CN101471429A - 一种镍锌二次电池外壳以及镍锌电池 - Google Patents
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Abstract
一种镍锌二次电池外壳以及镍锌电池，属于二次电池技术领域。电池外壳为金属制成的容器，电池电芯及电解液置于该容器中，该容器的内表面有用于提高锌负极稳定性的金属层。金属层是通过电镀的方式附着于金属容器内表面的，镀层厚度为1μm～10μm。本发明使用镀有提高锌负极稳定性的金属层的金属壳作为电池外壳，能够有效克服金属壳中的元素对镍锌电池负极中Zn的不良影响，提高镍锌电池的放电能力。
Description
技术领域
本发明涉及镍锌二次电池技术领域。
背景技术
随着各种电动设备朝着小型化、便携化的方向发展，电池得到了越来越广泛的应用。电池可以分为一次电池和二次电池，一次电池放完电以后无法再充电，只能废弃。二次电池又称为可充电电池，在放完电以后，可以再进行充电，循环使用。所以，在电动工具、电动玩具等设备中，普遍采用二次电池。
镍镉电池是传统上使用得较多的一种二次电池，但镍镉电池因为负极中使用了有毒物质镉，已经有越来越多的国家对镍镉电池的使用进行限制。解决之道就是要寻找镍镉电池的替代品。镍氢电池是其中的一种，但镍氢电池的成本较高。近来，镍锌电池越来越受到人们的重视，镍锌电池具有重量轻、功率大、相对成本较低的优点，并且，镍锌电池中的负极使用锌，代替了以往使用的镉，锌是无毒的，对环境友好。同时，生产镍锌电池可以在很大程度上使用镍镉电池的生产设备，降低生产投入成本。
镍锌电池由电芯、电解液以及电池外壳组成，电芯由正极片、负极片以及绝缘隔膜层叠卷绕而成，将电芯置于电池外壳中，注入电解液，封口后即制成电池。在现行的技术方案中，圆柱形镍锌电池的外壳多采用钢壳，与制造镍镉、镍氢电池使用的电池外壳类似。但是，由于钢壳中包含的主要金属元素为Fe或Ni，在Fe或Ni的环境下，锌负极容易析氢而发生溶解，导致放电能力不能充分发挥出来。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术中使用钢壳作为镍锌电池外壳的不足之处，提供一种新型镍锌电池的外壳以及使用这种外壳制造的镍锌电池。
本发明的技术解决方案是：一种镍锌二次电池外壳，为钢或镀镍钢制成的用来容纳电池正负极及电解液的容器，容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层。用于提高锌负极稳定性的金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的一种或一种以上金属合金制成，金属层的厚度为1μm～10μm，金属层是通过电镀的方式附着于金属容器内表面的。
一种镍锌二次电池，由电芯、电解液、金属容器构成，电芯与电解液置于由钢或镀镍钢制成的金属容器中，金属容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层，金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的一种或一种以上金属合金制成。
本发明与现有技术相比的有益效果是：使用镀有铟层或锡层或铜层的金属壳作为电池外壳，能够有效克服金属壳中的铁、镍对镍锌电池负极的不良影响，提高镍锌电池的放电能力。
附图说明
图1为本发明的镍锌二次电池外壳示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行举例说明。
如图1所示，1为镍锌二次电池外壳。外壳主要有两个方面作用，一个作用是作为容器，用来容纳由正负极构成的电芯以及电解液，所以，外壳需要具有一定的强度，不能易于破裂；另一个方面的作用是用来导电，在放电的过程中，负极极片在电化学反应过程中产生的大量电子，需要引出电池之外，电池外壳最适宜收集电子、作为负极来使用。当然，在某些特殊类型的电池中，也有使用塑料等材料的，如软包装电池等。但在最常用的圆柱型电池中，电池的外壳均选用金属材料，主要为钢壳，或者为镀镍钢壳。
钢壳的主要元素为Fe，在钢壳镀镍的情况下，还含有金属Ni，在电解液环境中，Zn的化学性质较活泼，锌负极容易溶解，并析出氢气，而Fe以及Ni的极化电位也较低，所以在这种情况下锌负极的稳定性较低，放电能力减弱。
为了克服这种不良影响，本发明采取在电池外壳的内表面镀上一层薄金属层，如图一所示，2即为内表面镀上的金属层。效果最好的金属镀层为镀铟，镀锡也有较好的效果，还可以镀铜。虽然镀铟的效果最好，但铟的价值较高，会大大增加成本；从电镀的实际操作来看，镀铜是比镀锡更为易于操作的一种方式，所以本发明最为优选的方案是在钢壳上镀铜，当然，这并不排除镀铟、镀锡以及镀其他金属的技术方案，以及在其他金属制的电池外壳的内表面镀上述种类金属的技术方案。
在钢壳的内表面镀铜可以采用电镀的技术，考虑到简化电镀工作过程，可以在电镀钢壳内表面的同时，也镀上钢壳的外表面，这是有益而无害的，这会比仅仅镀内表面要增加约一倍的铜的使用量，但可以大大简化电镀的工序，而且在成本方面是完全可以接受的。
电镀的金属层的厚度在1μm～10μm之间均可，可以按照具体情况来选择，例如，对AA型号的电池，电镀金属铜的厚度在8μm，即可起到良好效果。
在具体实验中可以明显看出，使用镀有铜等金属层的电池外壳，可以大大改善镍锌电池的放电性能。
Claims (10)
1.一种镍锌二次电池外壳，其特征在于：为一金属材料制成的用来容纳电池正负极及电解液的容器，容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层。
2.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的金属材料制成的容器，其金属材料为钢、或为镀镍钢。
3.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层为铟层。
4.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层为锡层。
5.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层为铜层。
6.根据权利要求1所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的任意两种或两种以上金属的合金。
7.根据权利要求1、3、4、5、6所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层的厚度为1μm～10μm。
8.根据权利要求1、3、4、5、6所述的镍锌二次电池外壳，其特征在于：所述的用于提高锌负极稳定性的金属层是通过电镀的方式附着于金属容器内表面的。
9.一种镍锌二次电池，其特征在于：由电芯、电解液、金属容器构成，电芯与电解液置于金属容器中，金属容器的内表面有一用于提高锌负极稳定性的金属层。
10.根据权利要求9所述的镍锌二次电池，其特征在于：所述的金属容器由钢或镀镍钢制成，用于提高锌负极稳定性的金属层为金属铟、金属锡、金属铜中的一种或一种以上金属合金制成。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110945679A (zh) * | 2018-03-02 | 2020-03-31 | 株式会社Lg化学 | 包括被构造成阻挡焊接激光束的结构的圆柱形二次电池及包括该圆柱形二次电池的电池组 |
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2007
- 2007-12-26 CN CNA2007103050483A patent/CN101471429A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN110945679B (zh) * | 2018-03-02 | 2022-06-24 | 株式会社Lg化学 | 包括被构造成阻挡焊接激光束的结构的圆柱形二次电池及包括该圆柱形二次电池的电池组 |
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