CN102064358A - 二次电池及其制作方法 - Google Patents

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彭东方
王丽丽
刘新华
余登涛
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种二次电池，包括电池壳和安置于电池壳中的电芯，所述电芯包括卷绕好的正极片、负极片和隔离所述正极片和所述负极片的隔膜，所述二次电池还包括在所述电芯中央卷绕孔处添加的亲水性物质。本发明还公开了一种二次电池的制作方法，包括卷绕电芯和将电芯装入电池壳，以及在电池封口之前在电芯中央卷绕孔处添加亲水性物质。本发明大大提高了二次电池的电芯保液性能和循环寿命。

Description

二次电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及二次电池，具体是一种二次电池及其制作方法。 
背景技术
作为电子信息领域迫切需求的小型移动电源，电子行业的发展对其循环寿命的要求越来越高，需要制作循环寿命更长的电池来满足电子行业的发展，这就要求电池内部正负极材料和隔膜纸具有更好的保液性，以提高电解液利用率，进而提高电池的循环寿命。
以镍氢电池为例，在测试其循环寿命时，随着实际的循环使用，电池内部的正负电极片的膨胀会越来越严重，导致隔膜纸内部的电解液会挤压出来而扩散到正负电极中，隔膜纸内部电解液很快被消耗掉，导致电池内阻急剧上升，最终导致电池寿命较快终止。 
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有的电池保液能力不足的缺点，提供一种保液性好的二次电池及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种二次电池，包括电池壳和安置于电池壳中的电芯，所述电芯包括卷绕好的正极片、负极片和隔离所述正极片和所述负极片的隔膜，所述二次电池还包括在所述电芯中央卷绕孔处添加的亲水性物质。
优选地,所述亲水性物质的保液能力大于100%。
优选地,所述亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。
优选地,所述亲水性物质的添加量以所述卷绕孔的容纳空间为限。
一种二次电池的制作方法，包括卷绕电芯和将电芯装入电池壳，以及在电池封口之前在电芯中央卷绕孔处添加亲水性物质。
优选地,所述亲水性物质的保液能力大于100%。
优选地,所述亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。
优选地,所述亲水性物质的添加量以所述卷绕孔的容纳空间为限。 
本发明有益的技术效果是：
根据本发明，将保液性能好的亲水性物质添加在电池内部，亲水性物质可与电芯的正、负极片尤其是可与隔膜相接触，以提高电芯的保液能力，在充放电循环过程中，可有效保持正、负极和隔膜中的电解液，进而大幅度延长电池循环寿命。尤其是在亲水性物质与隔膜相接触的情形，可提高隔膜的保液能力，在电池循环使用过程中，随着隔膜内的电解液被挤压消耗，该亲水性物质能够及时补充电解液到隔膜中，从而确保隔膜中保持适量的电解液。
通过添加亲水性物质，保持了电解液，可以有效减缓电池容量的衰减，同时降低电池容量循环后期的内阻，使电池的寿命得以延长。例如，与传统方法镍氢电池的循环寿命相比，本发明方法能够提高镍氢电池的循环寿命达30%以上。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的二次电池的剖面图；
图2为根据本发明一个实施例的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。
请参考图1，在一种实施例中，二次电池包括电池壳6和安置于电池壳6中的电芯，电芯包括卷绕好的正极片3、负极片1和隔离正极片3和负极片1的隔膜2，在电芯中央卷绕孔4处添加有亲水性物质5。 
优选地,亲水性物质的保液能力大于100%。
优选地,亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。如本领域技术人员所能理解，上述材料仅是示例性的，显然也可以采用保液能力较强的其它类型的亲水性物质，如晴纶、涤纶等纤维性物质。
优选地,亲水性物质的添加量以卷绕孔的容纳空间为限。
二次电池可以是镍氢电池或基于类似原理制作的其它充电电池。
在另一方面，本发明还提供一种二次电池的制作方法，该方法包括卷绕电芯和将电芯装入电池壳，且在电池封口之前在电芯中央卷绕孔4处添加亲水性物质。
优选地, 选用保液能力大于100%的亲水性物质。
优选地,亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。也可以采用保液能力较强的其它类型的亲水性物质，如晴纶、涤纶等纤维性物质。
根据一个实施例的二次电池制作方法的具体工艺流程请参考图2。在电芯卷绕入壳之后，注电解液之前，将经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料添加在电池电芯中央的卷绕孔处，保证该材料与电极组和隔膜充分接触，之后进行电池的注液、点焊盖帽、压盖和封口。 
电池在添加电解液之后到电池化成、检测过程中，这种亲水性物质会保持一定量的电解液，当测试电池循环寿命时，在容量循环初期，电池内部正、负极片、隔膜和亲水性物质中电解液浓度一致且在极片和隔膜上分布均匀，随着容量循环的进行，正、负极片会发生膨胀，导致隔膜纸内部的电解液被挤压出来，隔膜纸中的电解液浓度降低，电解液逐渐消失或者失效，这时电芯中的亲水性物质就会发挥作用，这种亲水性物质中保留的电解液浓度高于在循环过程中隔膜纸中的电解液浓度，亲水性物质中的新鲜电解液就会向周围的隔膜中扩散，这样使得正、负极片尤其是隔膜中持续保持有新鲜的电解液，同时使得正、负极片中的活性物质利用率得到很大的提高，最终能够延长电池的循环寿命。
下面以镍氢电池的实例对本发明的优点作进一步的说明：
对于AA1500毫安时的镍氢电池，在原有注液量的基础上多添加0.2 g电解液，选择化成方法相同。一种采用本发明设计的工艺方法，一种采用传统的工艺方法。
（A）寿命测试对比
测试标准为：
(a) 0.1C充电16小时，0.25C放电140分钟
(b) 0.25C充电190分钟，0.25C放电140分钟，循环47次
(c) 0.25C充电190分钟，0.25C放电1.0V
(d) 0.1C充电16小时，搁置60分钟，0.2C放电1.0V
(e) 当b步骤中出现放电电压低于1.0V，或d步骤中放电时间低于300分钟时停止寿命测试。
其寿命测试数据参照表1。 
Figure 66982DEST_PATH_IMAGE001
（B）快速寿命测试对比
测试方法为：(a) 1C充电72min ；(b) 搁置30min ；(c) 1C放电至1.0V ；(d) 当c步骤中出现放电容量低于初始容量的60%时，停止寿命测试。
其快速寿命测试数据参照表2。
从表1和表2可以看出：
1、采用本发明实施例的方法制作的电池，电池寿命结束时的内阻为90mΩ，快速寿命结束时的内阻为87mΩ，而传统工艺方法电池寿命结束时的内阻为127mΩ，快速寿命结束时的内阻为119mΩ。采用本发明方法的电池内阻比传统工艺电池的内阻低32-37 mΩ。
2、采用本发明实施例的方法制作的电池，电池的寿命达到1630周，快速寿命达到712周，而传统工艺方法制作的电池，寿命达到1248周，快速寿命达到495周。与传统工艺方法相比，采用本发明的方法可提高AA型镍氢电池的循环寿命30%以上。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种二次电池，包括电池壳和安置于电池壳中的电芯，所述电芯包括卷绕好的正极片、负极片和隔离所述正极片和所述负极片的隔膜，其特征在于, 还包括在所述电芯中央卷绕孔处添加的亲水性物质。
2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于,所述亲水性物质的保液能力大于100%。
3.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于, 所述亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。
4.如权利要求1-3所述的二次电池，其特征在于, 所述亲水性物质的添加量以所述卷绕孔的容纳空间为限。
5.一种二次电池的制作方法，包括卷绕电芯和将电芯装入电池壳，其特征在于,还包括在电池封口之前在电芯中央卷绕孔处添加亲水性物质。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于,所述亲水性物质的保液能力大于100%。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于, 所述亲水性物质为经过活化亲水处理的聚丙烯或尼龙材料，或者为与隔膜相同的材料且优选为片状或粉状的纸质材料。
8.如权利要求5-7所述的二次电池，其特征在于, 所述亲水性物质的添加量以所述卷绕孔的容纳空间为限。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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