CN104362264A - 一种镍氢电池的制备方法及制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镍氢电池的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)制备一上端开口的柱体外壳及电芯；(2)在柱体外壳开口处内壁涂上绝缘湿膜涂层；(3)将电芯装入外壳内，并在涂有绝缘涂层处，用车坑机车坑，将电芯固定，并加入电解液，此时湿膜绝缘涂层重新均匀分布在变形后的外壳内壁上，继续固化后形成致密的绝缘干膜层；(4)制备电池顶盖，固定电池顶盖，得到镍氢电池。本发明还提供了实施该方法的镍氢电池制品，其包括一柱体外壳，电芯；在柱体外壳开口处内壁涂有绝缘涂层。本发明无需再另外添加绝缘介子，减少了电池制备工序及零部件，提高了电池生产效率、产品质量，并降低了电池生产成本。

Description

一种镍氢电池的制备方法及制品
技术领域
本发明涉及电池制造领域，具体涉及一种镍氢电池的制备方法，及通过该方法制备的镍氢电池制品。
背景技术
现代生活中，各种电池在人们的生活中不可或缺，镍氢电池作为当今迅速发展起来的一种高能绿色充电电池，凭借能量密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无污染等优点在笔记本电脑、便携式摄像机、数码相机及电动自行车等领域得到了广泛应用。
在电池生产过程中，常常会由于车坑位与电池电芯接触，而使电池出现零电，所制造出的电池不能放电，导致电池报废率高，大大增加了生产成本，一些电池生产生通过在电池正极与电池顶盖之间填充绝缘介子来防止车坑位与电池电芯接触，而绝缘介子耐强碱性能差，使用时间长了将导致绝缘介子被腐蚀，进而使电池出现零电。
同时，由于现有的绝缘介子多为固态的PC、PP胶贴膜，需要单独制备，需要至少增加两道工序才能将其设置在预定位置；特别是，由于其为固体胶贴，弹性变形能力较差，与金属外壳内表面的粘结牢度不高，容易在后续车坑、装填电芯等工序中导致脱落或磨破，绝缘可靠性不高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够防止电池零电，提高效率，并延长电池使用寿命的镍氢电池的制备方法，以及实施该制备方法制备的镍氢电池制品。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：
一种镍氢电池的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备一上端开口的柱体外壳，及一能放入该外壳内的电芯；
(2)在柱体外壳开口处内壁，涂上绝缘涂层；所述绝缘涂层为改性环氧树脂涂成的湿膜层；
(3)将步骤(1)所制备的电芯装入外壳内，并在涂有绝缘涂层处，用车坑机车坑，将电芯固定，并加入电解液，此时湿膜绝缘涂层局部流动、重新均匀分布在变形后的外壳内壁上，继续固化后形成致密的绝缘干膜层；
(4)制备电池顶盖，并将电池顶盖盖设于车坑位上部，并将外壳开口处向电池顶盖凸起处弯折，固定电池顶盖，得到镍氢电池。
所述步骤(1)还包括：在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口，该导向广口向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口为一体成型结构，在所述导向广口与开口之间设有曲面，将电芯装入外壳时，顺着导向广口与该曲面，滑入到外壳内部，降低报废率。
所述步骤(2)所述改性环氧树脂由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得；该改性环氧树脂形成的绝缘涂层湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米。
步骤(4)在所述电池顶盖上设有定位装置，该定位装置为多个均匀分布在电池顶盖上的定位点，弯折部的端部与顶盖凸起之间的距离，为弯折部的端部与定位装置相接触为起点，至电池顶盖凸起部外径的距离。
在所述电池顶盖与电芯的阳极端之间，设有一连接电池顶盖及电芯阳极端的导片，在该导片上设有导气槽，在电池顶盖下端中心，设有排气孔，该排气孔与所述导片的导气槽相连通，通过该导气槽和排气孔，将电池内部产生的气体排出。
实施上述方法制备的镍氢电池制品，其包括一上端开口的柱体外壳，及一能放入该外壳内的电芯；在柱体外壳开口处内壁，涂有绝缘涂层；所述绝缘涂层为改性环氧树脂；在涂有绝缘涂层处，设有车坑位，将电芯固定，在电芯周围设有电解液；在外壳上部设有电池顶盖，且该电池顶盖盖设于车坑位上部，通过将外壳开口处向电池顶盖凸起处弯折，固定电池顶盖。
所述改性环氧树脂由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得。该改性环氧树脂形成的绝缘涂层湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米。
在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口，该导向广口向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口为一体成型结构，在所述导向广口与开口之间设有曲面，将电芯装入外壳时，顺着导向广口与该曲面，滑入到外壳内部，降低报废率。
在所述电池顶盖上设有定位装置，该定位装置为多个均匀分布在电池顶盖上的定位点，弯折部的端部与顶盖凸起之间的距离，为弯折部的端部与定位装置相接触为起点，至电池顶盖凸起部外径的距离。
在所述电池顶盖与电芯的阳极端之间，设有一连接电池顶盖及电芯阳极端的导片，在该导片上设有导气槽，在电池顶盖下端中心，设有排气孔，该排气孔与所述导片的导气槽相连通，通过该导气槽和排气孔，将电池内部产生的气体排出。
本发明的有益效果是：本发明提供的镍氢电池制备方法，在电池制备过程中，电池外壳开口内壁上涂覆专门配制的改性环氧树脂形成绝缘涂层，该绝缘涂层在加工过程中保持湿膜状态，加工完成后再固化、形成致密的干膜层，避免了在车坑、装填电芯等工序作业时，由于车坑位内壁变形、或摩擦，破坏绝缘层、使该处失效导电而使电池发生零电，同时，无需再另外添加绝缘介子，减少了电池制备工序、减少了零部件，大幅提高了电池生产效率、产品质量，并降低了电池生产成本。
本发明通过在电池外壳开口端设置导向广口，使得电芯在入电池外壳时，电芯能够顺着导向广口与平直部分的曲面顺利的滑入到外壳内部，降低电芯在入外壳阶段的报废比例。通过预先设定定位点准确地确定钢壳包边与顶盖凸起部两者之间距离，节约封口调试的时间以及人力。
本发明采用的设有定位装置的镍氢电池顶盖，能一次完成封口工序，提高了生产效率，提高封口参数的准确度；通过设置带导气槽的导片，并与顶盖排气口相连通，将电池内部产生的气体从导片上的开槽中释放出来而从排气孔排出，防止了电池爆炸的隐患，提高了电池的安全性能。
本发明的镍氢电池制品，通过在电池外壳开口内壁上涂覆改性环氧树脂绝缘涂层，使电池的车坑部位具有高可靠绝缘的特性；当车壳部位接触到电芯，电池也可以正常工作，可有效避免电池零电，并延长了电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明镍氢电池整体剖面结构示意图；
图2为电池装壳前剖面结构示意图；
图3为导片剖面结构示意图。
图中：1.外壳  2.电芯  3.开口  4.绝缘涂层  5.导气槽6.导片  7.电池顶盖  8.定位装置  9.车坑位  10.凸起11.导向广口  12.排气孔
具体实施方式
实施例：参见图1至图3，本实施例提供的镍氢电池的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备一上端开口3的柱体外壳1，及一能放入该外壳1内的电芯2；在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口11，该导向广口11向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口11为一体成型结构，在所述导向广口11与开口之间设有曲面，将电芯2装入外壳1时，顺着导向广口11与该曲面，滑入到外壳1内部，降低报废率；
(2)在柱体外壳1开口3处内壁，涂上绝缘涂层4；所述绝缘涂层4此时为由特别配制的改性环氧树脂涂成的湿膜层；
(3)将步骤(1)所制备的电芯2装入外壳1内，并在涂有绝缘涂层4处，用车坑机车坑，将电芯2固定，并加入电解液；此时湿膜绝缘涂层4局部流动、重新均匀分布在变形后的外壳内壁上，继续固化后形成均匀且致密的绝缘干膜层4；
(4)制备电池顶盖7，并将电池顶盖7盖设于车坑位9上部，并将外壳1开口3处向电池顶盖7凸起10处弯折，固定电池顶盖7，得到镍氢电池。
所述步骤(2)中的改性环氧树脂，是由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得。该改性环氧树脂形成的绝缘涂层湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米；其湿膜层固化为干膜层的时间为1～2小时，且在湿膜状态下可以保持弱流动性，在树脂湿膜表面张力的作用下，在车坑工序中，外壳变形时能自动流动、使漆膜重新均匀分布；同样的，在步骤(3)、步骤(4)的操作过程中，导致电芯2、电解液或顶盖7接触到绝缘涂层湿膜层4的时候，该湿膜层均可以保持或自行流动、恢复到合适的厚度，使最后形成的干膜层绝缘效果稳定、可靠。
步骤(4)在所述电池顶盖7上还设有定位装置8，该定位装置8为多个均匀分布在电池顶盖7上的定位点，弯折部的端部与凸起10之间的距离，为弯折部的端部与定位装置8相接触为起点，至电池顶盖7凸起10部外径的距离。
在所述电池顶盖7与电芯2的阳极端之间，设有一连接电池顶盖7及电芯2阳极端的导片6，在该导片6上设有导气槽5，在电池顶盖7下端中心，设有排气孔12，该排气孔12与所述导片6的导气槽5相连通，通过该导气槽5和排气孔12，将电池内部产生的气体排出。
实施上述方法制备的镍氢电池制品，其包括一上端开口3的柱体外壳1，及一能放入该外壳1内的电芯2；在柱体外壳1开口3处内壁，涂有绝缘涂层4；所述绝缘涂层4为改性环氧树脂；在涂有绝缘涂层4处，设有车坑位9，将电芯2固定，在电芯2周围设有电解液；在外壳1上部设有电池顶盖7，且该电池顶盖7盖设于车坑位9上部，通过将外壳1开口3处向电池顶盖7凸起处弯折，固定电池顶盖7；所述绝缘涂层4为在1～2小时内为湿膜层，之后为干膜层；湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米。
所述改性环氧树脂由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得。
本发明提供的特别配制的改性环氧树脂，固化速度为1～2小时，一次喷涂所形成的湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米；其湿膜层固化为干膜层的时间为1～2小时，且在湿膜状态下可以保持弱流动性，在树脂湿膜表面张力的作用下，在车坑工序中，外壳变形时能自动流动、使漆膜重新均匀分布；电池生产线的装配、生产过程约为0.5-1.5小时，本树脂解决了电池生产过程中的绝缘层破损问题，流动性适中，耐腐蚀性强，可在电解液浸泡的情况下继续固化，干膜层的机械强度高、绝缘性及耐腐蚀性好。
在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口11，该导向广口11向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口11为一体成型结构，在所述导向广口11与开口之间设有曲面，将电芯2装入外壳1时，顺着导向广口11与该曲面，滑入到外壳1内部，降低报废率。
在所述电池顶盖7上设有定位装置8，该定位装置8为多个均匀分布在电池顶盖7上的定位点，弯折部的端部与凸起10之间的距离，为弯折部的端部与定位装置8相接触为起点，至电池顶盖7凸起10部外径的距离。
在所述电池顶盖7与电芯2的阳极端之间，设有一连接电池顶盖7及电芯2阳极端的导片6，在该导片6上设有导气槽5，在电池顶盖7下端中心，设有排气孔12，该排气孔12与所述导片6的导气槽5相连通，通过该导气槽5和排气孔12，将电池内部产生的气体排出。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似方法及结构来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镍氢电池的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)制备一上端开口的柱体外壳，及一能放入该外壳内的电芯；
(2)在柱体外壳开口处内壁，涂上绝缘涂层；所述绝缘涂层为改性环氧树脂涂成的湿膜层；
(3)将步骤(1)所制备的电芯装入外壳内，并在涂有绝缘涂层处，用车坑机车坑，将电芯固定，并加入电解液，此时湿膜绝缘涂层局部流动、重新均匀分布在变形后的外壳内壁上，继续固化后形成致密的绝缘干膜层；
(4)制备电池顶盖，并将电池顶盖盖设于车坑位上部，并将外壳开口处向电池顶盖凸起处弯折，固定电池顶盖，得到镍氢电池。
2.根据权利要求1所述的镍氢电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述改性环氧树脂由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得；该改性环氧树脂形成的绝缘涂层湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米。
3.根据权利要求1所述的镍氢电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口，该导向广口向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口为一体成型结构，在所述导向广口与开口之间设有曲面，将电芯装入外壳时，顺着导向广口与该曲面，滑入到外壳内部，降低报废率。
4.根据权利要求1所述的镍氢电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)在所述电池顶盖上设有定位装置，该定位装置为多个均匀分布在电池顶盖上的定位点，弯折部的端部与顶盖凸起之间的距离，为弯折部的端部与定位装置相接触为起点，至电池顶盖凸起部外径的距离。
5.根据权利要求1所述的镍氢电池的制备方法，其特征在于，在所述电池顶盖与电芯的阳极端之间，设有一连接电池顶盖及电芯阳极端的导片，在该导片上设有导气槽，在电池顶盖下端中心，设有排气孔，该排气孔与所述导片的导气槽相连通，通过该导气槽和排气孔，将电池内部产生的气体排出。
6.实施权利要求1～5之一所述方法制备的镍氢电池制品，其特征在于，其包括一上端开口的柱体外壳，及一能放入该外壳内的电芯；在柱体外壳开口处内壁，涂有绝缘涂层；所述绝缘涂层为改性环氧树脂；在涂有绝缘涂层处，设有车坑位，将电芯固定，在电芯周围设有电解液；在外壳上部设有电池顶盖，且该电池顶盖盖设于车坑位上部，通过将外壳开口处向电池顶盖凸起处弯折，固定电池顶盖。
7.根据权利要求1所述的镍氢电池制品，其特征在于，所述改性环氧树脂形成的绝缘涂层湿膜层厚度为200～550微米，干膜层厚度为150～300微米；该改性环氧树脂是由重量份数为50～60份的环氧树脂、5～8份聚乙二醇和1～3份二甲苯，升温至130℃，恒温反应2～3h后加入8～10份的双酚，继续反应3～5h；反应后的体系降温至110℃后，将5～8份苯乙烯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～7份丙烯酸丁酯、2～5份丙烯酰胺单体混合后，将1～2份过氧化苯甲酰，在l～2h内滴加到反应体系中，搅拌反应2h后，加入1～3份偶氮二异丁腈；降温至85℃，滴加2～4份二乙醇胺反应2.5h后制得。
8.根据权利要求1所述的镍氢电池制品，其特征在于，在所述开口的端部设置一向外延伸的导向广口，该导向广口向外延伸角度为15～30度，且所述开口与导向广口为一体成型结构，在所述导向广口与开口之间设有曲面，将电芯装入外壳时，顺着导向广口与该曲面，滑入到外壳内部，降低报废率。
9.根据权利要求1所述的镍氢电池制品，其特征在于，在所述电池顶盖上设有定位装置，该定位装置为多个均匀分布在电池顶盖上的定位点，弯折部的端部与顶盖凸起之间的距离，为弯折部的端部与定位装置相接触为起点，至电池顶盖凸起部外径的距离。
10.根据权利要求1所述的镍氢电池制品，其特征在于，在所述电池顶盖与电芯的阳极端之间，设有一连接电池顶盖及电芯阳极端的导片，在该导片上设有导气槽，在电池顶盖下端中心，设有排气孔，该排气孔与所述导片的导气槽相连通，通过该导气槽和排气孔，将电池内部产生的气体排出。
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