CN101820077B - 一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其步骤是：第一步，将无机非导体材料粉末与粘接剂按照100∶1～5的质量比混合，球磨10～180分钟混合均匀；第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下活塞的方形模具中，振实、预压；第三步，在0.5～3.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度，保持10～180秒，得到方形电池专用支撑体。无机非导体材料质方形体包括硅酸盐、或氧化铝或轻质陶瓷粉。粘结剂为环氧树脂、或有机硅胶粘剂。金属网为镀镍钢网或不锈钢网。方法易行，操作简便，有效地降低了生产的卷绕式方形电池的电芯松动、活性物质脱落、短路的问题，提高了电池抗压、抗震性能，延长了电池使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造领域，具体是一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，可用于制造各种类型的一次、二次卷绕式方形电池。
背景技术
目前，现有工业所生产的卷绕式方形电池电芯的制造，一般都是从上到下或者从内到外按照正极、隔膜、负极的顺序卷绕而成的。而且在电芯卷绕后电芯的中心会留有一定大小的方形空隙，以方便注入电解液，便使得电解液能在注入后能及时润湿整个电芯。然而，这样制造的电池会带来一系列的问题。第一，电芯卷绕必然较为松动，正负极之间接触不够紧密，导致电池内阻增加，使得电池的电流效率降低；第二，由于电极材料在润湿后会发生一定的膨胀、活性物质会发生脱落，直接降低电池的容量；第三，由于电极的膨胀、活性物质的脱落也可能造成电池内部的微短路或者直接短路，而使得电池使用寿命迅速缩短；第四，电池在运输、使用过程中都可能由于震动、颠簸而加剧电芯的松动、内阻增加、活性物质的脱落、短路抗压强度低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是在于提供了一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，方法易行，操作简便，这种卷绕式方形电池支撑体的应用，在不影响电池注液、电芯的有效润湿的前提下，能够有效地降低于生产的卷绕式方形电池的电芯松动、活性物质脱落、短路等的问题，从而使得现有技术生产的电池所存在的问题得到较好的解决，提高电池抗压、抗震性能，而且使得所生产的电池能在较强烈震动、颠簸的环境下保持良好的工作状态，从而延长电池使用寿命。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，所述的卷绕式方形电池专用支撑体主要包括无机非导体材料质方形体、长方形金属网等两个部分构成。
进一步，本发明包括如下内容：
所述的一种卷绕式方形电池专用支撑体，其特征在于，所述的电池壳由两个部分：无机非导体材料质与粘结剂混合压制成的方形体、长方形金属网构成。
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其制造步骤如下：
第一步，将无机非导体材料粉末与粘接剂按照100∶1～5的质量比混合，球磨10～180分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下活塞的方形模具中，振实、预压；
第三步，在0.5～3.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号方形电池而定，支撑体尺寸2×10×30mm～10×100×500mm)，保持10～180秒，即得到方形电池专用支撑体。
所述的一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其特征在于：所述的无机非导体材料粉末方形体包括硅酸盐、或氧化铝或轻质陶瓷粉中的一种、或两种、或三种的任意混合物。
所述的一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其特征在于：所述的粘结剂为环氧树脂、或有机硅胶粘剂中的一种或两种的任意混合物。
所述的一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其特征在于：所述的金属网为镀镍钢网或不锈钢网。
采用本发明的技术方案，可以取得如下明显的效果：用本发明技术方案专用支撑体所生产卷绕式方形电池，由于采用了绝缘性能良好、有一定强度的无机非导体材料以及能与电池盖焊接的金属网构成的支撑体，从而有效地解决现有卷绕式方形电池电芯松动、正负极接触不紧密、微短路、短路、内阻大、寿命短以及强烈震动等条件下不能较好地正常工作、或失效等一系列问题。
采用上述技术方案的发明的支撑体所制造的卷绕式方形电池能够在较剧烈震动的环境下正常工作，并能够有效地使得正负极片接触紧密而降低电池的内阻、降低电极活性物质脱落，提高活性物质利用率，降低微短路或短路的可能性，提高电池抗压强度性能；使用本发明技术制造的支撑体所生产的卷绕式方形镍氢电池放电比容量提高27％以上，电池的循环使用寿命提高26％以上。
本发明适用于各种类型、各种型号的卷绕式方形电池。
附图说明
图1为一种卷绕式方形电池专用支撑体模具压制示意图；
图2为一种卷绕式方形电池专用支撑体结构示意图；
图3为一种卷绕式方形电池专用支撑体透视示意图及尺寸；
图4为应用卷绕式方形电池专用无机非导体材料质支撑体的卷绕式方形电池的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，按照如下方法、步骤制造而成：
第一步，将等质量比混合的硅酸盐、氧化铝及轻质陶瓷粉粉末的无机粉混合物与等比例混合的环氧树脂及有机硅粘接剂混物，按照100∶1的质量比混合，球磨10分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下双活塞的方形模具中(图1)，振实、预压；
第三步，在0.5MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号电池而定)，保持10秒，即得到方形电池专用支撑体(图2、图3)。
用本实施例的方形电池专用支撑体制造卷绕式方形镍氢试验电池(图4)，在0.5C倍率充放电条件下实验测定的放电比容量为215mAh/g，循环寿命(本发明以电池放电容量低于设计容量60％时的充放电循环次数为参考标准，以下采用同样的参考标准)360次；不使用支撑体的方形镍氢试验电池的放电比容量及循环寿命分别为165mAh/g、280次；应用本发明的卷绕式方形电池支撑体所制造的镍氢电池的放电比容量及循环寿命，比不用支撑体的同型号镍氢电池的放电比容量及循环寿命，分别提高30.3％和30.7％。
实施例2：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，按照如下方法、步骤制造而成：
第一步，将硅酸盐与环氧树脂粘接剂按照100∶5的质量比混合，球磨180分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下双活塞的方形模具中(图1)，振实、预压；
第三步，在1.5MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号电池而定)，保持180秒，即得到方形电池专用支撑体(图2、图3)。
用本实施例的方形电池专用支撑体制造卷绕式方形镍氢试验电池，在0.5C倍率充放电条件下实验测定的放电比容量为228mAh/g，循环寿命388次；不使用支撑体的方形镍氢试验电池的放电比容量及循环寿命分别为176mAh/g、290次；应用本发明的卷绕式方形电池支撑体所制造的镍氢电池的放电比容量及循环寿命，比不用支撑体的同型号镍氢电池的放电比容量及循环寿命，分别提高29.5％和33.8％。
实施例3：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，按照如下方法、步骤制造而成：
第一步，将轻质陶瓷粉与有机硅粘接剂按照100∶2的质量比混合，球磨30分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下双活塞的方形模具中(图1)，振实、预压；
第三步，在1.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号电池而定)，保持120秒，即得到方形电池专用支撑体(图2、图3)。
用本实施例的方形电池专用支撑体制造卷绕式方形镍氢试验电池(图4)，在0.5C倍率充放电条件下实验测定的放电比容量为242mAh/g，循环寿命425次；不使用支撑体的方形镍氢试验电池的放电比容量及循环寿命分别为 177mAh/g、3290次；应用本发明的卷绕式方形电池支撑体所制造的镍氢电池的放电比容量及循环寿命，比不用支撑体的同型号镍氢电池的放电比容量及循环寿命，分别提高36.7％和32.8％。
实施例4：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，按照如下方法、步骤制造而成：
第一步，将等质量比混合的硅酸盐及氧化铝与有机硅粘接剂按照100∶3的质量比混合，球磨60分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下双活塞的方形模具中(图1)，振实、预压；
第三步，在2.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号电池而定)，保持100秒，即得到方形电池专用支撑体(图2、图3)。
用本实施例的方形电池专用支撑体制造卷绕式方形镍氢试验电池(图4)，在0.5C倍率充放电条件下实验测定的放电比容量为209mAh/g，循环寿命405次；不使用支撑体的方形镍氢试验电池的放电比容量及循环寿命分别为161mAh/g、289次；应用本发明的卷绕式方形电池支撑体所制造的镍氢电池的放电比容量及循环寿命，比不用支撑体的同型号镍氢电池的放电比容量及循环寿命，分别提高29.8％和40.1％。
实施例5：
一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，按照如下方法、步骤制造而成：
第一步，将等质量比混合的硅酸盐及轻质陶瓷粉与有机硅粘接剂按照100∶4的质量比混合，球磨30分钟混合均匀；
第二步，将上述混合均匀的混合料置于中心放置有长方形金属网的、有上下双活塞的方形模具中(图1)，振实、预压；
第三步，在1.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度(依据应用与不同型号电池而定)，保持60秒，即得到方形电池专用支撑体(图 2、图3)。
用本实施例的方形电池专用支撑体制造卷绕式方形镍氢试验电池(图4)，在0.5C倍率充放电条件下实验测定的放电比容量为236mAh/g，循环寿命392次；不使用支撑体的方形镍氢试验电池的放电比容量及循环寿命分别为185mAh/g、310次；应用本发明的卷绕式方形电池支撑体所制造的镍氢电池的放电比容量及循环寿命，比不用支撑体的同型号镍氢电池的放电比容量及循环寿命，分别提高27.5％和26.4％。
然而，以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的范围，所有运用本发明说明书内容所进行的等效变化，均同样包含在本发明的范围内。
表1应用和不用本发明技术所制造支撑体的镍氢电池的性能对比
Claims (1)
1.一种卷绕式方形电池专用支撑体的制造方法，其步骤是：
A、将无机非导体材料粉末与粘结 剂按照100∶1～5的质量比混合，球磨10～180分钟混合均匀；
B、将上述混合均匀的混合料置于长方形金属网的有上下活塞的方形模具中，振实、预压；
C、在0.5～3.0MPa/cm2的压力条件下，将模具的上活塞下压至预定的高度，保持10～180秒，即得到方形电池专用支撑体；
所述的无机非导体材料粉末包括硅酸盐、或氧化铝或轻质陶瓷粉中的一种、或两种、或三种的任意混合物；
所述的粘结剂为环氧树脂、或有机硅胶粘剂中的一种或两种的任意混合物；
所述的金属网为镀镍钢网或不锈钢网。
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