一种高容量镍氢电池及其制作工艺

摘要

一种高容量镍氢电池，包括壳体、盖帽，壳体内部设有由负极、隔膜、正极组成的极组，盖帽上连接有压簧，极组和盖帽之间通过压簧连接；正极的正极活性材料采用覆钴加锌球镍和加锌球镍的混合物，覆钴加锌球镍与加锌球镍的比例为1：8-12；负极的负极活性材料采用吸氢平台低的内加12%-18%钴含量的合金粉，从而提高合金粉的克容量，降低电池内压。正极集流方式通过用压簧挤压正极上边的未填充正极活性材料的泡沫镍边来实现。此种方式不需要焊接集流盘，很大程度的提高电池装配效率；同时由于压簧所占空间小，电池极片的高度增加，提高了活性物质的填充量，从而提高电池容量以及降低电池内压。

权利要求

1.一种高容量镍氢电池，包括壳体（1）、盖帽（2），壳体（1）内部设有由负极（3）、隔膜（4）、正极（5）组成的极组（6），其特征在于：所述盖帽（2）上连接有压簧（7），所述极组（6）和盖帽（2）之间通过压簧（7）连接；所述正极（5）的正极活性材料采用覆钴加锌球镍和加锌球镍的混合物，覆钴加锌球镍与加锌球镍的比例为1∶8～1∶12；所述负极（3）的负极活性材料采用吸氢平台低的内加12%-18%钴含量的合金粉。

2.根据权利要求1所述的高容量镍氢电池，其特征在于：所述正极（5）采用连续发泡镍做基体，正极（5）上边留有1mm-2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）。

3.根据权利要求2所述的高容量镍氢电池，其特征在于：所述未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）在极组（6）的上端。

4.根据权利要求3所述的高容量镍氢电池，其特征在于：所述压簧（7）厚度为

0.1mm-0.3mm,压簧（7）的簧片（12）焊接在盖帽（2）上；压簧（7）的导头（13）挤压在未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）上。

5.根据权利要求4所述的高容量镍氢电池，其特征在于：所述导头（13）的外侧与未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）挤压接触。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的高容量镍氢电池，其特征在于：所述合金粉包括北京宏福源科技有限公司的6H-30-1合金粉或6T-30-1合金粉，厦门钨业股份有限公司的ML-12-1合金粉或ML-02-1合金粉，内蒙古稀奥科储氢合金有限公司的T2A-180-1合金粉。

7.一种制作权利要求1所述的高容量镍氢电池的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）采用湿法工艺将负极活性材料填充在负极（3）基体上，采用干法工艺将正极活性材料填充在正极（5）的基体上，所述正极（5）的基体为连续泡沫镍，在正极（5）上边留有

1mm-2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）；

2）将负极（3）、隔膜（4）、正极（5）卷绕形成极组（6），所述未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）在极组（6）的上端；

3）将卷绕后的负极（3）最外圈以及与壳体（1）接触部分的负极活性材料刮除；

4）将极组（6）装入壳体（1）内，极组（6）松卷后负极（3）的负极活性材料刮除部分与壳体（1）接触；

5）注入电解液后，在极组（6）上端的未填充正极活性材料的泡沫镍边（8）上挤压一个焊接有盖帽（2）的压簧（7）；

6）将密封圈（14）挤压在盖帽（2）和壳体（1）之间使壳体（1）密封，并使盖帽（2）固定。

8.根据权利要求7所述的制作工艺，其特征在于：所述隔膜（4）采用经过接枝技术和磺化技术处理的隔膜（4）。

9.根据权利要求7所述的制作工艺，其特征在于：所述极组（6）卷绕时采用的卷绕工具为用S690淬火回火高强度铬钢制作的极细卷绕针（9），所述卷绕针（9）的直径Φ为

1.0-2.0mm。

说明书

一种高容量镍氢电池及其制作工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种镍氢电池，尤其涉及一种高容量镍氢电池及其制作工艺。

背景技术

[0002] 随着社会现代化水平的提高，和环保要求的提高，镍氢电池得到了越来越广泛的应用，镍氢电池由于具有可充电、环保等特性而被广泛使用，随着镍氢电池广泛用于无绳电话、相机等民用工具，对镍氢电池容量的要求越来越高，常规镍氢充电电池常常因为容量低而不能够达到用户对电池使用时间的要求。常规镍氢充电电池在装配时由于要焊接正极集流盘而导致生产效率低而不能满足市场的需要。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高容量镍氢充电电池，以解决常规镍氢充电电池容量低的问题，同时解决常规镍氢充电电池因要焊接正极集流盘而导致装配效率低的问题。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种高容量镍氢电池，包括壳体、盖帽，壳体内部设有由负极、隔膜、正极组成的极组，所述盖帽上连接有压簧，所述极组和盖帽之间通过压簧连接；所述正极的正极活性材料采用覆钴加锌球镍和加锌球镍的混合物，覆钴加锌球镍与加锌球镍的比例为1∶8-12；所述负极的负极活性材料采用吸氢平台低的内加12%-18%钴含量的合金粉，从而提高合金粉的克容量，降低电池内压。

[0005] 上述的高容量镍氢电池，优选的，所述正极采用连续发泡镍做基体，所述正极上边留有1mm-2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边。

[0006] 上述的高容量镍氢电池，优选的，上述的所述未填充正极活性材料的泡沫镍边在极组的上端。

[0007] 上述的高容量镍氢电池，优选的，所述压簧厚度为0.1mm-0.3mm,压簧的簧片焊接在盖帽上，压簧的导头挤压在未填充正极活性材料的泡沫镍边上；压簧的导头外侧与未填充正极活性材料的泡沫镍边挤压接触。正极集流方式通过压簧挤压正极上边的未填充正极活性材料的泡沫镍边来实现。此种方式不需要焊接集流盘，很大程度的提高电池装配效率；同时由于压簧所占空间小，电池极片的高度增加，提高了活性物质的填充量，从而提高电池容量以及降低电池内压。

[0008] 上述的高容量镍氢电池，优选的，所述合金粉包括北京宏福源科技有限公司的6H-30-1合金粉或6T-30-1合金粉，厦门钨业股份有限公司的ML-12-1合金粉或ML-02-1合金粉，内蒙古稀奥科储氢合金有限公司的T2A-180-1合金粉。

[0009] 上述的高容量镍氢电池的制作工艺，包括以下步骤：1）采用湿法工艺将负极活性材料填充在负极基体上，采用干法工艺将正极活性材料填充在正极的基体上，所述正极的基体为连续泡沫镍，在正极上边留有1mm-2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边；
2）将负极、隔膜、正极卷绕形成极组，所述未填充正极活性材料的泡沫镍边在极组的上端；
3）将卷绕后的负极最外圈以及与壳体接触部分的负极活性材料刮除；
4）将极组装入壳体内，极组松卷后负极的负极活性材料刮除部分与壳体接触；
5）注入电解液后，在极组上端的未填充正极活性材料的泡沫镍边上挤压一个焊接有盖帽的压簧；
6）将密封圈挤压在盖帽和壳体之间使壳体密封，并使盖帽固定。

[0010] 上述的高容量镍氢电池，优选的，所述隔膜采用经过接枝技术和磺化技术处理的隔膜。

[0011] 上述的高容量镍氢电池，优选的，所述极组卷绕时采用的卷绕工具为用S690淬火回火高强度钢制作的极细卷绕针，所述卷绕针的直径Φ为1.0-2.0mm。卷绕时两端夹具将卷绕针固定，这样在卷绕时可保证在较高的卷绕压力下不会扭曲或折断，可将电池极组的有效松紧度（除卷绕针外）提高到97%以上，而正常情况下电池极组的有效松紧度只能做到90%-95%。

[0012] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的高容量镍氢充电电池，不需要焊接集流盘，可很大程度的提高电池装配效率；同时由于采用的压簧所占空间小，电池极片的高度增加，提高了活性物质的填充量，从而提高电池容量以及降低电池内压。本发明提供的电池制作工艺，通过尾部刮浆的方法，刮除的辅料可以及时回收利用，刮除部分辅料所占空间又得到了利用，提高了活性物质的利用率和极组的有效松紧度。

附图说明

[0013] 图1为正极结构示意图。

[0014] 图2为电池结构示意图。

[0015] 图3为压簧俯视图。

[0016] 图4为压簧在电池中的局部放大图。

[0017] 图5为本发明中卷绕针正视图。

[0018] 图6为本发明中卷绕针侧视图。

[0019] 图例说明1、壳体；2、盖帽；3、负极；4、隔膜；5、正极；6、极组；7、压簧；8、未填充正极活性材料的泡沫镍边；9、卷绕针；10、压簧中心孔；11、凸起；12、簧片；13、导头；14、密封圈。

具体实施方式

[0020] 为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

[0021] 需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

[0022] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

[0023] 实施例1如图1-图4 所示，一 种50AAJ2500镍氢 电池，属 于高容 量电池，电池 的
装配有一定的难度，为了尽量降低电池的内压，提高活性物质的克容量和填
充量，从而尽可能提高电池的容量，电池的极片必须有足够的高度，因此采取了比较特别的设计，正极5的基体采用连续发泡镍做基体材料，面密度为320 ，正极5上边留有1mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边8；未填充正极活性材料的泡沫镍边8在极组6的上端。正极活性材料氢氧化亚镍采用覆钴加锌球镍与加锌球镍以
1：12比例混合；负极活性材料采用钴含量为16%的吸氢平台低的合金粉，如厦门钨业股份有限公司型号为ML12-1的合金粉，从而提高电池的容量。合金粉还可采用北京宏福源科技有限公司的6T-30-1，厦门钨业股份有限公司的ML-02-1，内蒙古稀奥科储氢合金有限公司的T2A-180-1。

[0024] 本实施例中，50AAJ2500镍氢电池制作工艺，包括以下步骤：1）采用湿法工艺将负极活性材料填充在负极3基体上，采用干法工艺将正极活性材料填充在正极5的基体上，正极5的基体为连续泡沫镍，在正极5上边留有1mm-2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边8；2）将负极3、隔膜4、正极5卷绕形成极组6，未填充正极活性材料的泡沫镍边8在极组
6的上端；
3）将卷绕后的负极3最外圈以及与壳体1接触部分的负极活性材料刮除；
4）将极组6装入壳体1内，极组6松卷后负极3的负极活性材料刮除部分与壳体1接触；
5）注入电解液后，在极组6上端的未填充正极活性材料的泡沫镍边8上挤压一个焊接有盖帽2的压簧7，并将壳体1密封；
6）将密封圈14挤压在盖帽2和壳体1之间使壳体1密封，并使得盖帽2固定。

[0025] 采用本工艺可以减少负极3与壳体1之间的电阻而减小了电池内压；在负极3上刮下来的负极活性材料可以重新利用，并且刮除的浆料所占空间又得到了利用，提高了正负极活性物质的利用率和极组6有效松紧度。

[0026] 本实施例中，隔膜4采用经过接枝技术和磺化技术处理的隔膜，如型号为FV4365M的隔膜4，正负极容量比为1：1.5，从而提高电池的充放电效率。

[0027] 本实施例中，如图5和图6所示，极组6卷绕时采用经过S690淬火回火高强度钢制作的极细卷绕针9进行卷绕，卷绕针9的直径Φ为1mm，由两个半针合并而成；卷绕时卷绕针9两端的夹具固定，这样在卷绕时可以保证在较高的卷绕压力下卷绕针9不会被扭曲或折断，将极组6有效松紧度提到了97%，而在传统的情况下极组6的有效松紧度只能做到90%-95%。电池装配时将盖帽2焊接在压簧7的簧片12上，压簧7厚度为0.1mm，焊接方式为常规单针电阻焊焊接；方法为先用左手将压簧7中间的凸起11贴近盖帽2底部中间，压簧中心孔10对准盖帽2的防爆孔，右手轻轻压实压簧7使之贴紧盖帽2，然后以压簧中心孔10为圆心，均匀点焊4-6点。将卷绕后的极组6装入壳体1，注入电解液、封口，封口后压簧7的导头13的外侧与正极5上端面的未填充正极活性材料的泡沫镍边8挤压接触实现正极集流，这样就增加了正极的有效宽度，利用了上部有效空间，安装也非常方便。用此工艺制作的制作出50AAJ2500mAH电池其放电效率如附表1所示，附表1中电池号1、2、3为KH-AAJ2500型常规镍氢电池检测结果，电池号4、5、6为本发明50AAJ2500型镍氢电池的检测结果。由附表1可得出本工艺制作的电池其容量有较大提高。

[0028] 实施例2如图1-图4所示，一种44AAAJ1000高容量镍氢电池，正极5的基体采用连续发泡镍做基体材料，面密度为320 ，正极活性材料采用加锌覆钴球镍与加锌球镍比例为1：8的氢氧化亚镍，正极上边留有一条2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边8；负极3的负极活性材料采用钴含量为16%的吸氢平台低的合金粉，如北京宏福源科技有限公司型号为
6H-30-1的合金粉，从而提高电池的容量。

[0029] 本实施例中，44AAAJ1000高容量镍氢充电电池的制作工艺，包括以下步骤：1）采用湿法工艺将负极活性材料填充在负极3基体上，采用干法工艺将正极活性材料填充在正极5的基体上，所述正极5的基体为连续泡沫镍，在正极5上边留有2mm宽的未填充正极活性材料的泡沫镍边8；2）将负极3、隔膜4、正极5卷绕形成极组6，未填充正极活性材料的泡沫镍边8在极组
6的上端；
3）将卷绕后的负极3最外圈以及与壳体1接触部分的负极活性材料刮除；
4）将极组6装入壳体1内，极组6松卷后负极3的负极活性材料刮除部分与壳体1接触；
5）注入电解液后，在极组6上端的未填充正极活性材料的泡沫镍边8上挤压一个焊接有盖帽2的压簧7，并将壳体1密封；
6）将密封圈14挤压在盖帽2和壳体1之间使壳体1密封，并使得盖帽2固定。

[0030] 采用本工艺可以减少负极3与壳体1之间的电阻而减小了电池内压；在负极3上刮下来的负极活性材料可以重新利用，并且刮除的浆料所占空间又得到了利用，提高了正负极活性物质的利用率和极组6有效松紧度。

[0031] 本实施例中，隔膜4采用经过接枝技术和磺化技术处理的隔膜，隔膜4的型号为SCIMAT700/78，从而提高电池的充放电效率。

[0032] 如图5和图6所示，本实施例中，极组6卷绕时采用经过S690淬火回火高强度钢制作的极细卷绕针9进行卷绕，卷绕针9的直径Φ为2mm，由两个半针合并而成，卷绕时卷绕针9两端的夹具固定，这样在卷绕时可以保证在较高的卷绕压力下卷绕针9不会被扭曲或折断，将极组6有效松紧度提到了98%，而在传统的情况下极组6的有效松紧度只能做到90%-95%。电池装配时先将盖帽2焊接在压簧7的簧片12上，压簧7厚度为0.3mm，焊接方式为常规单针电阻焊焊接；方法为先用左手将压簧7中间的凸起11贴近盖帽2底部中间，压簧中心孔10对准盖帽2的防爆孔，右手轻轻压实压簧7使之贴紧盖帽2，然后以压簧中心孔10为圆心，均匀点焊4-6点。将卷绕后的极组6装入壳体1，注入电解液、封口，封口后压簧7的导头13与正极5上端面挤压接触实现正极集流，这样就增加了正极的有效宽度，利用了上部有效空间，安装也非常方便。用此工艺制作的44AAAJ1000高容量镍氢充电电池，其放电效率如附表2所示，附表2中电池号1、2、3为KH-43AAAJ1000型常规镍氢电池的检测结果，电池号4、5、6为本发明44AAAJ1000型高容量镍氢电池的检测结果。由附表2可得出本工艺制作的电池其容量有较大提高。

[0033] 表1：为KH-AAJ2500常规镍氢电池和本发明50AAJ2500型镍氢电池的检测结果表。

[0034] 表2：为KH-43AAAJ1000型常规镍氢电池和本发明44AAAJ1000型高容量镍氢电池的检测结果表。