專利名稱：方形堿性二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種堿性二次電池，更確切地說是涉及一種內(nèi)部電極反應(yīng)均勻、具有較低的電池內(nèi)阻及充電內(nèi)壓、較高循環(huán)壽命的方形堿性二次電池。
背景技術(shù)：
隨著便攜式用電器的廣泛應(yīng)用，人們對作為上述器件備用電源的二次電池的性能要求越來越高。隨著設(shè)備的小型化，人們對于二次電池的小型化及體積要求越來越高，因此方形二次電池的應(yīng)用越來越多。
方形堿性堿性二次電池一般是將正極和負極通過隔膜隔開并交替層疊起來構(gòu)成的極片組裝入電池外殼中，經(jīng)注入電解液、封口而制成。申請?zhí)枮?8106096的中國專利公開了一種方形鎳氫電池及其制造方法。正極和負極由隔膜隔開并交替層疊起來構(gòu)成極片組，極片組最外側(cè)與外殼相接觸并露出集流基體，最外側(cè)極片被彎成U形并使其夾住另外的極片。該專利提供了方形堿性電池一種通用的制造方法。對于小型電池，例如極片組內(nèi)正極數(shù)為3片，極片組的截面圖如圖1所示，可以獲得較好的綜合性能。
當(dāng)制作較大型的電池，或者為了提高極片的電極反應(yīng)性能而需要采用更薄的極片，從而導(dǎo)致極片組內(nèi)正負極數(shù)增多，正極片數(shù)大于等于4片時，需在里層的正極片旁夾以負極片，對于極片組中有4片正極的情況，極片組的截面圖如圖2所示，在里層的正極片1旁設(shè)有片狀負極7；對于極片組中5片正極的情況，極片組的截面圖如圖3所示。在圖2和圖3中，相對于極片組中外層的負極來說，里層的正極片至少有一側(cè)所對應(yīng)的負極僅與電池外殼的底部相接觸，在裝配不當(dāng)或極片組與電池外殼配合不太緊密的情況下，容易使該負極與電池外殼導(dǎo)通性較差，使電池內(nèi)電極反應(yīng)不均勻，易導(dǎo)致電池內(nèi)阻、充電時內(nèi)壓升高，循環(huán)壽命差。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種內(nèi)部電極反應(yīng)均勻、具有較低的電池內(nèi)阻及充電內(nèi)壓、較高循環(huán)壽命的方形堿性二次電池。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種方形堿性二次電池，是將正極片、負極片通過隔膜隔開并交替層疊起來構(gòu)成的極片組裝入電池外殼中，經(jīng)注入電解液、封口而制成，其中，所述的正極片是通過其設(shè)有的正極導(dǎo)電端子與電池正極端相連接而引出電流的，外層的負極片是通過與電池外殼相接觸而引出電流的，所述的極片組中里層的負極與電池外殼的導(dǎo)通是通過負極中設(shè)有的基體延伸部位經(jīng)彎折后與電池外殼側(cè)壁相接觸而實現(xiàn)的。
本實用新型的上述技術(shù)方案進一步改進為所述的極片組中里層的負極，其彎折部分的兩側(cè)長度可以不相等。
所述的里層的負極具有L形結(jié)構(gòu)，其與電池外殼相接觸的一側(cè)為沒有涂覆活性物質(zhì)的基體。
所述的L形結(jié)構(gòu)的負極，其與電池外殼相接觸的一側(cè)和遠離電池外殼的一側(cè)的長度比例范圍是0～1。
所述的負極為貯氫合金電極。
本實用新型方形堿性二次電池的優(yōu)點在于提高了電池內(nèi)部的導(dǎo)電性能，提高了電池內(nèi)部電極反應(yīng)的均勻性，從而降低電池內(nèi)阻及充電內(nèi)壓，提高了電池的循環(huán)壽命。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中方形堿性二次電池極片組的截面圖圖2是現(xiàn)有技術(shù)中方形堿性二次電池極片組的截面圖圖3是現(xiàn)有技術(shù)中方形堿性二次電池極片組的截面圖圖4是本實用新型實施例L形結(jié)構(gòu)負極截面圖圖5是本實用新型實施例和比較例U形結(jié)構(gòu)負極截面圖圖6是本實用新型方形堿性二次電池極片組的截面圖圖7是本實用新型方形堿性二次電池極片組的截面圖圖8是實施例和比較例充電內(nèi)壓對比曲線圖圖9是實施例和比較例循環(huán)壽命對比曲線圖
符號說明1-正極片 2-隔膜 3-負極活性物質(zhì)4-負極基體5-U形結(jié)構(gòu)負極6-L形結(jié)構(gòu)負極7-片狀負極具體實施方式下面對本實用新型進行詳細說明。
對于正極片數(shù)大于或等于4片的方形堿性二次電池，請參考圖4-7，正極片1包封于隔膜2內(nèi)，極片組中里層的負極中設(shè)有基體4延伸部位，基體4延伸部位經(jīng)彎折后與電池外殼(圖中未示出)側(cè)壁相接觸，從而實現(xiàn)了該負極與電池外殼的導(dǎo)通，因此可以使電池內(nèi)部電極反應(yīng)的均勻性提高，從而降低了電池內(nèi)阻及充電內(nèi)壓，提高了電池的循環(huán)壽命。
根據(jù)電池實際制作情況，基體4彎折部分的兩側(cè)長度可以不相等。
極片組中里層的負極可以具有L形結(jié)構(gòu)，其與電池外殼相接觸的一側(cè)為沒有涂覆活性物質(zhì)的基體，與正極片1相對應(yīng)形成電極對的部分為基體4兩側(cè)的涂覆負極活性物質(zhì)3。
將L形結(jié)構(gòu)負極6具有負極活性物質(zhì)3的一側(cè)置于極片組中里層的正極片1旁，而將基體4延伸部位從極片組底部繞過，極片基體4與電池外殼內(nèi)壁相鄰接，這樣的結(jié)構(gòu)可以使L形結(jié)構(gòu)負極6與電池外殼之間形成良好的導(dǎo)電性，因此可以使電池內(nèi)部電極反應(yīng)的均勻性提高，從而降低了電池內(nèi)阻及充電內(nèi)壓，提高了電池的循環(huán)壽命。
L形結(jié)構(gòu)的負極，其短邊與長邊的長度比例范圍是0～1，可以使極片在保證極片與電池外殼導(dǎo)電性的同時可以減小極片組的體積，節(jié)省空間。
L形結(jié)構(gòu)的負極可以采用以下方法制成將兩面涂有負極活性物質(zhì)3的負極片沿寬度方向從中間對折成U形，刮U形掉折彎部分和一側(cè)負極基體4的負極活性物質(zhì)，露出負極基體4，并將該側(cè)的負極基體4裁至設(shè)定長度，就得到L形結(jié)構(gòu)負極6，如圖5所示。
下面以方形鎳氫電池為例對本實用新型作進一步說明。
實施例正極的制作將氫氧化鎳、鎳粉、氧化亞鈷等按一定比例混合，并與CMC及水一起調(diào)成混合漿料，將漿料填充入發(fā)泡鎳中，經(jīng)烘干、輥壓、裁切成0.6～0.8mm厚，寬14.2mm，長25.5mm的正極片。然后將此正極片包封于改性聚丙烯隔膜袋內(nèi)。
負極的制作將AB5合金與鎳粉、CMC、PVA及水等按一定比例混合成漿料，涂覆于鍍鎳穿孔鋼帶上，烘干，裁切成條形極片，將此極片沿長度方面對折成U形，刮掉外側(cè)單邊附料，制成內(nèi)側(cè)厚為0.40～0.50mm，外側(cè)厚0.20～0.30mm，極片總長52mm，寬14.2mm的U形負極5，該負極可以置于極片組中與外層的正極的兩側(cè)。
刮掉上述負極一側(cè)兩邊的附料，露出鋼帶，并將其裁至12～15mm，使厚度0.40～0.50mm，極片總長37～40mm，寬14.2mm，附料一側(cè)極片長26mm，這樣就制成了L型結(jié)構(gòu)負極。
電池制作將四片包封于隔膜袋內(nèi)的正極、兩片U形結(jié)構(gòu)負極及一片L形結(jié)構(gòu)負極進行層疊形成極片組，該極片組的截面如圖6所示，將該極片組裝入一端開口的矩形鋼制外殼內(nèi)，經(jīng)注液、封口，制成標稱容量為550mAh的方形鎳氫電池。
比較例鎳正極的制作所用活性物質(zhì)漿料與實施例相同，但所制得的極片尺寸為0.8～1.0mm厚，寬14.2mm，長25.5mm的正極片。
貯氫合金負極的制作所用活性物質(zhì)漿料與實施例相同，極片為U形結(jié)構(gòu)5，內(nèi)側(cè)厚為0.50mm，外側(cè)厚0.20～0.30mm，極片總長52mm，寬14.2mm。
電池制作將三片包封于隔膜袋內(nèi)的正極、兩片U形結(jié)構(gòu)負極按圖1所示的方式層疊，組成極片組，裝入一端開口的矩形鋼制外殼內(nèi)，經(jīng)注液、封口，制成標稱容量為550mAh的方形鎳氫電池。
性能檢測放電內(nèi)阻將實施例與比較例電池以0.2C充電7小時，擱置15分鐘，再以0.5C放電至1.0V。記錄放電態(tài)電池內(nèi)阻。結(jié)果見表1。
表1
充電內(nèi)壓將實施例與比較例電池以1C充電120分鐘，記錄電池內(nèi)壓隨充電時間的變化，得到電池充電內(nèi)壓曲線。結(jié)果如圖8所示。
循環(huán)壽命將實施例與比較例電池以1C充電75分鐘，擱置15分鐘，再以1C放電至1.0V，擱置15分鐘。按以上充放電制度進行循環(huán)，記錄放電容量隨循環(huán)次數(shù)的變化，得到循環(huán)壽命圖，如圖9所示。
從表1可以看出，對于標稱容量相同的方形堿性二次電池，本實用新型的方形堿性二次電池具有較低的放電內(nèi)阻；從圖8可以看出，對于標稱容量相同的方形堿性二次電池，本實用新型的方形堿性二次電池具有較低的充電內(nèi)壓；從圖9可以看出，對于標稱容量相同的方形堿性二次電池，本實用新型的方形堿性二次電池具有較高的循環(huán)壽命。
本實用新型方形堿性二次電池極片組的結(jié)構(gòu)不限于實施例和附圖中所表達的情況，其它符合上述技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)也在保護之列。
因此，本實用新型方形堿性二次電池，內(nèi)部反應(yīng)均勻，具有較低的放電內(nèi)阻和充電內(nèi)壓，具有較高的循環(huán)壽命。
權(quán)利要求1.一種方形堿性二次電池，是將正極片、負極片通過隔膜隔開并交替層疊起來構(gòu)成的極片組裝入電池外殼中，經(jīng)注入電解液、封口而制成，其中，所述的正極片是通過其設(shè)有的正極導(dǎo)電端子與電池正極端相連接而引出電流的，外層的負極片是通過與電池外殼相接觸而引出電流的，其特征在于所述的極片組中里層的負極與電池外殼的導(dǎo)通是通過負極中設(shè)有的基體延伸部位經(jīng)彎折后與電池外殼側(cè)壁相接觸而實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方形堿性二次電池，其特征在于所述的極片組中里層的負極，其彎折部分的兩側(cè)長度可以不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方形堿性二次電池，其特征在于所述的里層的負極具有L形結(jié)構(gòu)，其與電池外殼相接觸的一側(cè)為沒有涂覆活性物質(zhì)的基體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的方形堿性二次電池，其特征在于所述的L形結(jié)構(gòu)的負極，其與電池外殼相接觸的一側(cè)和遠離電池外殼的一側(cè)的長度比例范圍是0～1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方形堿性二次電池，其特征在于所述的負極為貯氫合金電極。
專利摘要一種方形堿性二次電池，是將正極片、負極片通過隔膜隔開并交替層疊起來構(gòu)成的極片組裝入電池外殼中，經(jīng)注入電解液、封口而制成，其中，所述的正極片是通過其設(shè)有的正極導(dǎo)電端子與電池正極端相連接而引出電流的，外層的負極片是通過與電池外殼相接觸而引出電流的，所述的極片組中里層的負極與電池外殼的導(dǎo)通是通過負極中設(shè)有的基體延伸部位經(jīng)彎折后與電池外殼側(cè)壁相接觸而實現(xiàn)的。本實用新型方形堿性二次電池，內(nèi)部電極反應(yīng)均勻，具有較低的放電內(nèi)阻和充電內(nèi)壓，具有較高的循環(huán)壽命。
文檔編號H01M10/24GK2672883SQ20032012534
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者李維, 顏海鵬 申請人:比亞迪股份有限公司