CN102170026A - 碱性二次电池 - Google Patents

Abstract

碱性二次电池。将正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并卷绕成涡状的电极芯装入一端开口的壳体内，经注入碱性电解质溶液，封口而成，所述正极板和/或负极板设置有金属集流带，在金属集流带上设有极耳。本发明通过在金属集流带上设置极耳，克服了端面焊接过程中局部区域难以进行有效焊接的缺点，使得电池端面焊接更加均匀可靠，从而提高了电池的性能，使电池具有低内部电阻、高放电容量和高放电电压，特别适用于需要高功率放电的场合。

Description

碱性二次电池

技术领域

本发明涉及一种碱性二次电池，典型的是涉及以镍氢二次电池、镍镉二次电池为代表的需要高功率放电的碱性二次电池，尤其涉及电池的极板。

背景技术

近年来，随着电动工具、电动玩具、电动自行车、混合动力汽车等产业的快速发展，对二次电池的高功率放电能力提出了越来越高的要求。镍氢二次电池和镍镉二次电池由于具有较好的工作性能，因而被广泛的应用在以上领域。

目前，镍氢二次电池和镍镉二次电池正极板主要有烧结式和发泡镍式两种，其中烧结式极板具有更好的大功率工作能力，但是其制造成本高、难以高容量化；而发泡镍式极板制作简单，成本较底，但是其集流效果不佳，高功率放电能力差。为改善发泡镍式极板的集流效果，通常采用在电池正极板和负极板端面焊接集流片的方法，如中国专利申请号为CN01215767.8，申请日为2001年3月27，公告日为2002年1月2日，名称为《碱性蓄电池》的专利提出在正极靠边沿区域沿长度方向焊接一金属条后再进行集流片端面焊接，该方法在较大程度上改善了正极的集流效果，但是该方法存在端面焊接均匀性难以保证，尤其是极片的前端和后端区域，基本上难以进行有效焊接，对提高电池高功率性能效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种碱性二次电池，它的性能得到了改善，可以在高功率状态下工作。

为解决上述技术问题，本发明的基本构思是：一种碱性二次电池，将正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并卷绕成涡状的电极芯装入一端开口的壳体中，经注入碱性电解质溶液，封口而成。所述的正极板和/或负极板是采用多孔金属基体，并将活性物质涂覆在基体中，所述的正极板和/或负极板设置有金属集流带，并在金属集流带上设有极耳。

作为实现本发明基本构思的第一种改进技术方案，所述多孔金属基体可以是发泡镍，所述的金属集流带可以是镍带或镀镍钢带，所述极耳可以是镍带或镀镍钢带。金属集流带和极耳的材质可以相同，也可以不同。

作为实现本发明基本构思的第二种改进技术方案，所述金属集流带焊接在正极板或负极板长度方向的边缘。

作为实现本发明基本构思的第三种改进技术方案，所述极耳焊接在所述金属集流带上，极耳可以是一个或一个以上，当设置多个极耳时，极耳在金属集流带上可以均匀或不均匀设置。电池极片前端集中在卷绕的前几周，极片后端集中在卷绕的后几周，极片前端和后端区域是电池端面焊接过程中难以进行有效焊接的区域，而极片的中部区域为电池端面焊接的易实现区。极耳优选设置一个以上，并优先考虑设置在极片的前端和后端，在极片的前端和后端区域高密度设置极耳，更能有效地解决生产过程中极片前端和后端区域难以焊接的难题，提高产品质量，从而改善极片的整体集流效果，而极片的中部区域进行低密度设置或不设置极耳，以降低生产成本。

以上各改进方法可组合采用。

本发明的有益效果是：通过在金属集流带上设置极耳，克服了端面焊接过程中局部区域难以进行有效焊接的缺点，使得整个端面焊接更加均匀可靠，从而提高电池的性能。

附图说明

图1是比较例正极板的结构示意图；

图2是实施例正极板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

在如图1和图2所示的正极板中，正极板采用多孔金属基体，活性物质填充在正极板的敷料区域2中，多孔金属基体选用发泡镍，在正极板沿长度方向的一侧0.5~2mm区域事先焊接有一厚度为0.06mm的集流金属带1。

比较例一：

将球型氢氧化镍、氧化亚钴、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚四氟乙烯（PTFE）按重量比为93：7：0.5：1.5混合，添加固体物质重量比为10~30Wt%的去离子水配制成糊状的活性物质浆。进行如图1所示的正极板制作，将该活性物质浆填充在正极板的敷料区域2中，制成后裁切成尺寸为260×34×0.62mm的正极板。以该方法得到的正极板为正极，按现有电池制作工艺技术，制作正极和负极均端面焊的比较例SC型标称容量为3000mAh镍氢电池。

实施例一：

如图2所示，在上述正极板制作方法的基础上，在正极板集流金属带1的前端焊接一个极耳3a，后端焊接两个极耳3b和3c，以该方法得到的正极板为正极，按与比较例1同样的现有电池制作工艺技术，制作正极和负极均端面焊的实施例SC型标称容量为3000mAh镍氢电池。

性能比较测试

1、电池内部电阻测试：

将比较例一和实施例一电池用600mA充电7小时，室温下搁置1小时，用交流内阻仪测试电池内部电阻。

2、电池高倍率放电性能测试：

将比较例一和实施例一电池在室温环境中，用600mA充电7小时，搁置30分钟，用30000mA放电至0.7V，记录放电时间和放电曲线，得到放电容量和中值电压。

以上测试结果如下表：

项目	平均内部电阻（mΩ）	平均放电容量（mAh）	平均中值电压（V）
				实施例一	4.0	2800.0	1.101
比较例一	5.2	2733.7	1.021

测试结果表明：用两种正极板方法制作的镍氢电池相比，实施例一正极板方法制作的电池具有更低的内部电阻、更高的大电流放电容量和更高的大电流放电情况下的中值电压，即实施例一方法制作的电池更适合应用于需求高功率工作的领域。产生这种现象的主要原因是实施例一由于在集流金属上设置了极耳，克服了端面焊接过程中局部区域难以进行有效焊接的缺点，使得整个端面焊接更加均匀可靠，改善了正极板的集流效果，从而改善了电池的高倍率放电性能。

本发明虽然只是以镍氢电池作为实施例来作说明，然而应用在镍镉电池也具有同样的技术效果。

本发明极耳的设置不限于本实施例一，可根据需要方便地设置成其它方式，也具有同样的技术效果。

本发明虽然是以正极板来作实施例说明，然而也能以同样的技术原理在负极板上进行极耳的设置，并能起到克服端面焊接过程中局部区域难以进行有效焊接的缺点，使得整个端面焊接更加均匀可靠，从而提高电池性能的技术效果，权利要求限定的原理同样适用于电池负极板。

Claims (7)

1.一种碱性二次电池，将正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并卷绕成涡状的电极芯装入一端开口的壳体内，经注入碱性电解质溶液，封口而成，其特征在于：所述正极板和/或负极板设置有金属集流带，在金属集流带上设有极耳。

2.根据权利要求1所述的碱性二次电池，其特征在于：所述金属集流带和/或极耳是镍带或镀镍钢带。

3.根据权利要求1或2所述的碱性二次电池，其特征在于：所述金属集流带焊接在正极板和/或负极板长度方向的边缘。

4.根据权利要求1所述的碱性二次电池，其特征在于：所述极耳焊接在所述金属集流带上。

5.根据权利要求1所述的碱性二次电池，其特征在于：所述极耳为一个或一个以上。

6.根据权利要求1、2、4或5任一权利要求所述碱性二次电池，其特征在于：所述极耳在金属集流带上均匀或不均匀设置。

7.根据权利要求6所述碱性二次电池，其特征在于：所述极耳在金属集流带的前端和尾端高密度设置，在中间低密度设置。

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