對于鋰離子電池，其單體電池的放電平臺電壓都為3.6伏的整數(shù)倍。


圖1是雙極片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中B處的放大圖；圖3是多層雙極片單體電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是雙極鎳氫電池的充放電特性曲線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明首先制成雙極片，用一個(gè)直徑為31.2mm厚度為0.08mm的集流片，在集流片的四周邊緣，用絕緣的高分子材料注塑成一個(gè)密封環(huán)，雙極片的總高為1.5mm。在集流片的一側(cè)涂覆有氫氧化鎳、粘結(jié)劑、水等調(diào)制的正極活性物質(zhì)2，其厚度約為0.7mm；在集流片的另一側(cè)涂覆有儲(chǔ)氫合金、粘結(jié)劑、水等調(diào)制的負(fù)極漿料1，厚度約為0.5mm。
根據(jù)上述方法所制造的多層雙極單體電池的結(jié)構(gòu)是在內(nèi)徑為φ31.6mm，壁厚0.4mm的電池殼8內(nèi)，設(shè)置有串聯(lián)的3個(gè)雙極片，在雙極片組的上面設(shè)置有一個(gè)正極片，作為極組上端的正極片；在雙極片的下面設(shè)置有一個(gè)負(fù)極片作為極組的負(fù)極。每個(gè)極片之間設(shè)置有0.18mm的接枝聚合物聚丙烯隔膜6，在電池殼和極組之間及極片相接的部位設(shè)置有密封油7，極組的負(fù)極集流片與電池殼底部接觸，極組上層正極集流片通過φ25mm彈簧片3與電池上蓋4相接觸，在上蓋與殼體之間設(shè)置有絕緣的高分子材料的密封圈5。
其他沒有提到的制作電池的組件，與傳統(tǒng)的電池的組件、結(jié)構(gòu)相同。
將上述的多層雙極單體電池進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)以20mA充電3小時(shí)，靜置5分鐘后，以20mA放至4V。充放電曲線圖如圖4所示，其放電平臺為4.8V左右。
權(quán)利要求1.一種雙極片電池，雙極片電池的結(jié)構(gòu)是由電池殼、電極、隔膜、電解質(zhì)、密封材料組成；其特征是其中電極，他是由正極材料，負(fù)極材料和集流片組成的雙極片電極；雙極片電極為三層，一層為正極材料，一層為負(fù)極材料，中間層為集流片，集流片為上下邊緣均有一圈凸臺、剖面為工字形的片狀物，在集流片的四周邊緣，再用絕緣的高分子材料注塑成一個(gè)密封環(huán)，將凸臺絕緣密封，正極材料和負(fù)極材料分別涂敷在集流片的兩側(cè)的密封環(huán)中；根據(jù)電池設(shè)計(jì)所需的電壓，串聯(lián)數(shù)個(gè)雙極片，并在首尾分別串聯(lián)一個(gè)正極片和一個(gè)負(fù)極片，在每兩個(gè)極片間加入一層隔膜，并滴加適量電解液，然后用密封油密封住所有極片的密封環(huán)相接的部位，形成一個(gè)極組，用密封油密封住極組外壁；將此極組放入電池殼中，極組的負(fù)極集流片與電池殼底部接觸，正極集流片可以通過金屬導(dǎo)體與電池蓋相接觸；在上蓋與殼體之間套入絕緣的高分子材料的密封圈，封口后形成單體電池。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙極片電池，其特征是在集流片的兩側(cè)正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)低于密封環(huán)邊緣的高度，既留出制作電池時(shí)放入隔膜的尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙極片電池，其特征是所述的集流片的形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為圓形、方形、橢圓、菱形等，雙極片的厚度是根據(jù)電池的放電容量、額定電壓及電池總體高度來定。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電池雙極片，其特征是所述的集流片厚度范圍是0.05-1mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙極片電池，提供了一種全新電池雙極片的結(jié)構(gòu)，他是集正極片和負(fù)極片為一體，使用方便，作為電池使用時(shí)，單體電池的放電平臺電壓都為1.2伏的整數(shù)倍。雙極片電池的結(jié)構(gòu)是根據(jù)電池設(shè)計(jì)所需的電壓，串聯(lián)數(shù)個(gè)雙極片，并在首尾分別串聯(lián)一個(gè)正極片和一個(gè)負(fù)極片，在每兩個(gè)極片間加入一層隔膜，并滴加適量電解液，然后用密封油密封住所有極片的密封環(huán)相接的部位，形成一個(gè)極組，用密封油密封住極組外壁。將此極組放入電池殼中，極組的負(fù)極集流片與電池殼底部接觸，正極集流片可以通過金屬導(dǎo)體與電池蓋相接觸；在上蓋與殼體之間套入絕緣的高分子材料的密封圈，封口后形成單體電池。
文檔編號H01M10/04GK2582183SQ0228985
公開日2003年10月22日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者劉建華, 馬聰, 王丹 申請人:天津大學(xué)