CN103346296B - 一种超低容量的电池及制作该电池的拉粉模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低容量的电池，包括卷芯和极组，极组由正极片、负极片、隔膜组成，负极片包括上粉区和未粉区，上粉区覆盖有负极粉。制作该超低容量的电池的拉粉模具，包括基座、负极挡板和负极基带铜网，基座设有拉粉腔，拉粉腔由进粉斜面、储粉底面及侧壁围成，储粉底面设有通口槽，负极挡板设于拉粉腔内，负极挡板与储粉底面之间设有进粉通道，负极挡板一侧设有可调延伸挡条，可调延伸挡条沿负极挡板安装方向延伸至储粉槽，负极基带铜网设于负极挡板的另一侧并穿过该通口槽，负极基带铜网的板面设有复数个镂空。本发明通过可调延伸挡条使得负极粉在负极片上的附着面面积变小，从而减少负极粉的附着总量，得到低容量电池。

Description

一种超低容量的电池及制作该电池的拉粉模具

技术领域

本发明涉及一种电池，尤其是一种超低容量的电池及制作该电池的拉粉模具。

背景技术

目前的发泡镍正极圆柱密封性低容量镍氢电池按照常规材料和工艺技术，容量最低只能做到300mAh以上。即使有其他导电基材正极结构，如钢网拉浆、钢带拉浆电池容量上也只能做到200mAh以上，但是由于这些正极导电基材的本质缺陷，容易造成自放电大，容量衰减严重等缺陷，所以发泡镍正极圆柱密封性低容量电池仍然是电池行业热衷开发研究的领域。

即便这样，发泡镍正极圆柱密封性低容量电池的难点还在于负极片制作的困难，电池的容量大小有很多的影响因素，其中很大部分的程度是由电池负极片上的上粉量所决定，要制作超低容量的卷绕电池，需要在不影响电池性能的基础上，将上粉量降至最低。在目前干法负极设备、模具和基带铜网参数下，负极上粉量无法达到低粉量的技术要求。

在这些情况下，常规的镍氢低容量设计只能把电极宽度做窄，让正极极片的长度与宽度比值较大，如正极长宽比≥3，或者宽度小于20mm，但此种做法在正极极片制作和卷绕时会导致断片严重，损耗大，特别是卷绕工作效率低下，合格率差，过程品质很难控制，电池很容易出现短路和低容量，电化学反应效率低下，直接导致电池生产成本超高，这些困难就造成了容量在30-300mAh的圆柱电池无法实现批量生产。

发明内容

本发明提供一种超低容量的电池及制作该电池的拉粉模具，用于解决上述负极上粉量无法达到低粉量的技术要求。

本发明采用如下技术方案：

一种超低容量的电池，包括设于壳体内的卷芯、卷绕于卷芯的极组，所述极组由正极片、负极片、隔膜组成，所述负极片包括上粉区和未粉区，所述上粉区覆盖有负极粉。

进一步的，所述上粉区包括第一上粉区和第二上粉区，所述第一上粉区、第二上粉区分别位于未粉区两侧。

进一步的，所述卷芯下方设有一全密闭的塑料柱。

进一步的，该电池为镍氢电池。

更进一步的，所述镍氢电池的正极片的宽度设计在10mm～20mm，正极片的长度设计在20mm～30mm；所述镍氢电池的负极宽度尺寸的设计在10mm～20mm，负极片卷绕于卷芯后包住正极片。

一种制作超低容量的电池的拉粉模具，用于对该超低容量电池的负极片上粉，包括一基座、负极挡板和负极基带铜网，所述基座设有一拉粉腔，所述拉粉腔由进粉斜面、储粉底面及侧壁围成，所述储粉底面设有一供负极基带铜网穿过的通口槽，所述负极挡板设于拉粉腔内，所述负极挡板与储粉底面之间设有一进粉通道，所述负极挡板一侧设有阻挡负极粉附着在负极基带铜网上的可调延伸挡条，所述可调延伸挡条沿负极挡板安装方向延伸至储粉底面，所述负极基带铜网设于负极挡板的另一侧并穿过该通口槽，所述负极基带铜网的板面设有复数个镂空。

进一步的，所述可调延伸挡条的截面形状，为方形、梯形或半圆形中的一种。

进一步的，负极基带铜网的厚度在0.15mm～0.20mm。

进一步的，所述镂空为孔洞镂空，所述镂空相邻两列呈交叉分布。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明一种超低容量的电池，通过将负极片分为上粉区和未粉区，减少负极粉在负极片上的附着总量，得到低容量电池。

2、本发明一种超低容量的电池，正极尺寸的设计遵循用尽可能少的发泡镍基材，根据型号容量，正极片的宽度设计在10mm～20mm，正极片的长度设计在20mm～30mm；负极片宽度尺寸的设计在10mm～20mm，长度按照卷绕负极包裹正极的情况设计，装配工艺上卷绕后能满足镍氢正极完全被镍氢负极完全包住。针对超低容量要求，设计极板的长度、宽度比在合适的范围内，在实际卷绕生产操作过程中不容易造成断片，极大地提高产品合格率，将低容量电池的单位成本压缩至合适范围，同时达到稳定的电性能。

3、本发明一种超低容量的电池，在装配工艺上卷芯下方设有一全密闭的塑料柱，能够有效利用电芯电化学反应空间，提高气相复合的效率，并有利于卷绕的可操作性，能提高卷绕的质量和效率。

4、本发明一种制作超低容量的电池的拉粉模具，通过拉粉模具的调整，研制出负极挡板的可调延伸挡条结构，在连续拉粉的过程中阻挡负极粉附着在负极基带铜网上，这样附在负极基带铜网镂空里的负极粉在下一流程对负极片进行压片时，落在负极片上就有上粉区和未粉区之分，如此负极片上的负极粉相较现有技术的附着面面积变小，也就是负极粉在负极片上的附着总量得以减少，这样电池就能够得到更低容量。

5、本发明一种制作超低容量的电池的拉粉模具，在镍氢负极干法拉粉的技术上，调整负极基带铜网的厚度至0.15mm～0.20mm，使得负极粉上粉厚度得以减小，从而使得负极粉在负极片上的附着总量得以减少，使得电池得到更低容量。

6、本发明一种制作超低容量的电池的拉粉模具，负极基带铜网的镂空采用孔洞镂空，相邻两列呈交叉分布，使得负极粉能够均匀落在负极片上。

附图说明

图1为本发明电池的剖解示意图；

图2为本发明卷芯的结构示意图；

图3为本发明电池负极片的上粉分布图；

图4为本发明拉粉模具的示意图；

图5为本发明拉粉模具中的负极挡板的示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图3，一种超低容量的镍氢电池，包括设于壳体内的卷芯1、卷绕于卷芯1的极组，所述极组由正极片2、负极片3、隔膜4组成，所述负极片3包括上粉区31和未粉区32，所述上粉31区覆盖有负极粉5。

参照图3，该上粉区包括第一上粉区311和第二上粉区312，第一上粉区311、第二上粉区312分别位于未粉区32两侧，负极片3通过未粉区32将第一上粉区311和第二上粉区312隔离开来。通过减少负极粉在负极片上的附着总量，得到低容量电池。

另外，见图2，卷芯1下方设有一全密闭的塑料柱8，能够有效利用电芯电化学反应空间，提高气相复合的效率，而且，增加塑料柱8后，极组在卷绕过程中入壳距离短，能使作业加快，卷出的电芯整齐，有利于卷绕的可操作性，能提高卷绕的质量和效率。

该镍氢电池的正极片尺寸的设计遵循用尽可能少的发泡镍基材，在现有的设备条件下，根据型号容量，正极片的宽度设计在10mm～20mm，正极片的长度设计在20mm～30mm，负极片宽度尺寸的设计在10mm～20mm，长度按照卷绕负极包裹正极的情况设计，装配工艺上卷绕后能满足镍氢正极完全被镍氢负极完全包住。针对超低容量要求，设计极板的长度、宽度比在合适的范围内，在实际卷绕生产操作过程中不容易造成断片，极大地提高产品合格率，将低容量电池的单位成本压缩至合适范围，同时达到稳定的电性能。

在实际的实验生产制造中，设计制作正极发泡圆柱密封性低容量镍氢AA100mAh电池：正极片长宽厚尺寸25*16*0.65mm，正极片长宽比=1.56，负极片长宽厚尺寸70*16*0.19mm，壳体内加一全密闭的塑料柱，尺寸Φ13.3*H24mm，用Φ11mm卷绕针卷绕，通过专门的拉粉模具对负极片上粉区进行上粉，电池化成后检测容量95～125mAh，电池各项电性能稳定。由此，设计出超低容量的电池。

参照图4、图5，一种制作超低容量的电池的拉粉模具，用于对该超低容量电池的负极片上粉，包括一基座9、负极挡板7和负极基带铜网8，基座9设有一拉粉腔6，拉粉腔6由进粉斜面61、储粉底面62及侧壁围成，储粉底面62设有一供负极基带铜网8穿过的通口槽10，负极挡板7设于拉粉腔6内，该负极挡板7与储粉底面62之间设有一进粉通道11。该负极挡板7一侧设有阻挡负极粉5附着在负极基带铜网8上的可调延伸挡条71，可调延伸挡条71沿负极挡板7安装方向延伸至储粉底面62，负极基带铜网8设于负极挡板7的另一侧并穿过该通口槽10。该负极基带铜网8的板面设有复数个孔洞镂空81，该镂空81相邻两列呈交叉分布，能够使其通过的负极粉5均匀铺在负极片3上。该可调延伸挡条71的截面形状，为方形、梯形或半圆形中的一种，长边或直线边一侧朝向负极挡板7，形状的设计，只要能够阻挡负极粉5通过即可。

如图4，可调延伸挡条71处于负极挡板7中间位置，当负极粉5倒入拉粉腔6后，沿进粉斜面61经储粉底面62，进入进粉通道11，附着在负极基带铜网8的镂空81里，部分负极粉5由于可调延伸挡条的阻挡，无法进入负极基带铜网8中间的镂空区域。当拉粉腔6被负极粉5所充满，负极基带铜网8的镂空区域呈现两侧的镂空81充满负极粉，中部镂空81无填充的情况。

图4中省略对负极基带铜网8的拉动部分及对负极挡板7右侧的夹紧工装，负极粉5进入负极基带铜网8的交叉分布的孔洞镂空之后，随着铜网8一起被拉动通过通口槽10，进入下一流程。接着对负极片3进行压片，负极粉5由此落到负极片3上。然后，一方面，网板的厚度影响镍氢电池的负极片3上的上粉厚度，负极基带铜网的厚度在0.15mm～0.20mm；另一方面，由于负极粉在铜网上的分布区域，落在负极片上就有上粉区和未粉区之分，综合这两个方面能使负极片3上粉区31厚度参数达到0.10-0.20mm，且极板外观结构和尺寸不同常规设计，从而使得负极粉5在负极片3上的附着总量得以减少，使得电池得到更低容量。

本发明在遵循发泡镍正极镍氢电极反应的基本设计原理上，创造性地设计正极片、负极片、负极片拉片模具的改进、负极基带铜网参数的改进和垫全密闭圆柱体的塑料柱装配工艺，可以满足电池性能，实现低成本批量生产。以上一系列的设计能在电极反应充分的基础上，尽可能减少材料成本的消耗，在现有的设备条件下，最大化利于电化学反应的效率，满足电池性能，实现低成本批量生产。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种超低容量的电池，包括设于壳体内的卷芯、卷绕于卷芯的极组，所述极组由正极片、负极片、隔膜组成，其特征在于：该电池为镍氢电池，所述镍氢电池的正极片的宽度设计在10mm～20mm，正极片的长度设计在20mm～30mm；所述镍氢电池的负极宽度尺寸的设计在10mm～20mm，负极片卷绕于卷芯后包住正极片，所述负极片包括上粉区和未粉区，所述上粉区覆盖有负极粉。

2.根据权利要求1所述的一种超低容量的电池，其特征在于：所述上粉区包括第一上粉区和第二上粉区，所述第一上粉区、第二上粉区分别位于未粉区两侧。

3.根据权利要求1所述的一种超低容量的电池，其特征在于：所述卷芯下方设有一全密闭的塑料柱。